Orthotopic injectie van borstkankercellen in de borstklier vet Pad muizen
Summary
Hier presenteren we een protocol om het implantaat van borstkankercellen in de borstklier vet pad in een eenvoudige, minder invasief, en gemakkelijk te bedienen manier, en deze orthotopic borst kanker muismodel met een juiste borstklier vet pad omgeving kan worden gebruikt voor het onderzoeken van verschillende aspecten van kanker.
Abstract
Een goede diermodel is van cruciaal belang voor een beter begrip van ziekten. Dierlijke modellen opgericht door verschillende methoden (subcutane injecties xenografts, genetische manipulatie, chemische reagentia inductie, etc.) hebben diverse pathologische tekens en spelen een belangrijke rol bij het onderzoek van bepaalde aspecten van ziekten. Hoewel geen enkel model de progressie van de gehele menselijke ziekte volledig nabootsen kan, spelen orthotopic organen ziekte modellen met een juiste stromale omgeving een onvervangbare rol in het begrip van ziekten en screening voor potentiële geneesmiddelen. In dit artikel beschrijven we hoe implantaat van borstkankercellen in de borstklier vet pad in een eenvoudige, minder invasief, en gemakkelijk te bedienen manier, en volgen de metastase tot verre organen. Met de juiste kenmerken van primaire tumorgroei-, borst- en pathologische veranderingen van de tepel, en een hoge voorkomen van andere organen metastase bootst dit model maximumly menselijke borst kanker progressie. Primaire tumor groei in situ, lange verre metastase en de communicatie van de tumor van borstkanker kunnen worden onderzocht met behulp van dit model.
Introduction
Borstkanker is de belangrijkste oorzaak van vrouwelijke mortaliteit wereldwijd. Met haar geleidelijk toenemende incidentie, borstkanker is uitgegroeid tot een serieuze uitdaging voor de volksgezondheid1. Lymfkliertest kanker modellen zijn goede bruggen tussen preklinische en klinische studies, en een goede mimic lymfkliertest ziekte model zal het verhogen van de nauwkeurigheid van het onderzoek naar de ziekte en geneeskunde.
Primaire tumorgroei begint de voortgang van maligne aandoeningen, terwijl metastase en complicaties de belangrijkste oorzaken van dood en slechte leven kwaliteiten bij de meeste kankerpatiënten zijn. Verschillende lymfkliertest modellen worden gebruikt om na te bootsen de pathologie van menselijke borst kanker2,3,4. Xenograft modellen worden veel gebruikt voor kanker onderzoek te begrijpen van de pathologische tekens en scherm drugs voor de veiligheid en werkzaamheid5,6,7. Genetisch gemodificeerde muizen (GEM) worden gegenereerd om na te bootsen van menselijke borstkanker door gericht op bepaalde oncogenen of tumor suppressor genen8. GEM hebben een relatief eenvoudige en geüniformeerde achtergrond te begrijpen van de rol van genen in kanker vooruitgang; de kunstmatige omgeving en de achtergrond zijn echter beperkt tot het onderzoeken van de metastase pathologie en gerelateerde therapieën9. Menselijke kankercellen, hoewel met menselijke pathologische kenmerken, kunnen alleen worden geïmplanteerd bij immuun-deficiënte muizen, en de ontoereikendheid van de tumor-host immuun interactie kan leiden tot vooringenomen resultaten10.
Waar de solide tumor initieert heeft een directe invloed op de biologische en pathologische tekens van de ziekte11,12,13. Aangezien kanker vooruitgang de complexe uitkomst van interacties tussen tumorcellen, stromale cellen, cellen van de immunologie, ontstekingscellen, groeifactoren en proteasen is, primaire tumoren geïmplanteerd in situ zal beter inzicht en bootsen de kanker proces cellen nauwkeuriger dan tumoren geïnduceerd door chemische agentia of een subcutane injectie van tumor. Chemische stoffen die worden gebruikt voor het opwekken van tumoren kunnen schadelijk zijn voor onderzoekers en milieu en zijn zelfs verboden in sommige landen. Vanwege het ontbreken van een borstklier vet pad omgeving, kan de pathologische voortgang van een subcutane injectie afwijken met dat in echte borstkankerpatiënten, waarvan kanker afkomstig is en niet irriteert van de borstklier vet pad. De nadelen van subcutane injecties aanmoediging van het gebruik van orthotopic modellen te bestuderen van de tumorgroei. In eerder onderzoek, zeer gemetastaseerde tumoren van de MDA-MB-231, ontwikkelde na zeven orthotopic transplantaties, gewezen op het belang van de injectie locatie14. Onlangs was de inplanting van de orthotopic van borstkankercellen in de borstklier vet pad met chirurgie gerapporteerde15,16. Met de borstklier pad omgeving, de tumorgroei en de migratie in verre organen cover het hele proces van borstkanker bij pathologisch relevante sites waardoor dit model een miniatuur van het verloop van ziekten bij de mens. Echter, na de operatie, de huid automatisch pogingen om zichzelf, die kunnen brengen het potentiële risico van het verstoren van het normale borst kanker ontstaan en bias van de resultaten te genezen.
Wij hebben ten opzichte van sommige borst kanker modellen en een minimaal invasieve orthotopic model voor het onderzoek naar de mogelijke gevolgen van drugs voor borst kanker progressie17,18. In deze studie, een video protocol over hoe te orthotopically borstkankercellen injecteren in de borstklier vet pad in een eenvoudige, minder invasieve manier wordt gepresenteerd. Deze methode orthotopic injectie zonder chirurgie is voordelig in vele opzichten. Ten eerste, de werking, is eenvoudig en snel, ongeveer 1 minuut per muis. Ten tweede, met primaire tumor foci basisgewicht van de juiste pathologische sites, het bestrijkt het hele tumorigene proces van borst kanker progressie van de tumorgroei naar andere organen metastase, waarmee een goede experimentele diermodel voor de studie van de interactie van tumorcellen en tumor communicatie. Bovendien, kan het een waardevol model te schatten van de effecten van de behandeling in alle stadia van borstkanker. Het doel van deze methode is bedoeld als een dierlijk model te maximumly nabootsen menselijke borst kanker progressie.
Protocol
Representative Results
Discussion
De cellen die worden gebruikt in deze studie zijn 4T1-luc2, lymfkliertest triple-negatieve borstkankercellen met luciferase etikettering, die een nuttig instrument voor het investeren antitumorale en antimetastatic gevolgen van drugs als gevolg van hun zeer invasieve aard2,19 . Luciferases, stabiel aan de volgende generatie van de cel, worden gebruikt om aan te geven van de tumor van levende cellen, zowel op de melkklier als op andere verre organen<sup class="xre…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs bedank de nationale Natural Science Foundation van China (alleen grant nr. 81873111, 81673924, 81774039, 81503517), de Peking Natural Science Foundation (grant nr. 7172095, 7162084, 7162083), en de Xu XI bis Foundation van het ziekenhuis van Peking van Traditionele Chinese geneeskunde (verlenen van Nee, xx201701). We bedanken Prof. Chang-Zhen Liu, van experimentele Research Center, China Academie van Chinese medische wetenschappen, voor bioluminescente beelden.
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).
