Summary

Modellen van bot metastase

Published: September 04, 2012
doi:

Summary

Diermodellen worden vaak gebruikt om uitzaaiing studeren bot. In dit protocol beschrijven we twee gebruikelijke methoden van tumorinoculatie voor bot metastase studies en beschrijf kort enkele van de analyses gebruikt om toezicht te houden en te kwantificeren deze modellen.

Abstract

Botmetastasen schering en inslag in verscheidene maligniteiten, met inbegrip van borst, prostaat en long. Eenmaal in bot, tumoren zijn verantwoordelijk voor aanzienlijke morbiditeit en mortaliteit 1. Aldus bestaat er een grote behoefte om de moleculaire mechanismen die de inrichting, groei en activiteit van tumoren in het bot begrijpen. Verschillende in vivo modellen zijn opgericht om deze gebeurtenissen te bestuderen en elk heeft specifieke voordelen en beperkingen. De meest gebruikte model gebruikt intracardiale inoculatie van tumorcellen aan de arteriële bloedtoevoer athymische (naakt) BalbC muizen. Deze procedure kan worden toegepast op vele verschillende types tumoren (zoals PC-3 prostaatkanker, longcarcinoom en muis uiervet pad tumoren), maar in dit manuscript richten we ons op de borstkankermodel, MDA-MB-231. In dit model gebruiken we een zeer bot-selectieve kloon, oorspronkelijk afgeleid in de groep Dr Mundy's in San Antonio 2, dat hals inmiddels getransfecteerd voor GFP expressie en opnieuw gekloneerd door onze groep 3. Deze kloon is een bot uitgezaaide variant met een hoog osteotropism en zeer weinig metastasen in longen, lever of bijnieren. Terwijl intracardiale injecties worden meestal gebruikt voor onderzoek naar bot metastase 2, in bepaalde gevallen intratibial 4 of uiervet pad injecties zijn meer geschikt. Intracardiale injecties worden meestal uitgevoerd met menselijke tumorcellen met als doel de controle latere stadia van metastase, specifiek het vermogen van kankercellen om arresteren in botten, overleven, prolifereren en tumoren die zich ontwikkelen tot kanker geïnduceerde botziekte stellen. Intratibial injecties worden uitgevoerd als de nadruk op de relatie tussen kankercellen en bot na een tumor is uitgezaaid naar het bot, die ruwweg correleert met gevestigde gemetastaseerde botziekte. Geen van deze modellen recapituleert vroege stappen in het metastatische proces vóór embolie en vermeldingvan tumorcellen in de circulatie. Voor het controleren van de primaire tumorgroei of metastase van de primaire locatie aan het bot, dan uiervet pad inentingen zijn meestal de voorkeur, maar zeer weinig tumorcellijnen zal consequent aan het bot uitzaaien van de primaire site, met 4T1 bot-preferentiële klonen, een muis borstklier carcinoom, de uitzondering 5,6.

Dit manuscript gegevens inoculatie procedures en hoogtepunten belangrijkste stappen in na inoculatie analyses. Specifiek omvat celkweek, tumorcel inoculatie procedures voor intracardiale en intratibial inentingen alsmede beknopte informatie over wekelijks gecontroleerd door x-ray, fluorescentie en histomorfometrische analyse.

Protocol

1. Cel Onderhoud Veel botten uitgezaaide subklonen van MDA-MB-231 zijn gedefinieerd met variabele neiging tot bot kolonisatie en groei. Voor onze experimenten gebruiken kloon afgeleid van de GFP-gemerkte MDA-MB-231 ontwikkeld UTHSCA 2. Deze specifieke sub-kloon vormen zichtbaar osteolytische botlaesies ongeveer 3 weken na inoculatie met opoffering na 4 weken. Handhaven cellen in DMEM met 10% FBS en 0,1 mg / ml penicilline-streptomycine bij 37 ° C in 5-8% CO 2 7. </l…

Discussion

Studies van tumor-geïnduceerde botziekte berusten op verschillende diermodellen waarvan de twee meest gebruikte zijn intracardiale en intratibial inentingen. In veel gevallen intracardiale is de beste optie voor het bestuderen van metastasen in het bot, maar het geeft niet het volledige metastatische proces, en dus uiervet pad of andere orthotope injecties moet idealiter worden gebruikt in de richting van dat doel. Tumorcellen niet gemakkelijk uitzaaien van de primaire locatie in de meeste studies met menselijke cellen…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

De auteurs erkennen de volgende financieringsbronnen: P01CA040035 (FE / JAS) en VA Career Development Award (JAS).

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number
MDA-MB-231 human breast cancer cells Originally ATCC-Internally cloned and selected
DMEM GIBCO 11885
PBS Mediatech Inc 21-040-CV
FBS Atlas Biological F-0050a
Trypsin GIBCO 15400
Faxitron Faxitron
Maestro CRi
μCT scanner Scanco
Athymic Nude Mice Harlan Fox nu -/-
Insulin Syringes (300 μl, 28.5 g) Becton Dickinson 309300
IVIS Caliper
Irradiated Rodent Diet Teklad 2920x

Referências

  1. Sterling, J. A., Edwards, J. R., Martin, T. J., Mundy, G. R. Advances in the biology of bone metastasis: how the skeleton affects tumor behavior. Bone. 48, 6-15 (2011).
  2. Yoneda, T., Sasaki, A., Mundy, G. R. Osteolytic bone metastasis in breast cancer. Breast Cancer Res. Treat. 32, 73-84 (1994).
  3. Johnson, R. W. TGF-beta promotion of Gli2-induced expression of parathyroid hormone-related protein, an important osteolytic factor in bone metastasis, is independent of canonical Hedgehog signaling. Cancer Res. 71, 822-831 (2011).
  4. Li, X. Loss of TGF-beta Responsiveness in Prostate Stromal Cells Alters Chemokine Levels and Facilitates the Development of Mixed Osteoblastic/Osteolytic Bone Lesions. Mol. Cancer Res. , (2012).
  5. Yoneda, T. Actions of bisphosphonate on bone metastasis in animal models of breast carcinoma. Cancer. 88, 2979-2988 (2000).
  6. Rose, A. A. Osteoactivin promotes breast cancer metastasis to bone. Mol. Cancer Res. 5, 1001-1014 (2007).
  7. Sterling, J. A. The hedgehog signaling molecule Gli2 induces parathyroid hormone-related peptide expression and osteolysis in metastatic human breast cancer cells. Cancer Res. 66, 7548-7553 (2006).
  8. Lu, X. VCAM-1 promotes osteolytic expansion of indolent bone micrometastasis of breast cancer by engaging alpha4beta1-positive osteoclast progenitors. Cancer Cell. 20, 701-714 (2011).
  9. Oyajobi, B. O. Detection of myeloma in skeleton of mice by whole-body optical fluorescence imaging. Mol. Cancer Ther. 6, 1701-1708 (2007).
  10. Johnson, L. C. Longitudinal live animal micro-CT allows for quantitative analysis of tumor-induced bone destruction. Bone. 48, 141-151 (2011).
  11. Sterling, J., Johnson, R. . Imaging Techniques for the Detection and Examination of Breast Cancer Metastasis to Bone. 46, (2011).
  12. Steinbauer, M. GFP-transfected tumor cells are useful in examining early metastasis in vivo, but immune reaction precludes long-term tumor development studies in immunocompetent mice. Clin. Exp. Metastasis. 20, 135-141 (2003).
  13. Oyajobi, B. O. Dual effects of macrophage inflammatory protein-1alpha on osteolysis and tumor burden in the murine 5TGM1 model of myeloma bone disease. Blood. 102, 311-319 (2003).

Play Video

Citar este artigo
Campbell, J. P., Merkel, A. R., Masood-Campbell, S. K., Elefteriou, F., Sterling, J. A. Models of Bone Metastasis. J. Vis. Exp. (67), e4260, doi:10.3791/4260 (2012).

View Video