췌장암을 모델링하기 위한 Syngeneic Mouse Orthotopic Allografts
Summary
췌관 선암종(PDAC)의 Syngeneic mouse orthotopic 동종이식편은 질병 아형의 생물학, 표현형 및 치료 반응을 요약합니다. 빠르고 재현 가능한 종양 진행으로 인해 전임상 연구에 널리 사용됩니다. 여기에서는 syngeneic murine PDAC 배양을 췌장에 주입하여 이러한 모델을 생성하는 일반적인 방법을 보여줍니다.
Abstract
췌관 선암종(PDAC)은 다양한 간질, 면역 세포, 혈관, 신경 및 세포외 기질 성분으로 구성된 이질적인 종양 미세환경을 특징으로 하는 매우 복잡한 질병입니다. 수년에 걸쳐 PDAC의 진행, 전이 가능성 및 표현형 이질성으로 인해 발생하는 문제를 해결하기 위해 다양한 마우스 모델이 개발되었습니다. PDAC의 면역 적격 마우스 동종 이식편은 유전자 조작 마우스 모델과 비교하여 빠르고 재현 가능한 종양 진행으로 인해 좋은 가능성을 보여주었습니다. 또한, 자가 PDAC에서 관찰되는 생물학적 특징을 모방하는 능력과 결합된 세포주 기반 동소 동종 이식편 마우스 모델은 대규모 생체 내 실험을 가능하게 합니다. 따라서 이러한 모델은 신속한 유전자형-표현형 및 약물 반응 분석을 위한 전임상 연구에서 널리 사용됩니다. 이 프로토콜의 목적은 1차 마우스 PDAC 세포 배양을 syngeneic 수용자 마우스의 췌장에 성공적으로 주입하기 위한 재현 가능하고 강력한 접근 방식을 제공하는 것입니다. 기술적 세부 사항 외에도 이러한 실험을 수행하기 전에 고려해야 할 중요한 정보가 제공됩니다.
Introduction
최근, PDAC는 서구 세계에서 암 관련 사망의 세 번째 주요 원인이 되었다1. 모든 암 중에서 가장 높은 사망률을 초래하고 10년 전체 생존율은 ~1%로 수십 년 동안 변하지 않았습니다2. PDAC 치료의 진전이 없기 때문에 이 질병은 향후 10년 동안 암 관련 사망의 두 번째 주요 원인이 될 것으로 예상됩니다3.
PDAC 종양은 기질, 혈관, 면역 및 세포외 기질 성분의 이질적인 집합체로 구성된 다양한 종양미세환경(TME)을 특징으로 하는 복잡한 개체이다4. TME 구성의 차이는 질병 예후와 치료에 대한 반응에 영향을 미친다 4,5,6. 실제로, 많은 연구에서 PDAC의 기저형, 중간엽 아형은 고도의 면역억제성 TME와 관련이 있으며 생존율 감소 및 요법에 대한 반응 부족을 보여줍니다 7,8,9,10,11,12. 따라서 TME 구성의 차이와 이러한 특징이 종양 생물학에 미치는 영향에 대한 더 깊은 이해는 분자적으로 정밀한 치료법 개발에 중요한 요소로 남아 있습니다. 이 복잡한 표현형의 이면에 있는 생물학을 더 잘 이해하고 PDAC의 TME가 구성하는 장벽을 극복할 수 있는 치료 전략을 식별하려면 생체 내 모델이 필수적입니다.
모든 암 전임상 모델 시스템의 핵심 측면은 TME를 구성하는 수많은 기질 및 면역 집단을 통합하는 유전적 이질성과 환경을 모두 요약하여 인간 표현형을 모방해야 한다는 것입니다. 따라서 전임상 연구를 위한 마우스 모델을 선택할 때 몇 가지 측면을 고려해야 합니다. 종양-면역 상호작용을 조사하기 위해, 조직적합성 암 세포주를 syngeneic immunocompetec 마우스에 주입할 수 있다. 대부분의 경우 마우스의 옆구리에 피하 주사하여 촉진 또는 육안 검사로 종양을 쉽게 모니터링 할 수 있습니다. 그러나, 생성 된 모델은 기원 기관에서 종양 세포의 성장을 모방하지 않는다. 따라서 동소 이식은 동종 이식편 모델의 황금 표준이 되었습니다.
마우스 동종 동종 이식편은 몇 가지 장점을 가지고 있습니다: 비용 효율적이고, 비교적 간단한 절차로 생성될 수 있으며, 알려진 분자 구성을 갖는 모델뿐만 아니라 재현 가능하고 예측 가능한 종양 진행 및 표현형을 초래합니다. 실제로, 환자 유래 이종이식 모델은 인간 PDAC 세포의 행동을 정확하게 나타내지만, 이식 거부를 피하기 위해 면역결핍 마우스에 이식해야 하는 필요성은 종양-면역 및 종양-기질 상호작용의 분석을 제한하여 연구자들이 이러한 종양의 복잡성에 대한 부분적인 이미지만 캡처할 수 있도록 합니다. PDAC의 Syngeneic orthotopic 동종이식편은 유전자 조작 마우스 모델(GEMM)과 비교하여 이와 관련하여 이점을 가지고 있습니다. GEMM은 PDAC 환자에서 관찰된 인간 PDAC 종양 형성과 이질성을 정확하게 요약합니다. 그러나 이러한 특징으로 인해 GEMM 종양은 유전적 구성, 종양 진행, 공격성, 조직학적 분화 및 TME 구성에서 높은 차이를 보일 수 있습니다. 이는 특정 연구에서는 이점이 될 수 있지만, 유전자형 대 표현형 연구와 PDAC 표현형에 대한 집중 연구를 제한한다13. 따라서, 마우스 동종 동종 이식편은 생체 내에서 종양-숙주 및 치료 연구를 수행하기 위한 좋은 트레이드오프 및 모델을 구성한다. 이 논문은 쥐 PDAC 세포를 마우스 췌장으로 이식하는 동소 실험을 위한 프로토콜을 간략하게 설명합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
Syngeneic mouse orthotopic 동종이식편은 비용 효율성, 재현성 및 비교적 간단한 실험 절차로 인해 전임상 연구를 위한 강력한 모델을 나타냅니다13,15. 이러한 모델은 종양-숙주 상호작용에 대한 연구를 가능하게 할 뿐만 아니라 1차 마우스 세포 배양이 실험에 사용될 때 종양이 유래한 종양의 유전적 이질성의 보존을 보장합니다.
이 프로?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우수한 기술 지원을 해주신 TUM 동물 시설과 핵의학과의 이미징 핵심 시설인 Klinikum rechts der Isar에 감사드립니다. 이 연구는 독일 암 컨소시엄(DKTK), Deutsche Forschungsgemeinschaft(DFG SA 1374/4-2, DFG SA 1374/6-1, SFB 1321 Project-ID 329628492 P06, P11 및 S01)에서 D.S., Wilhelm Sander-Stiftung(2020.174.1 및 2017.091.2)에서 D.S.로, 유럽 연구 위원회(ERC CoG No. 648521, D.S.로).
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 |
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