膵臓癌モデルへの同系マウス同所性同種移植片
Summary
膵管腺癌(PDAC)の同系マウス同所性同種移植片は、疾患サブタイプの生物学、表現型、および治療反応を再現します。迅速で再現性のある腫瘍進行により、前臨床試験で広く使用されています。ここでは、これらのモデルを生成するための一般的な方法を示し、同系マウスPDAC培養物を膵臓に注入します。
Abstract
膵管腺癌(PDAC)は、多様な間質、免疫細胞、血管、神経、および細胞外マトリックス成分で構成される不均一な腫瘍微小環境を特徴とする非常に複雑な疾患です。長年にわたり、PDACの進行、転移の可能性、および表現型の不均一性によってもたらされる課題に対処するために、PDACのさまざまなマウスモデルが開発されてきました。PDACの免疫適格マウス同所性同種移植片は、遺伝子操作されたマウスモデルと比較して、迅速かつ再現性のある腫瘍進行により、良好な可能性を示しています。さらに、自生PDACで観察される生物学的特徴を模倣する能力と組み合わせることで、細胞株ベースの同所性同種移植マウスモデルは、大規模な in vivo 実験を可能にします。したがって、これらのモデルは、迅速な遺伝子型表現型および薬物反応分析のための前臨床試験で広く使用されています。このプロトコルの目的は、初代マウスPDAC細胞培養物を同系レシピエントマウスの膵臓に正常に注入するための再現性のある堅牢なアプローチを提供することです。技術的な詳細に加えて、これらの実験を実行する前に考慮しなければならない重要な情報が与えられます。
Introduction
最近、PDACは西側世界で癌関連の死亡の3番目に多い原因になりました1。それはすべての癌の中で最も高い死亡率と10年全生存率~1%を引き起こしますが、これは何十年も変わっていません2。PDAC治療の進歩がないため、この病気は今後10年までに癌関連の死亡の2番目に多い原因になると予想されています3。
PDAC腫瘍は、間質、血管、免疫、および細胞外マトリックス成分の不均一な集合体で構成される多様な腫瘍微小環境(TME)を特徴とする複雑な実体です4。TMEの組成の違いは、疾患の予後および治療への反応に影響を及ぼす4,5,6。実際、多くの研究は、PDACの基底様間葉系サブタイプが高度に免疫抑制性のTMEと関連しており、生存率の低下と治療法に対する反応の欠如を示していることを示しています7、8、9、10、11、12。したがって、TME組成の違いと、これらの特徴が腫瘍生物学にどのように影響するかについてのより深い理解は、分子的に正確な治療法の開発にとって依然として重要な要素です。この複雑な表現型の背後にある生物学をよりよく理解し、PDACのTMEが構成する障壁を克服できる治療戦略を特定するには、in vivoモデルが不可欠です。
がんの前臨床モデルシステムの重要な側面は、ヒトの表現型を模倣し、遺伝的不均一性と、TMEを構成する多数の間質集団と免疫集団を組み込んだ環境の両方を再現する必要があることです。したがって、前臨床研究用のマウスモデルを選択する際には、いくつかの側面を考慮する必要があります。腫瘍と免疫の相互作用を調べるために、組織適合性の癌細胞株を同系免疫コンピテントマウスに注射することができます。ほとんどの場合、これらはマウスの脇腹に皮下注射され、触診や目視検査による腫瘍モニタリングが容易です。しかしながら、得られたモデルは、それらの起源器官における腫瘍細胞の増殖を模倣しない。したがって、同所移植は同種移植モデルのゴールドスタンダードになりました。
マウス同所性同種移植片にはいくつかの利点があります:費用対効果が高く、比較的簡単な手順で生成でき、既知の分子構成を持つモデル、および再現性と予測可能な腫瘍の進行と表現型をもたらします。実際、患者由来の異種移植片モデルはヒトPDAC細胞の挙動を正確に表していますが、移植片拒絶反応を回避するために免疫不全マウスに移植する必要があるため、腫瘍-免疫および腫瘍-間質相互作用の分析が制限され、研究者はこれらの腫瘍の複雑さの部分的な画像しかキャプチャできません。PDACの同系同所性同種移植片は、遺伝子改変マウスモデル(GEMM)と比較してもこの点で利点を有する。GEMMは、ヒトPDAC腫瘍形成とPDAC患者で観察された不均一性を正確に再現します。ただし、これらの特徴のために、GEMM腫瘍は、遺伝子構成、腫瘍の進行、攻撃性、組織学的分化、およびTME組成に大きなばらつきを示す可能性があります。これは特定の研究では有利になる可能性がありますが、遺伝子型から表現型への研究とPDAC表現型の焦点を絞った調査を制限します13。したがって、マウス同所性同種移植片は、 in vivoで腫瘍宿主および治療研究を行うための良好なトレードオフおよびモデルを構成する。この論文は、マウスPDAC細胞のマウス膵臓への同所移植実験のためのプロトコルを概説します。
Protocol
Representative Results
Discussion
同系マウス同所性同種移植片は、その費用対効果、再現性、および比較的簡単な実験手順により、前臨床試験の堅牢なモデルを表しています13,15。これらのモデルは、腫瘍と宿主の相互作用の研究を可能にするだけでなく、初代マウス細胞培養を実験に使用した場合、腫瘍に由来する腫瘍の遺伝的不均一性の保存を保証します。
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The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
TUM動物施設と核医学部門のイメージングコア施設であるKlinikum rechts der Isarの優れた技術サポートに感謝します。この研究は、ドイツ癌コンソーシアム(DKTK)、ドイツ科学研究センター(DFG SA 1374/4-2、DFG SA 1374/6-1、SFB 1321 Project-ID 329628492 P06、P11およびS01)からD.S.、Wilhelm Sander-Stiftung(2020.174.1および2017.091.2)からD.S.、および欧州研究会議(ERC CoG No. 648521、D.S.)の支援を受けました。
Materials
| 27 G cannula | B.Braun | 08915992 | |
| Atipamezole (Antisedan 5 mg/mL) | Orion Corporation | 23554.00.00 | |
| Autoclip Stainless Steel Wound Clips, 9 mm | Braintree Scientific | NC9334081 | |
| Dulbecco`s Modified Eagle Medium | Sigma-Aldrich | D5796-500ML | |
| Eye cream (Bepanthen) | Bayer Vital GmbH | 1578675 | |
| FBS | Sigma-Aldrich | S0615 | |
| Fentanyl (50 µg/mL) | Eurovet Animal Health BV | 9113473 | |
| Flumazenile (Flumazenil-hameln 0.1 mg/mL) | Hameln pharma | 09611975 | |
| Medetomidine (Sedator 1 mg/mL) | Eurovet Animal Health BV | 400926.00.00 | |
| Meloxicam (Metacam 5 mg/mL) | Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH | 3937902 | |
| Microliter syringe | Hamilton | HT80908 | |
| Midazolam (5 mg/mL) | Hexal | 00886423 | |
| NaCl | B. Braun | 2737756 | |
| Naloxone (Naloxon-hameln 0.4 mg/mL) | hameln pharma | 04464535 | |
| PBS | Sigma-Aldrich | P7059-1L | |
| Penicillin-Streptomycin | Sigma-Aldrich | P4333-100ML | |
| Suture (Ethilon) | Ethicon | 9999034 | |
| TrypZean Solution 1x | Sigma-Aldrich | T3449 |
References
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