Ortotop injektion av bröstcancerceller i möss mjölkkörtlar fettet Pad
Summary
Här presenterar vi ett protokoll för att implantatet bröstcancerceller i mjölkkörtlar fettet pad i en enkel, mindre invasiv och lätt att hantera sätt, och denna mus ortotop breast cancer modell med en ordentlig mjölkkörtlar fett pad miljö kan användas för att undersöka olika aspekter av cancer.
Abstract
En lämplig djurmodell är avgörande för en bättre förståelse av sjukdomar. Djur modeller som inrättats genom olika metoder (subkutana injektioner, xenograft, genetisk manipulation, kemiska reagenser induktion, etc.) har olika patologiska tecken och spelar viktiga roller i att undersöka vissa aspekter av sjukdomar. Även om ingen enda modell kan helt härma den hela mänskliga sjukdomsprogressionen, spelar ortotop organ sjukdomsmodeller med en ordentlig stromal miljö en oersättlig roll i att förstå sjukdomar och screening för potentiella läkemedel. I den här artikeln beskrivs hur man implantatet bröstcancerceller i mjölkkörtlar fettet pad i en enkel, mindre invasiv och lätt att hantera sätt, och följ metastaser till avlägsna organ. Med rätt funktioner av primär tumörtillväxt, bröstet och bröstvårtan patologiska förändringar, och en hög förekomst av metastaser i andra organ härmar denna modell maximumly mänskliga bröstcancer cancer progression. Primär tumör tillväxt i situ, lång-fjärrmetastaser och den tumör mikromiljö av bröstcancer kan undersökas med hjälp av denna modell.
Introduction
Bröstcancer är den vanligaste orsaken till kvinnliga dödlighet i hela världen. Med dess successivt ökande incidens blivit bröstcancer ett allvarligt hot mot folkhälsan1. Murina cancer modeller är bra broar mellan prekliniska och kliniska studier, och en bra härma murina sjukdom modell kommer att öka noggrannheten för forskning om sjukdomar och medicin.
Primär tumörtillväxt börjar utvecklingen av malign sjukdom, medan metastaser och komplikationer är de främsta orsakerna till dödsfall och fattiga livet egenskaper hos de flesta cancerpatienter. Flera murina modeller används för att efterlikna patologin av mänskliga bröstcancer cancer2,3,4. Xenograft-modeller används allmänt för cancer studien att förstå patologiska tecken och att skärmen droger för säkerhet och effekt5,6,7. Genetiskt modifierade möss (GEM) genereras för att efterlikna mänskliga bröstcancer genom att rikta vissa onkgener eller tumör suppressor gener8. PÄRLA har en relativt enkel och uniformerade bakgrund att förstå rollen av gener i cancerogena framsteg; konstgjord miljö och bakgrund är dock begränsade att undersöka metastaser patologi och relaterade terapier9. Mänskliga cancerceller, även om med mänskliga patologiska funktioner, kan endast implanteras i immun-brist möss, och otillräcklighet tumör-host immun interaktionen kan leda till partisk resultat10.
Där den solid tumören initierar har en direkt inverkan på de biologiska och patologiska tecken av sjukdom11,12,13. Eftersom cancerceller framsteg är komplicerade resultatet av samspel mellan tumörceller, stromaceller, immunologi celler, inflammatoriska celler, tillväxtfaktorer och proteaser, primära tumörer implanteras i situ kommer att ge en bättre insikt och efterlikna den cancergen process celler mer exakt än tumörer som inducerats av kemiska agenser eller en subkutan injektion av tumör. Kemiska medel som används för att inducera tumörer kan vara skadligt för forskare och miljö och är även förbjudet i vissa länder. På grund av avsaknad av en mjölkkörtlar fett pad miljö, kan patologiska utvecklingen av en subkutan injektion variera med att riktiga bröstcancerpatienter, vars cancer påbörjar och irriterar från mjölkkörtlar fett pad. Nackdelarna med subkutana injektioner uppmuntra användningen av ortotop modeller att studera tumörtillväxt. I tidigare forskning anges mycket metastaserande MDA-MB-231 tumörer, framkallade efter sju ortotop transplantationer, vikten av injektion läge14. Ortotop implantation av bröstcancerceller i mjölkkörtlar fettet pad med kirurgi var nyligen rapporterade15,16. Med mjölkkörtlar pad miljön, tumörtillväxt och migration in avlägsna organ täcka hela processen av bröstcancer på patologiskt relevanta webbplatser, vilket gör denna modell en miniatyr av utvecklingen av mänskliga sjukdomar. Men efter operationen försöker huden automatiskt att läka sig själv, vilket kan få den potentiella risken för stör den normala bröst cancer originering och bias resultaten.
Vi har jämfört några bröst cancer modeller och etablerade en minimalinvasiv ortotop modell för att undersöka den potentiella effekten av läkemedel på breast cancer progression17,18. I denna studie en video protokollet om hur man orthotopically injicera bröstcancerceller i mjölkkörtlar fettet pad i en enkel, mindre invasiva sätt presenteras. Detta ortotop injektion metod utan kirurgi är fördelaktigt på många sätt. Första är operationen enkel och snabb, ca 1 minut per mus. För det andra, med primärtumör foci börjar på rätt patologiska platser, täcker hela tumörframkallande processen av bröst cancer progression från tumörtillväxt till andra organ metastas, vilket ger en bra experimentell djurmodell för att studera den interaktion av tumörceller och tumör mikromiljö. Det kan vara en värdefull modell att uppskatta behandlingseffekter på alla stadier av bröstcancer. Målet med denna metod är att ge en djurmodell till maximumly härma mänskliga bröstcancer cancer progression.
Protocol
Representative Results
Discussion
Cellerna som används i denna studie är 4T1-luc2, murina triple-negativ bröstcancer cancerceller med luciferas märkning, som är ett användbart verktyg för att investera antitumöreffekt och antimetastatic effekterna av läkemedel på grund av deras mycket invasiva natur2,19 . Luciferases, stabil till nästa cell generation, används för att indikera den levande tumören celler, både på bröstkörteln och andra avlägsna organ20. I…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna vill tacka de National Natural Science Foundation Kina (grant nr 81873111, 81673924, 81774039, 81503517), Stiftelsen Beijing naturvetenskap (grant nr 7172095, 7162084, 7162083), och stiftelsen Xu Xia av Beijing sjukhuset av Traditionell kinesisk medicin (bevilja nr, xx201701). Vi tackar Prof. Chang-Zhen Liu, från experimentell Research Center, Kina Akademi av kinesiska medicinska vetenskaper, för självlysande bilder.
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).
