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암 연구학

유방암을 위한 전임상 모형으로 유방 종양의 정형소 이식

Published: May 18, 2020
doi:
10.3791/61173
, , , , ,
1Department of Molecular and Cellular Biology,Baylor College of Medicine, 2Lester and Sue Smith Breast Center,Baylor College of Medicine, 3Dan L. Duncan Cancer Center,Baylor College of Medicine

Summary

환자 유래 제노이식(PDX) 모델과 이식 가능한 유전자 조작 마우스 모델은 인체 질환을 충실히 재구성하고 기본 및 번역 형 유방암 연구를 위한 선호 모델입니다. 여기서, 종양 생물학을 연구하고 약물 반응을 평가하기 위해 유방 지방 패드로 유방 종양 단편을 정형전으로 이식하는 방법이 설명된다.

Abstract

종양 이질성 및 치료 반응을 충실하게 재구성하는 전임상 모델은 번역형 유방암 연구에 매우 중요합니다. 불멸의 세포주성장은 쉽게 성장하고 유전적으로 분자 메커니즘을 연구하기 위하여 수정합니다, 그러나 세포 배양에서 선택적인 압력은 수시로 시간이 지남에 유전과 후성적인 변경으로 이끌어 냅니다. 환자 유래 이종이식(PDX) 모델은 인간 유방 종양의 이질성 및 약물 반응을 충실하게 재구성합니다. PDX 모델은 유방 종양 생물학 및 약물 반응의 조사를 용이하게 하는 직교 이식 후에 상대적으로 짧은 대기 시간을 전시합니다. 이식 가능한 유전자 조작 마우스 모델은 유방 종양 면역의 연구를 허용합니다. 현재 프로토콜은 유방 지방 패드로 유방 종양 단편을 정형 전적으로 이식하는 방법을 설명하고 약물 치료에 이어. 이 전임상 모형은 유방 종양 생물학, 약 반응, biomarker 발견 및 약 저항의 기계장치를 조사하기 위하여 귀중한 접근을 제공합니다.

Introduction

대부분의 유방암 사망은 종래의 치료법1,2에내성이 있는 재발성 질환으로 간주될 수 있다. 유방암의 종양 간 및 종양 이질성은 치료 저항에 기여합니다. 더욱이, 종양 이질성은 정확한 예후에 영향을 미칠 수 있고 질병 관리에도전할수 있다3,4. 반응의 예측 바이오마커의 식별은 유방암 환자의 임상 결과를 크게 향상시킬 것입니다. 대부분의 유방암 유형은 면역 요법에 반응하지 않을 가능성이 있는 면역학적으로 ‘감기’ 종양이지만 면역 체크포인트 억제제는 임상 시험2,5에서약속을 보여주었습니다. 예를 들어, 단계 III 예심은 질병없는 생존 (DFS) 및 nab-paclitaxel과 결합된 아테졸리주맙 (PD-L1에 대한 단일 클론 항체)이 ≥1% PD-L1 염색6을가진 종양에서 혼자 nab-paclitaxel와 비교하여 전반적인 생존 혜택을 제공할 수 있다는 예비 증거를 보여주었다. 면역 요법에 유방 종양을 민감하게 하는 치료법의 개발은 치료 요법에 혁명을 일으킬 것입니다.

인간 유방암 이질성 및 약물 반응을 충실하게 재구성하는 전임상 모델은 종양 생물학을 연구하고 표적 치료를 위한 잠재적인 바이오마커를 식별하는 데 매우 중요합니다. 불멸의 세포주는 이러한 세포주 성장하기 쉽고 분자 메커니즘을 연구하기 위해 유전적으로 수정하기 쉽기 때문에 유방암 연구에 널리 사용됩니다. 그러나, 시험관내 장기 세포 배양으로부터의 선택적 압력으로 인해, 유전적 드리프트는 시간이 지남에 따라 발생할 수 있으며 유방암 세포주는 1차 유방종양의수차와 구별되는 세포주별 게놈 변화를 월아닐 수 있다7,8,9.

환자 유래 이종이식(PDX) 종양 청크는 인간 질환의 이질성을 회수할 수 있으며, 조직학적및 면역학적으로기원10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20, 20,21, 22 ,23,24,25,26,27,28, 29. 중요하게도, PDX 모델은 연공서학, 전사, 프로테아메 및 게놈분석10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21,22에 의해 입증된 바와 같이 여러 이식에 걸쳐 전형적으로 안정되어있습니다. ,23,24,25,26,27,28, 29. PDX 모델은 임상적으로 관찰된 것과 비교하여 치료 반응을 나타내며,10,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24, 25,26,27,28,29. 에스트로겐 수용체 양성(ER+),프로게스테론 수용체 양성(PR+),표피 성장 인자 2 양성(ERBB2+,HER2+)및 삼중 음성 유방암(TNBC) PDX 모델을 위한 PDX 모델이 확립되었으며, 내분비, 화학요법 및 표적 요법을 테스트할 수 있는 우수한 플랫폼을 제공한다. 그러나, 현재 PDX 모델의 한 가지 주요 주의 사항은 마우스에 기능성 면역 계통의 부족이다.

Trp53 homozygous null, cMyc, Wnt1, PyMT, 또는 Her2 과발현 모델과 같은 유전자 조작 마우스 모델 (GEMM)은 그대로 면역 계통의 맥락에서 자발적인 종양 개시, 진행 및 전이에 대한 연구를 허용합니다. 그러나, 종양 대기 시간이 길어지므로여러 팔(30,31)으로전임상 시험을 수행하기가 어렵다. 그러나 GEMM은 합성 숙주에게 이식하여 인간 종양32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44, 44, 45,45, 46,47,48,49,50,51,52, 53,54,55. 예를 들어, p53-null BALB/c 마우스로부터의 유방 상피는 1차 종양을 형성하기 위해 신디사이진 야생형 수신자 마우스의 클리어지방 패드로 이식되어56,57로추가이식될 수 있다. p53-null 종양은 인간 종양의 다른 특수형을 재구성했습니다.

PDX 모델과 이식 가능한 GEMM의 조합은 유방 종양 생물학, 약물 반응 및 항 종양 면역을 조사하기 위한 귀중한 전임상 도구를 제공합니다. 현재 프로토콜에서, PDX 및 GEMM 종양 단편의 정형소 이식 방법이 마우스 유방 지방 패드로 설명된다. 이러한 모델은 직렬 통로에 적합하며 일반적으로 안정적인 표현형을 유지합니다. 시간이 지남에 따라 항로에 걸쳐 유전 적 드리프트 또는 이질성의 손실의 위험을 완화하기 위해, 여러 조직 단편은 시간이 지남에 따라 생물학적 또는 형태학적 변화가 관찰되는 경우에 후속 이식을 위한 각 통로에서 냉동 보존된다29,58.

Protocol

동물을 사용하는 모든 프로토콜은 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC)에 의해 검토되고 승인되었습니다. 종양 파편, 약 1-2 mm3 크기, 베일러 의과 대학에서 환자 파생 된 제노 이식 및 고급 생체 모델 코어에서 얻은 유리냉동 주식에서. 1. 이식을 위한 극저온 보존 유방 종양 단편의 준비 액체 질소에서 37°C 수조로 종양 단편으로 극저온을 전달합니다. ?…

Representative Results

도 1은 직교 이식의장비(도 1A)및 주요 절차(도1B)를나타낸다. 도 2는 이식된 PDX 종양(MC1)의 특성화를 나타낸다. MC1 모델의 종양 단편(1mm3)은SCID/베이지 마우스의 #4 지방 패드로 이식되었다. 한 달 후, 평균 종양 크기는 약 350mm3에도달했다. 종양 …

Discussion

동물에 걸쳐 종양 성장의 변이를 줄이기 위해, 이식을 위한 1 mm3 단편으로 종양 조직을 절단하는 것이 중요합니다. 연조직을 성장하는 모델은 작업하기가 어렵고 종양 단편은 약간 더 커야합니다 (1-2 mm3). 매머 지방 패드 포켓에 조직을 배치 할 때이 여러 작은 종양 이나 이상한 모양의 종양귀착될 것이기 때문에 여러 조각으로 조직을 분할하지 않도록주의하십시오.

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Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 작품은 건강의 국가 학회에 의해 지원되었다 (R37CA228304 및 R01HL146642 Xi 첸, CA148761 제프리 M. 로젠), 미국 국방부 (W81XWH-19-1-0524 → Xi Chen), W81XWH-19-1-0035 ~ 샹동 Lv), 미국 암 학회(RSG-18-181-01-TBE to Xi Chen), 텍사스 암 예방 및 연구 연구소(RR150009 CPRIT) 베일러 의과 대학의 환자 파생 제노이식 및 고급 생체 모델 코어 (RP170691 CPRIT 코어 시설 상 및 NCI-CA125123 P30 암 센터 지원 보조금의 자금 지원).

Materials

1 mg/mL Buprenorphine-SR ZooPharm (via BCM veterinarians) Sterile
26G syringe BD 148232E Sterile
Betadine Scrub Fisher 19-027132
Cotton Swabs VWR International Laboratory 89031-272 Sterile
DMEM Fisher MT 10-013-CM Sterile
Electric shaver Oster 78005-050
Glass beads sterilizer (Germinator) Roboz Surgical Store DS-401
Lubricant ophthalmic ointment Akorn Animal Health 17478-062-35
Micro Dissecting Forceps; Serrated, Angular (regular forceps) Roboz Surgical Store RS-5139 Sterile
Micro Dissecting Spring Scissors (fat pad cutter) Roboz Surgical Store RS-5658BT Sterile
Micro Forceps (tissue placing forceps) Roboz Surgical Store RS-5069 Sterile
Petri Dish Fisher 08-757- 100D Sterile
Sterile drape Sai Infusion Technology PSS-SD1 Sterile
Surgery scissors Roboz Surgical Store RS-5960 Sterile
Tissue Forceps (claw forceps) Roboz Surgical Store RS-5158 Sterile
Wound clip applier BD Autoclip Wound System 01-804 Sterile
Wound clip remover BD Autoclip Wound System 01-804-15 Sterile
Wound clips BD Autoclip Wound System 01-804-5 Sterile
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Lv, X., Dobrolecki, L. E., Ding, Y., Rosen, J. M., Lewis, M. T., Chen, X. Orthotopic Transplantation of Breast Tumors as Preclinical Models for Breast Cancer. J. Vis. Exp. (159), e61173, doi:10.3791/61173 (2020).
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