Orthotopic injektion af brystkræftceller ind i musene brystkirtler fedt Pad
Summary
Her præsenterer vi en protokol for at implantat brystkræftceller i den mammary fedt pad i en enkel og mindre invasive, og nem at håndtere måde, og denne mus orthotopic bryst kræft model med en ordentlig brystkirtler fedt pad miljø kan bruges til at undersøge forskellige aspekter af kræft.
Abstract
En ordentlig dyremodel er afgørende for en bedre forståelse af sygdomme. Dyre modeller etableret ved hjælp af forskellige metoder (subkutane injektioner, xenografts, genmanipulation, kemiske reagenser induktion, etc.) har forskellige patologiske tegn og spiller en vigtig rolle i at undersøge visse aspekter af sygdomme. Selv om ingen enkelt model kan helt efterligne hele den menneskelige sygdomsprogression, spiller orthotopic organer sygdomsmodeller med en ordentlig stromale miljø en uerstattelig rolle i at forstå sygdomme og screening for potentielle lægemidler. I denne artikel beskrives vi implantat brystkræftceller i den mammary fedt pad i en enkel og mindre invasive, og nem at håndtere måde, og følg metastaser til fjerntliggende organer. Med de korrekte funktioner af primær tumorvækst, brystet og brystvorten patologiske ændringer, og en høj forekomst af andre organer metastase efterligner denne model maximumly humane bryst kræft progression. Primær tumor vækst i situ, lange-Fjern metastaser og tumor mikromiljø af brystkræft kan undersøges ved hjælp af denne model.
Introduction
Brystkræft er den hyppigste årsag til kvindelige dødelighed på verdensplan. Med sin gradvis stigende forekomst, er brystkræft blevet en alvorlig udfordring til folkesundheden1. Murine kræftmodeller er god bro mellem prækliniske og kliniske undersøgelser, og en god efterligne murine sygdom model vil øge nøjagtigheden af forskning i sygdom og medicin.
Primær tumorvækst begynder udviklingen af maligne sygdomme, mens metastaser og komplikationer er hovedårsagerne til dødsfald og fattige liv kvaliteter i de fleste kræftpatienter. Flere murine modeller bruges til at efterligne patologi af menneskelige bryst kræft2,3,4. Xenograft modeller er almindeligt brugt til kræft undersøgelse at forstå de patologisk tegn og skærmen narkotika til sikkerhed og effektivitet5,6,7. Gensplejsede mus (GEM) genereres hen til efterligner human brystkræft ved at målrette visse onkogener eller tumor suppressor gener8. PERLE har en forholdsvis enkel og uniformerede baggrund at forstå rollen af gener i kræft fremskridt; kunstige miljø og baggrunden er dog begrænset til at undersøge for metastaser patologi og beslægtede behandlingsformer9. Menneskelige kræftceller, men med menneskelige patologiske funktioner, kan kun være implanteret i immun-mangelfuld mus, og insufficiens af tumor-vært immun interaktion kan føre til partisk resultater10.
Hvor solid tumor indleder har en direkte indflydelse på de biologiske og patologisk tegn på sygdom11,12,13. Da kræft fremskridt er kompliceret resultatet af interaktioner mellem tumorceller, stromale celler, immunologi celler, inflammatoriske celler, vækstfaktorer og proteaser, primære tumorer implanteret i situ vil give bedre indsigt og efterligne den kræft processen celler mere præcist end tumorer induceret af kemiske agenser eller en subkutan injektion af tumor. Kemiske agenser, der anvendes til at inducere tumorer kan være skadelige for forskere og miljø og er endda forbudt i nogle lande. På grund af fravær af et brystkirtler fedt pad miljø, kan patologiske status for en subkutan injektion afvige med at i virkelige brystkræftpatienter, hvis kræft stammer og irriterer fra brystkirtler fedt pad. Ulemperne ved subkutane injektioner fremme anvendelsen af orthotopic modeller at studere tumorvækst. I tidligere forskning angivet meget metastatisk MDA-MB-231 tumorer, udviklet efter syv orthotopic transplantationscentre, betydningen af injektion placering14. For nylig var orthotopic implantation af brystkræftceller i den mammary fedt pad med kirurgi rapporteret15,16. Med brystkirtler pad miljø, tumorvækst og migration til fjerntliggende organer dækker hele processen af brystkræft på patologisk relevante websteder, hvilket gør denne model en miniature af forløbet af sygdomme hos mennesker. Men efter kirurgi, huden forsøger automatisk at helbrede sig selv, som kan bringe den potentielle risiko for at forstyrre normale bryst kræft opkaldsoprindelse og bias resultaterne.
Vi har sammenlignet med nogle breast cancer modeller og etableret en minimalt invasiv orthotopic model til at undersøge den potentielle virkningen af lægemidler på bryst kræft progression17,18. I denne undersøgelse, en video protokol om, hvordan man orthotopically injicere brystkræftceller i den mammary fedt pad i en enkel, mindre invasiv måde præsenteret. Denne orthotopic injektion metode uden kirurgi er fordelagtige på mange måder. Først, operationen er enkel og hurtig, om 1 minut pr. mus. For det andet med primær tumor foci startende fra de lige patologiske websteder, det dækker hele tumorfremkaldende processen med bryst kræft progression fra tumorvækst til andre organer metastase, som giver en god eksperimentelle dyremodel for at studere den samspillet mellem tumorceller og tumor mikromiljø. Derudover kan det være en værdifuld model til at vurdere effekterne behandling på alle stadier af brystkræft. Målet med denne metode er at give en dyremodel til maximumly efterligne menneskelige bryst kræft progression.
Protocol
Representative Results
Discussion
De celler, der anvendes i denne undersøgelse er 4T1-luc2, murint triple-negativ brystkræftceller med luciferase mærkning, som er et nyttigt værktøj til at investere antitumor og antimetastatic virkninger af stoffer på grund af deres meget invasiv art2,19 . Luciferases, stabil til den næste celle generation, bruges til at angive den levende tumor celler, både på mælkekirtlen og andre fjerntliggende organer20. I nogle tilfælde er …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne vil gerne takke den National Natural Science Foundation of China (grant no. 81873111, 81673924, 81774039, 81503517), Beijing Natural Science Foundation (grant no. 7172095, 7162084, 7162083), og Xu Xia Foundation Beijing Hospital af Traditionel kinesisk medicin (indrømme ingen, xx201701). Vi takker Prof. Chang-Zhen Liu, fra Experimental Research Center, Kina Academy of kinesiske medicinske videnskaber, for en bioluminescerende billeder.
Materials
| anesthesia machine | Midmark Corporation, Dayton, OH, USA | Matrx VMS | anesthesia |
| In-Vivo Imaging System | PerkinElmer | IVIS Spectrum | used for bioluminescence detecion |
| isoflurane | Hebei yipin chemical reagents company | O21400 | anesthesia |
| 1 ml syringe | Becton,Dickinson and Company | A257 | cell injection |
| digital caliper | Shang Hai Shen Han Measuring Tools Co., Ltd. | S-H | volume measurement |
| tramadol | Mundipharma company | – | pain killer |
| D-luciferin | Gold Biotechnology Inc. | LUCK-1G | used for bioluminescence detecion |
| The primary antibody against cluster of differentiation (CD) 31 | Abcam | ab28364 | used for MVD detection |
| hematoxylin and eosin staining kit | Beijing Zhong Shan Jinqiao Biotechnology Co., Ltd. | ZLI-9615 | histology |
| hair removal cream | Veet | – | hair removal cream |
| Carbomer Eye Gel | Dr.GerhardMannChem-Pharm.FabrikGmbH | – | ophthalmic ointment |
| sewing needle | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd. | 17U0302J | suture |
References
- Torre, L. A., et al. Global cancer statistics. CA: A Cancer Journal for Clinicians. 65 (2), 87-108 (2012).
- Rashid, O. M., Takabe, K. Animal models for exploring the pharmacokinetics of breast cancer therapies. Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology. 11 (2), 221-230 (2015).
- Wagner, K. U. Models of breast cancer: quo vadis, animal modeling. Breast Cancer Research. 6 (1), 31-38 (2004).
- Horas, K., Zheng, Y., Zhou, H., Seibel, M. J. Animal models for breast cancer metastasis to bone: opportunities and limitations. Cancer Investigation. 33 (9), 459-468 (2015).
- Kawaguchi, T., Foster, B. A., Young, J., Takabe, K. Current Update of Patient-Derived Xenograft Model for Translational Breast Cancer Research. Journal of Mammary Gland Biology and Neoplasia. 22 (2), 131-139 (2017).
- Wright, L. E., et al. Murine models of breast cancer bone metastasis. BoneKEy Reports. 5, 804 (2016).
- Cassidy, J. W., Batra, A. S., Greenwood, W., Bruna, A. Patient-derived tumour xenografts for breast cancer drug discovery. Endocrine-Related Cancer. 23 (12), T259-T270 (2016).
- Stiedl, P., Grabner, B., Zboray, K., Bogner, E., Casanova, E. Modeling cancer using genetically engineered mice. Methods in Molecular Biology. 1267, 3-18 (2015).
- Menezes, M. E., et al. Genetically engineered mice as experimental tools to dissect the critical events in breast cancer. Advances in Cancer Research. 121, 331-382 (2014).
- Talmadge, J. E., Singh, R. K., Fidler, I. J., Raz, A. Murine models to evaluate novel and conventional therapeutic strategies for cancer. The American Journal of Pathology. 170 (3), 793-804 (2007).
- Spaw, M., Anant, S., Thomas, S. M. Stromal contributions to the carcinogenic process. Molecular Carcinogenesis. 56 (4), 1199-1213 (2017).
- Joyce, J. A., Pollard, J. W. Microenvironmental regulation of metastasis. Nature Reviews Cancer. 9 (4), 239-252 (2009).
- Hanahan, D., Weinberg, R. A. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 144 (5), 646-674 (2011).
- Yano, S., et al. Tumor-targeting adenovirus OBP-401 inhibits primary and metastatic tumor growth of triple-negative breast cancer in orthotopic nude-mouse models. Oncotarget. 7 (51), 85273-85282 (2016).
- Kocaturk, B., Versteeg, H. H. Orthotopic injection of breast cancer cells into the mammary fat pad of mice to study tumor growth. Journal of Visualized Experiments. (96), e51967 (2015).
- Tavera-Mendoza, L. E., Brown, M. A less invasive method for orthotopic injection of breast cancer cells into the mouse mammary gland. Lab Animal. 51 (1), 85-88 (2017).
- Zhang, Y., et al. Establishment of a murine breast tumor model by subcutaneous or orthotopic implantation. Oncology Letters. 15 (5), 6233-6240 (2018).
- Zhang, Y., et al. Gubenyiliu II Inhibits Breast Tumor Growth and Metastasis Associated with Decreased Heparanase Expression and Phosphorylation of ERK and AKT Pathways. Molecules. 22 (5), (2017).
- Kwon, Y. S., Lee, K. S., Chun, S. Y., Jang, T. J., Nam, K. S. Suppressive effects of a proton beam on tumor growth and lung metastasis through the inhibition of metastatic gene expression in 4T1 orthotopic breast cancer model. International Journal of Oncology. 49 (1), 336-342 (2016).
- Kalra, J., et al. Validating the use of a luciferase labeled breast cancer cell line, MDA435LCC6, as a means to monitor tumor progression and to assess the therapeutic activity of an established anticancer drug, docetaxel (Dt) alone or in combination with the ILK inhibitor, QLT0267. Cancer Biology & Therapy. 11 (9), 826-838 (2011).
- Hoffman, R. M. Orthotopic metastatic mouse models for anticancer drug discovery and evaluation: a bridge to the clinic. Investigational New Drugs. 17 (4), 343-359 (1999).
- Hoffman, R. M. Patient-derived orthotopic xenografts: better mimic of metastasis than subcutaneous xenografts. Nature Reviews Cancer. 15, 451 (2015).
