Farelerde Tümör Baskılayıcıları Arid1a ve Pten'in Pax8'e Yönelik Delesyonunda Endometriyal Kanser Progresyonunun Non-İnvaziv Ultrason Değerlendirmesi
Summary
Bu protokol, endometriyal kanserin indüklenebilir bir fare modelinde, brüt ve histolojik değişikliklerle korelasyonlu ultrason görüntüleme kullanarak uterusta morfolojik değişikliklerin zaman içindeki ilerlemesini izlemek için bir yöntem açıklamaktadır.
Abstract
Rahim kanserleri, bu modellerde kullanım kolaylığı ve genetik manipülasyon nedeniyle farelerde incelenebilir. Bununla birlikte, bu çalışmalar genellikle farklı kohortlarda birden fazla zaman noktasında ötenazi yapılan hayvanlarda ölüm sonrası patolojiyi değerlendirmekle sınırlıdır, bu da bir çalışma için gereken fare sayısını arttırır. Uzunlamasına çalışmalarda fareleri görüntülemek, bireysel hayvanlarda hastalığın ilerlemesini izleyebilir ve ihtiyaç duyulan fare sayısını azaltabilir. Ultrason teknolojisindeki ilerlemeler, dokulardaki mikrometre seviyesindeki değişikliklerin tespit edilmesini sağlamıştır. Ultrason, yumurtalıklarda folikül olgunlaşmasını ve ksenogreft büyümesini incelemek için kullanılmıştır, ancak fare uterusundaki morfolojik değişikliklere uygulanmamıştır. Bu protokol, indüklenmiş endometriyal kanser fare modelinde patolojinin in vivo görüntüleme karşılaştırmaları ile yan yana gelmesini inceler. Ultrason ile gözlenen özellikler, brüt patoloji ve histoloji tarafından görülen değişim derecesi ile tutarlıydı. Ultrasonografinin, gözlenen patolojinin oldukça prediktif olduğu ve ultrasonografinin farelerde kanser gibi uterus hastalıklarının uzunlamasına çalışmalarına dahil edilmesini desteklediği bulunmuştur.
Introduction
Fareler üreme bozuklukları için en önemli hayvan modellerinden biri olmaya devam etmektedir 1,2,3. Yumurtalık ve rahim kanserlerinin genetiği değiştirilmiş veya indüklenmiş birkaç kemirgen modeli vardır. Bu çalışmalar tipik olarak, morfolojik ve patolojik değişikliklerdeki uzunlamasına eğilimleri yakalamak için farklı zaman noktalarında ötenazi yapılan çoklu kohortlara dayanmaktadır. Bu, tek bir farede kanser gelişimi hakkında sürekli veri elde etme yeteneğini önler. Ek olarak, bireysel fare hastalığı ilerleme durumunu bilmeden, müdahale çalışmaları, belirli bir hayvanda ilerlemenin tespiti için bireysel eşiklerden ziyade, önceden belirlenmiş zaman noktalarına ve önceki kohortların ortalama bulgularına dayanmaktadır 4,5. Bu nedenle, canlı hayvanlarda uzunlamasına değerlendirmeye izin veren görüntüleme yaklaşımları, yeni ilaçların veya bileşiklerin test edilmesi için preklinik modelleri kolaylaştırmak ve patobiyolojinin anlaşılmasını hızlandırmak ve aynı zamanda titizliği ve tekrarlanabilirliği arttırmak için gereklidir6.
Ultrason görüntüleme (US), fare rahim kanseri progresyonunun uzunlamasına izlenmesi için çekici bir yöntemdir, çünkü diğer görüntüleme yöntemlerine kıyasla nispeten kolay ve ucuzdur, gerçekleştirilmesi kolaydır ve dikkate değer bir çözünürlüğe sahip olabilir 6,7. Bu non-invaziv modalite, uyanık farelerde veya 5-10 dakikalık bir muayene kullanarak kısa sedasyon altındaki farelerde mikron ölçeğindeki özellikleri yakalayabilir. Ultrason mikroskopisi, fare yumurtalık folikülü gelişimini ölçmek için bir yöntem olarak doğrulanmıştır 8 ve implante edilmiş veya indüklenmiş neoplazinin büyümesi 9,10,11. Yüksek frekanslı US ayrıca perkütan intrauterin enjeksiyonlar12 ve östrus döngüsü13 boyunca sıçan uterus değişimini gözlemlemek için de kullanılmıştır. Yüksek frekanslı US, standartlaştırılmış konum ve basınçla yüksek çözünürlüklü görüntüler yakalamak için dönüştürücüyü/probu tutmak için bir ray sistemi kullanan özel sabit platformlarda tutulan farelerle kullanılabilir; ancak, bu ekipman tüm kurumlarda mevcut değildir. El tipi transdüser tarama yöntemleri, daha az özel ekipmanla benimsenebilir ve farelerde hem klinik teşhis hem de araştırma uygulamaları için kullanılabilir.
Soru, elde tutulan, yüksek frekanslı problarla ABD görüntülemenin birkaç hafta boyunca uterus kanseri gelişimini izlemek için kullanılıp kullanılamayacağı sorusudur. Bağırsaklara benzer şekilde, kemirgen uterusu, karın içinde çok hareketli olan ve çoklu doku derinlikleri boyunca bitişik olan ince duvarlı, ince bir yapıdır ve görüntülemeyi böbrekler gibi nispeten hareketsiz organlardan daha zor hale getirir. Bu çalışma, ultrason ve histopatoloji ile gözlenen dokular arasındaki korelasyonu belirlemeyi, fare rahminin yerini belirlemek için işaretleri tanımlamayı ve endometriyal kanserin uzunlamasına değerlendirmesinin fizibilitesini belirlemeyi amaçlamıştır. Bu çalışma, US tarafından görüntülenen uterusun görünümü ile histopatoloji arasında kalitatif bir yazışma olduğunu gösteren verilerin yanı sıra farelerin birkaç hafta boyunca seri görüntülemesini sunmaktadır. Bu sonuçlar, elde tutulan US’nin farelerde endometriyal kanser gelişimini izlemek için kullanılabileceğini ve böylece özel ekipmana ihtiyaç duymadan rahim kanserini incelemek için bireysel fare uzunlamasına verilerini toplamak için bir fırsat yarattığını göstermektedir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu protokol, farelerde uterusta adenokarsinomun ilerlemesindeki uterus morfolojik değişikliklerini değerlendirmek için ultrasonun yararlılığını incelemektedir. Bu çalışmada, farelerde endometriyal kanser indüksiyonunu uzunlamasına takip ederek, ultrasonografi ile saptanan anatomik detayların kaba ve histolojik patolojinin göstergeleri olduğu bulunmuştur. Bu, farelerde rahim kanserlerinin ilerlemesini takip etmek için birden fazla zaman noktasında ultrason tarafından izlenen daha az sayıda fare ile u…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
NCI Yumurtalık Kanseri SPORE Programı P50CA228991, doktora sonrası eğitim programı 5T32OD011089 ve Richard W. TeLinde Vakfı, Johns Hopkins Üniversitesi’nden fon sağladıkları için minnettarız. Proje ayrıca kısmen Japonya Özel Okulları için Teşvik ve Karşılıklı Yardım Kurumu’ndan Özel Yüksek Öğretim Kurumlarına yapılan cari harcamalar için sübvansiyonlarla finanse edildi.
Materials
| Reagents and Equipment Used for Animal Care | |||
| Rodent Diet (2018, 625 Doxycycline) | Envigio | TD.01306 | Mouse Feed |
| Reagents and Equipment Used for Ultrasound Imaging | |||
| 10 mL injectable 0.9% NaCl | Hospira, Inc | RL-7302 | Isotonic Fluid |
| Absorbent Pad with Plastic Backing | Daigger | EF8313 | Absorbant Pads |
| Anesthesia Induction Chambers | Harvard Apparatus | 75-2029 | Induction Chamber |
| Anesthetic absorber kit with absorber canister, holder, tubing, & adapters | CWE, Inc | 13-20000 | Nose Cone and Tubing |
| Aquasonic Clear Ultrasound Gel (0.25 Liter) | Parker Laboratoies | 08-03 | Ultrasound Gel |
| BD Plastipak 3 mL Syringe | BD Biosciences | 309657 | Syringe |
| F/Air Scavenger Charcoal Canister | OMNICON | 80120 | Scavenging System for Anesthesia |
| Isoflurane, USP | Vet One | 502017 | Anesthesia Agent |
| M1050 Non-Rebreathing Mobile Anesthesia Machine | Scivena Scientific | M1050 | Anestheic Vaporizer |
| MX550S, 25-55 MHz Transducer, 15mm, Linear | VisualSonics | MX550S | Ultrasound Transducer (Probe) |
| Nair Hair Aloe & Lanolin Hair Removal Lotion – 9.0 oz | Nair | Depilliating Cream | |
| Philips Norelco Multigroomer All-in-One Trimmer Series 7000 | Philips North America | MG7750 | Clippers |
| PrecisionGlide 25 G 1" Needle | BD Biosciences | 305125 | Needle |
| Puralube Ophthalmic Ointment | Dechra | 17033-211-38 | Lubricating Eye Drops |
| Vevo 3100 Imaging System | VisualSonics | Vevo 3100 | Ultrasound Machine |
| Vevo LAB 5.6.1 | VisualSonics | Vevo LAB 5.6.1 | Ultrasound Analysis Software |
| Vinyl Heating Pad with cover, 12 x 15" | Sunbeam | 731-500-000R | Heating Pad |
| Wd Elements 2TB Basic Storage | Western Digital Elements | WDBU6Y0020BBK-WESN | Data Storage |
| Reagents and Equipment Used for Immunohistochemistry | |||
| 10% w/v Formalin | Fischer Scientific | SF98-4 | Tissue Fixation Buffer |
| Animal-Free Blocker and Diluent, R.T.U. | Vector Laboratories Inc. | SP5035 | Antibody Blocker |
| Charged Super Frost Plus Glass Slides | VWR | 4831-703 | Tissue Mounting Slides |
| Citrate Buffer | MilliporeSigma | C9999-1000ML | Epitope Retrival Buffer (pTEN) |
| Cytoseal – 60 | Thermo Scientific | 8310-4 | Resin for Slide Sealing |
| Gold Seal Cover Glass | Thermo Scientific | 3322 | Coverslide |
| Harris Modified Hematoxylin | MilliporeSigma | HHS32-1L | Counterstain Buffer |
| Hybridization Incubator (Dual Chamber) | Fischer Scientific | 13-247-30Q | Oven to Melt Parraffin |
| ImmPACT DAB Substrate, Peroxidase (HRP) | Vector Laboratories Inc. | SK-4105 | Signal Development Substrate |
| ImmPRESS HRP Goat Anti-Rabbit IgG Polymer Detection Kit, Peroxidase | Vector Laboratories Inc. | MP-7451 | Secondary IHC Antibody |
| Oster 5712 Digital Food Steamer | Oster | 5712 | Vegetable Steamer for Epitope Retrival |
| rabbit mAB anti-ARID1a | abcam | ab182560 | Primary IHC Antibody (1:1,000) |
| rabbit mAB anti-PTEN | Cell Signaling | 9559 | Primary IHC Antibody (1:100) |
| Scotts Tap Water Substitute | MilliporeSigma | S5134-100ML | "Blueing" Buffer |
| Tissue Path IV Cassette | Fischer Scientific | 22272416 | Tissue Fixation Cassette |
| Trilogy Buffer | Cell Marque | 920P-10 | Epitope Retrival Buffer (ARID1a) |
References
- Ajayi, A. F., Akhigbe, R. E. Staging of the estrous cycle and induction of estrus in experimental rodents: an update. Fertility Research and Practice. 6, 5 (2020).
- Kim, S. W., Kim, Y. Y., Kim, H., Ku, S. Y. Animal models closer to intrauterine adhesive pathology. Annals of Translational Medicine. 8 (18), 1125 (2020).
- Shi, D., Vine, D. F. Animal models of polycystic ovary syndrome: a focused review of rodent models in relationship to clinical phenotypes and cardiometabolic risk. Fertility and Sterility. 98 (1), 185-193 (2012).
- Greco, A., et al. Ultrasound biomicroscopy in small animal research: applications in molecular and preclinical imaging. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2012, 519238 (2012).
- Palsdottir, K., et al. Interobserver agreement of transvaginal ultrasound and magnetic resonance imaging in local staging of cervical cancer. Ultrasound in Obstetrics and Gynecology. 58 (5), 773-779 (2021).
- Gabrielson, K., et al. In vivo imaging with confirmation by histopathology for increased rigor and reproducibility in translational research: A review of examples, options, and resources. ILAR Journal. 59 (1), 80-98 (2018).
- Peterson, R. A., et al. Continuing education course #1: Non-invasive imaging as a problem-solving tool and translational biomarker strategy in toxicologic pathology. Toxicologic Pathology. 39 (1), 267-272 (2011).
- Pfeifer, L. F., Adams, G. P., Pierson, R. A., Singh, J. Ultrasound biomicroscopy: A non-invasive approach for in vivo evaluation of oocytes and small antral follicles in mammals. Reproduction, Fertility and Development. 26 (1), 48-54 (2013).
- Cheung, A. M., et al. Three-dimensional ultrasound biomicroscopy for xenograft growth analysis. Ultrasound in Medicine and Biology. 31 (6), 865-870 (2005).
- Snyder, C. S., et al. Complementarity of ultrasound and fluorescence imaging in an orthotopic mouse model of pancreatic cancer. BMC Cancer. 9, 106 (2009).
- Wu, G., Wang, L., Yu, L., Wang, H., Xuan, J. W. The use of three-dimensional ultrasound micro-imaging to monitor prostate tumor development in a transgenic prostate cancer mouse model. The Tohoku Journal of Experimental Medicine. 207 (3), 181-189 (2005).
- Rinaldi, S. F., et al. Ultrasound-guided intrauterine injection of lipopolysaccharide as a novel model of preterm birth in the mouse. The American Journal of Pathology. 185 (5), 1201-1206 (2015).
- Wang, T., et al. Ultrasonography in experimental reproductive investigations on rats. Journal of Visualized Experiments. 130, e56038 (2017).
- Suryo Rahmanto, Y., et al. Inactivation of Arid1a in the endometrium is associated with endometrioid tumorigenesis through transcriptional reprogramming. Nature Communications. 11, 2717 (2020).
- Pani, F., et al. Pre-existing thyroiditis ameliorates papillary thyroid cancer: Insights from a new mouse model. Endocrinology. 162 (10), bqab144 (2021).
