Bioluminescent Orthotopic Modell av bukspottkörtelcancer Progression

Summary

Förbättrad förståelse av pankreascancer biologi är kritiskt för att möjliggöra utveckling av bättre terapeutiska alternativ för att behandla cancer i bukspottkörteln. För att tillgodose detta behov, visar vi en orthotopic modell av cancer i bukspottskörteln som tillåter icke-invasiv övervakning av cancer progression hjälp<em> In vivo</em> Bioluminescens avbildning.

Abstract

<p class="jove_content"> Bukspottkörteln har en extremt dålig fem års överlevnad på 4-6%. Nya terapeutiska alternativ är kritiskt behövs och är beroende av förbättrad förståelse av cancer i bukspottskörteln biologi. För att bättre förstå samspelet mellan cancerceller med bukspottkörtel microenvironment visar vi en orthotopic modell av cancer i bukspottskörteln som tillåter icke-invasiv övervakning av cancer progression. Luciferas-märkta bukspottkörtelcancer cellerna är suspenderade i Matrigel och levereras i bukspottskörteln svansen under laparotomi. Matrigel stelnar vid kroppstemperatur för att förhindra läckage av cancerceller under injektion. Primär tumörtillväxt och metastas till avlägsna organ är övervakas efter injektion av luciferassubstrat luciferin, med hjälp av<em> In vivo</em> Avbildning av bioluminescens emission från cancercellerna.<em> In vivo</em> Avbildning också kan användas för att spåra primärtumör återfall efter resektion. Denna orthotopic modell är anpassad till både syngena och xenograft modeller och kan användas i pre-kliniska studier för att undersöka effekten av nya anti-cancerterapi på tillväxten av den primära pankreastumör och metastasering.</p>

Introduction

Cancer i bukspottskörteln är den fjärde vanligaste orsaken till cancerrelaterad död, med en 5-års överlevnad på 4-6%. ^1,2 Endast 15% av patienterna diagnostiseras tidigt i sjukdomen att vara berättigad till operation, och tumörer återkommer i> 80% av dessa patienter. ^3,4 Gemcitabin används för behandling av bukspottskörteln adenocarcinom, dock är chemoresistance vanligt och ofta drogen har liten effekt på den totala överlevnaden. ⁵ nya farmakologiska strategier för att behandla cancer i bukspottkörteln är kritiskt behövs. Deras utveckling beror på väsentligt förbättrad förståelse av de viktigaste stegen i sjukdomsförloppet som kan vara känsliga för terapeutisk intervention.

Orthotopic modeller av cancer i bukspottskörteln efterlikna centrala aspekter av den mänskliga sjukdomen, vilket gör dem idealiska verktyg för att studera biologin av cancer i bukspottskörteln. ^6-9 I motsats till in vitro cell-baserade analyser av cancer i bukspottskörteln celluppförande end subkutan djurmodeller för cancer i bukspottskörteln, orthotopic modeller tillåter undersökning av tumörceller interaktioner med bukspottkörtel microenvironmenten. Kinetiken för sjukdomsprogression är mycket reproducerbara i orthotopic modeller och förekommer under en kort tid (veckor), vilket gör dem väl lämpade för pre-klinisk testning av nya läkemedel. Detta är i kontrast till transgena modeller där sjukdomsdebuten sker över en längre och mer varierande tidsram (månader till 1 år). ¹⁰ Vid användning med mer aggressiva cellinjer, orthotopic modeller av cancer i bukspottskörteln har mönster av spontan metastas liknande de som ses hos patienter. ⁸ Redovisning av självlysande reporter gener som eldflugeluciferas underlättar longitudinell uppföljning av tumörtillväxt, metastatisk spridning, återfall och svar på terapi. ^6,11

Här beskriver vi en orthotopic modell av cancer i bukspottskörteln som utnyttjar Matrigel för lokaliserad celladministrering och in vivo bioluminescens imaging för icke-invasiv övervakning av tumörprogression. Denna orthotopic modell av cancer i bukspottskörteln tillåter icke-invasiva analyser av sjukdomsutveckling och svarar på terapeutiska åtgärder i syngena eller xenograft modeller.

Protocol

Protokollet som demonstreras utförs under ledning och godkännande av författarens institutionens djurens skötsel och användning kommittén. Alla experiment utförs i enlighet med alla relevanta riktlinjer, föreskrifter och tillsynsmyndigheter. Ett. Transducerande bukspottkörtel cancer cellinjer Transducera pankreascancer celler att uttrycka luciferas såsom tidigare beskrivits. 12,13 Panc-1 och Capan-1 pankreascancer-cellinjer transduceras med eldflugeluciferas a…

Representative Results

Denna metod beskriver en orthotopic modell av cancer i bukspottskörteln med kirurgiska ingrepp, inklusive induktion av anestesi, laparotomi, injektion av cancerceller i Matrigel och förslutning av buken (Figur 1A). De injicerade cellerna bildar en bubbla i ytan i bukspottkörteln (Figur 1B). Cancer i bukspottskörteln progression kan vara icke-invasivt övervakas med hjälp av in vivo mareld imaging att spåra spridning cancercell och spridning (figur 2). Lev…

Discussion

Här beskriver vi en orthotopic modell för longitudinell utvärdering av bukspottkörtel tumörutveckling och progression. Primärtumörtillväxt kinetik är reproducerbar (Figur 3) och kan vara icke-invasivt övervakas med hjälp av mareld avbildning av luciferas-märkta celler, t.ex. för analyser av tumör respons på nya anti-pankreascancer terapi. I överensstämmelse med den mänskliga sjukdomen, visar modellen lokala bukspottkörtel invasion (Figur 4A) som möjliggör u…

Materials

Equipment	Company	Catalog Number	Comments
Clean Bench coat
Heating pad			Set to 37 °C
Ivis Lumina ll Bioluminescent imager	Caliper		Alternative bioluminescent imaging systems include In vivo F PRO (Carestream) and Photon Imager (Biospace Lab)
Dissecting scissors
Iris forceps (serrated)
Needle holder
27 G 0.3 ml insulin syringe	Terumo	T35525M2913