Här presenterar vi ett protokoll för intrakardiell injektion av humana prostatacancerceller för att generera en musmodell med benmetastaseringsskador.
Som den vanligaste manliga maligniteten rankas prostatacancer (PC) andra i dödligheten, främst på grund av en 65% -75% benmetastaseringshastighet. Därför är det viktigt att förstå processen och relaterade mekanismer för prostatacancer benmetastaser för att utveckla nya terapier. För detta är en djurmodell av benmetastaser ett viktigt verktyg. Här rapporterar vi detaljerade procedurer för att generera en benmetastasmusmodell via intrakardiell injektion av prostatacancerceller. Ett bioluminescensbildningssystem kan avgöra om prostatacancerceller har injicerats exakt i hjärtat och övervaka cancercellmetastaser eftersom det har stora fördelar vid övervakning av metastatisk lesionsutveckling. Denna modell replikerar den naturliga utvecklingen av disseminerade cancerceller för att bilda mikrometastaser i benet och imiterar den patologiska processen för prostatacancer benmetastaser. Det ger ett effektivt verktyg för vidare utforskning av de molekylära mekanismerna och de terapeutiska effekterna in vivo av denna sjukdom.
Prostatacancer är den vanligaste cancerformen hos män i 112 länder och rankas tvåa för dödlighet i ländermed högre mänskligt utvecklingsindex 1,2. De flesta dödsfall hos prostatacancerpatienter orsakas av metastaser, och cirka 65% -75% av fallen kommer att utveckla benmetastaser 3,4. Därför är förebyggande och behandling av prostatacancerbenmetastaser brådskande för att förbättra det kliniska resultatet hos prostatacancerpatienter. Djurmodellen för benmetastaser är ett oumbärligt verktyg för att utforska flerstegsprocessen och molekylära mekanismer som är involverade i varje steg av prostatacancerbenmetastaser, och därmed identifiera terapeutiska mål och utveckla nya terapier5.
De vanligaste metoderna för att generera experimentella djurmodeller av prostatacancerbenmetastaser inkluderar ortotopisk, intradiafys (såsom intratibial) och intrakardiell injektion av prostatacancerceller. Benmetastasmodellen med ortotopisk injektion genereras genom att direkt injicera prostatacancerceller i prostata hos en mus 6,7. Denna experimentella djurmodell har mycket liknande kliniska egenskaper som prostatacancer benmetastaser. Metastaseringen sker emellertid huvudsakligen i axillär lymfkörtel och lunga snarare än i benet 8,9. Den intratibiala injektionsmodellen för prostatacancer injicerar direkt prostatacancerceller i skenbenet med en hög tumörbildningshastighet i benet (tibia)10,11; Benbarken och benmärgshålan skadas emellertid lätt. Dessutom kan tibialinjektionsmetoden inte stimulera den patologiska processen med prostatacancerbenmetastaser där cancercellerna koloniserar benet genom cirkulation. För att undersöka cirkulationen, vaskulär extravasering och avlägsen metastasering med högre benmetastaseringshastighet hos cancerceller har en intrakardiell injektionsteknik utvecklats genom att direkt injicera prostatacancerceller i vänster kammare på musen 8,12,13. Detta gör det till en värdefull djurmodell för benmetastasforskning8. Den intrakardiella injektionsmetoden visar en benmetastaseringshastighet på cirka 75%9,14, mycket högre än den ortotopiska injektionsmetoden. Därför är intrakardiell injektion en idealisk metod för att generera en djurmodell med prostatacancer benmetastaser.
Detta arbete syftar till att beskriva processen att etablera en musmodell av prostatacancerbenmetastaser, så att läsarna kan visualisera modelletableringen. Det aktuella arbetet ger detaljerade processer, försiktighetsåtgärder och illustrativa bilder för att generera en xenograftmodell för benmetastaser via intrakardiell injektion av humana prostatacancerceller i atymiska möss. Denna metod ger ett effektivt verktyg för att ytterligare utforska de molekylära mekanismerna och de in vivo terapeutiska effekterna av prostatacancer benmetastaser.
Intrakardiell injektion av humana prostatacancerceller för att generera benmetastaser är en idealisk musmodell för att utforska funktionerna och mekanismerna för prostatacancerbenmetastaser och utvärdera den terapeutiska effekten. Studier har visat att benskador sannolikt uppträder i proximal tibia och distala lårben17, vilket kan bero på deras höga vaskularisering och metaboliska aktivitet.
Eftersom benmetastaser är en ofta observerad metastaserande lesion ho…
The authors have nothing to disclose.
Detta arbete stöds av bidrag från Kinas National Key R&D Program (2018YFC1704300 och 2020YFE0201600), National Nature Science Foundation (81973877 och 82174408), forskningsprojekten inom budgeten för Shanghai University of Traditional Chinese Medicine (2021LK047) och Shanghai Collaborative Innovation Center of Industrial Transformation of Hospital TCM Preparation.
1 mL syringes and needles | Shandong Weigao Group Medical Polymer Co., Ltd | 20200411 | The cells were injected into the ventricles of mice |
Anesthesia machine | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd | R500IP | Equipment for anesthetizing mice |
Automatic cell counter | Shanghai Simo Biological Technology Co., Ltd | IC1000 | For counting cells |
BALB/c athymic mice | Shanghai SLAC Laboratory Animal Co, Ltd. | Male | 6-8 week old, male mice |
Bioluminescence imaging system | Shanghai Baitai Technology Co., Ltd | Vieworks | For tracking the tumor growth and pulmonary metastasis if the injected cells are labeled by luciferase |
Centrifuge tube (15 mL, 50 mL) | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | 430790, Corning | |
EDTA solution | Wuhan Xavier Biotechnology Co., Ltd | G1105 | For decalcification of bone tissure |
F-12 medium | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | 21700075, GIBCO | Cell culture medium |
Formalin solution | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | BL539A | For fixing the specimen of each mouse |
Isoflurane | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd | VETEASY | For anesthesia |
Lipofectamine 2000 | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | 11668027, Thermo fisher | Plasmid transfection reagent |
PC-3 cell line | Cell Bank of Chinese Academy of Sciences | TCHu 158 | Prostate cancer cell line |
Phosphate-buffered saline | Beyotime Biotechnology | ST447 | Wash the human osteosarcoma cells |
Trypsin (0.25%) | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | 25200056, Gibco | For detaching the cells |
Vector (pLV-luciferase) | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | VL3613 | Plasmid for transfection |
X-ray imaging system | Brook (Beijing) Technology Co., Ltd | FX PRO | For obtaining x-ray images to detect tumor growth |
μCT80 | Shenzhen Fraun Technology Service Co., Ltd | Scanco Medical AG,Switzerland | For detection of bone destruction. The mico-CT is equipped with 3DCalc, cone reconstruction, and μCT Ray V3.4A model visualization software. |