소성을 Glioblastoma의 마우스 모델은 뇌 실질 물리적 제약 조건을 유지하고의 intravital 두 광자 현미경에 적합
Summary
우리는 종양의 성장하는 동안 재생에 일반적으로 생물 물리학 적 제약 조건을 되풀이되었습니다의 intravital 두 광자 현미경을위한 마우스에서 대뇌 피질의 소성을 glioblastoma의 모델을 설립했다. 종양 위의 두개골을 대체 만성 유리 창에는 두 개의 광자 현미경에 의해 시간이 지남에 따라 종양의 진행을 추적 할 수 있습니다.
Abstract
아교 모세포종의 multiforme (GBM)는 날짜에 사용할 수없는 치료 치료와 뇌 종양의 가장 적극적인 형태입니다.
이 병리의 쥐 모델은 경질 이잖아요의 절개 다음 뇌 실질에 신경 교종 세포 현탁액의 주입에 의존하고 있습니다. 세포의 intravital 두 광자 현미경에 액세스 할 수 피상적으로 주입해야하는 반면, 표면 주사는 physiopathological 조건을 요점을 되풀이하지. 실제로, 주입 관을 통해 탈출하는 대부분의 종양 세포들이 실질로부터의 기계적인 제약 조건의 부재하에 비정상적으로 빠른 확장 여분 경막 공간에 도달한다.
우리 개선 focally 교종 타원체 주입보다는 대뇌 피질의 표면층에서 신경 교종 세포의 현탁액을 주입 에서뿐만 아니라의 surroun에 접착되어 가교 덱스 트란 겔 헤미 – 비드로 주사 부위를 막힘뿐만 이루어져땡 실질 및 시아 노 아크릴 레이트와 경질 이잖아요 밀봉. 합해서 이러한 조치는 뇌 실질 내부 종양 세포의 생리 학적 팽창 및 침윤을 시행. 유리 창은 흉터 조직 발달의 부재시 주 이상의 만성 이미징을 허용하도록 두개골에 시멘트와 개두 최종적으로 닫혔다.
우리가 신경 교종 세포, 신경 세포 (예를 들어 Thy1-CFP 마우스)과 혈관 (형광 염료의 정맥 주사에 의해 강조) 사이에서 발생하는 상호 작용의 역학의 intravital으로 시각화 할 수있는 것으로 나타났습니다 형광 종양 세포를 이식 형광 형질 전환 동물을 활용 질병의 진행 중에이 광자 현미경.
최소한의 손상된 뇌 환경에서 현미경 해상도의 이미지 종양 가능성은 신경 종양학과 약물 검사의 필드를 수혜 현재 GBM 동물 모델의 개선을 나타냅니다. </p>
Introduction
glioblastoma의 multiforme의 12 개월의 평균 생존과 성인의 뇌 종양의 가장 적극적인 형태와 5 %의 5 년 생존율로 나타납니다. 임상 관리는 수술, 방사선 치료 및 자주 조합에 사용되는 화학 요법에 의존합니다. 그러나, 이러한 치료의 효과는 1-3 완화 남아있다.
지금까지 신경 종양학 연구의 대부분은 (예를 들어 4.5에 대한 참조) 만 정적 뷰를 제공 할 수있는 종양 베어링 동물의 대규모 코호트에서 수행 다른 시간 지점에서 희생 기술에 의존하고 있습니다. 의 intravital 촬상에 근거 후속 방법의 최근 개발은 신경 교종 성장 및 종양 세포 및 시간 이상의 동일한 동물에 미치는 병태 미시 사이의 상호 작용을 연구한다. 이 6 지금까지 이룰 수 있었다 정보의 독점적 인 조각의 길을 엽니 다. 그 세포에서 형광 물질을 발현하는 형질 전환 동물에 사용 될 수 있습니다이 논문에서 종양 세포 및 예를 들어 신경 세포 사이의 특정한 상호 작용을 연구하는 D.
지난 10 년간의 intravital 두 광자 현미경 (7)과 (> 500 DURA-이잖아요 아래 μm의) 기본적인 신경 종양학 연구와 임상 실험 쥐의 뇌의 깊은의 intravital 관찰을 수행 할 수있는 능력에 대한 8,9의 황금 표준이되었습니다 마이크로 미터 공간 해상도 10. 만성 뇌 창 (11)이 주입 orthotopical 동물 모델의 intravital 이광자 현미경을 사용하여, 동일 마우스 9,12에서 시간에 따른 종양의 진행을 수행하는 것이 가능하다.
이러한 이전에 발행 된 동물 모델의 주요 단점 중 하나는 경질 교인이 세포 현탁액 9,13,14의 주입 후 밀봉되지 않는 종양의 성장을 제어하는 물리적 제약을 모방하지 않는 것이 그러나이다. 신경 교종 세포에서 누출 될이소성 하나에 소성을 신경 교종 모델을 변환 경막 외 공간.
여기에 제시된 동물 모델은 가교 덱스 트란 젤 헤미 – 구슬과 조직을 호환 접착제로 경질-이잖아요의 밀봉 한 다음 200 ㎛의 깊이에서 대뇌 피질에있는 형광 신경 교종 세포의 회전 타원체의 주입으로 구성 . 종양의 성장은 다음의 병태 생리 학적 물리적 제약을 유지하는 뇌 실질 조직으로 제한됩니다. 종양 위에 이식 만성 유리창의 intravital 두 광자 현미경을위한 쉬운 광 액세스 할 수 있습니다. 시간이 지남 신경 교종의 성장의 후속을 수행하고 (형광 덱스 트란을 강조하는 신경과 혈관 구조와 여기)의 미세 환경과의 상호 작용을 연구 할 수 있습니다 관심의 세포에 형광 물질을 발현하는 형질 전환 동물을 사용하여.
Protocol
Representative Results
Discussion
이러한 접근 방식은 광학 이미징 방법의 사용이 일 주간 orthotopically 주입 된 신경 교종의 증식을 통해 모니터링 할 수있다. 같은 동물은 이후 병리의 과정에서 거의 모든 뇌 영상 기법을 실시 할 수있다; 아직 두 광자 현미경 특정 준비는 살아있는 동물의 뇌 속에있는 세포 이하의 해상도를 달성 할 수있는 독특한 기회를 제공합니다. 우리의 프로토콜은 신경 교종 세포가 손상된 경막을 통해 중추 ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 따뜻하게 박사 KK Fenrich 박사 MC 감사합니다. Amoureux, P. 웨버와 도움이 토론 A. JAOUEN; M. Hocine, C. 무니, M. Metwaly, S. Bensemmane, J. Bonnardel, IBDML의 동물 시설 및 기술 지원 IBDML에서 PicSIL 이미징 플랫폼의 직원의 직원. 이 작품은 GR, 직원은 국립 드 라 공들인 (ANR JCJC PathoVisu3Dyn), 연맹 문화원 국립 뒤 암 (INCA-DGOS-INSERM6038)에서 교부금에 의해 지원 된 연맹에서 장학금으로, FD 라 공들인 쉬르 르 Cerveau (FRC)을 부어 CR에 드 라 공들인 Médicale 및 Cancéropole PACA.
Materials
| Drill | Dremel (Germany) | 398 | any high quality surgical bone drill would suffice |
| Drill burr (#1/4 Carbide Round Burr) | World Precision Instruments (USA) | 501860 (#1/4) | also sold by Harvard Apparatus |
| Tissue scissors | World Precision Instruments (USA) | 14395 | |
| Dumont tweezers M5S | World Precision Instruments (USA) | 501764 | |
| Dental cement | GACD (USA) | 12-565 & 12-568 | |
| Cyanoacrylate | Eleco-EFD (France) | Cyanolit 201 | |
| Glass capillaries without filament | Clark Electromedical Instruments (UK) | GC100-15 | |
| Microliter syringe (25 µl) | Hamilton (USA) | 702 | |
| Micromanipulator | World Precision Instruments (USA) | Kite-R | |
| T derivation (3-way stopcock – Luer lock) | World Precision Instruments (USA) | 14035-10 | |
| Stereotactic frame (mouse adaptor) | World Precision Instruments (USA) | 502063 | |
| Glass coverslips | Warner Instruments (USA) | CS-5R (64-0700) | |
| Cross-linked dextran gel (Sephadex) G50 Coarse 100-300 µm beads | Available from various suppliers including Sigma (Germany) | ||
| Eye ointment | TVM (France) | Ocry-gel | |
| Fluorescence macroscope | Leica MZFLIII (Germany) | also sold by other companies | |
| Two-photon microscope | Zeiss LSM 7MP (Germany) | also sold by other companies (Nikon, …) | |
| Infrared tunable femtosecond laser (Maï-Taï) | Spectra Physics (USA) | also sold by other companies |
Referências
- DeAngelis, L. M. Brain tumors. N Engl J Med. 344, 114-123 (2001).
- Ricard, D., et al. Primary brain tumours in adults. Lancet. 379, 1984-1996 (2012).
- Prados, M. D., et al. Phase III randomized study of radiotherapy plus procarbazine, lomustine, and vincristine with or without BUdR for treatment of anaplastic astrocytoma: final report of RTOG 9404. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 58, 1147-1152 (2004).
- Piao, Y., et al. Glioblastoma resistance to anti-VEGF therapy is associated with myeloid cell infiltration, stem cell accumulation, and a mesenchymal phenotype. Neuro Oncol. 14, 1379-1392 (2012).
- Zhai, H., Heppner, F. L., Tsirka, S. E. Microglia/macrophages promote glioma progression. Glia. 59, 472-485 (2011).
- Studwell, A. J., Kotton, D. N. A shift from cell cultures to creatures: in vivo imaging of small animals in experimental regenerative medicine. Mol Ther. 19, 1933-1941 (2011).
- Ustione, A., Piston, D. W. A simple introduction to multiphoton microscopy. J Microsc. 243, 221-226 (2011).
- Ricard, C., et al. Short-term effects of synchrotron irradiation on vasculature and tissue in healthy mouse brain. J Synchrotron Radiat. 16, 477-483 (2009).
- von Baumgarten, L., et al. Bevacizumab has differential and dose-dependent effects on glioma blood vessels and tumor cells. Clin Cancer Res. 17, 6192-6205 (2011).
- Helmchen, F., Denk, W. Deep tissue two-photon microscopy. Nat Methods. 2, 932-940 (2005).
- Mostany, R., Portera-Cailliau, C. A craniotomy surgery procedure for chronic brain imaging. J Vis Exp. , 680 (2008).
- Lathia, J. D., et al. Direct in vivo evidence for tumor propagation by glioblastoma cancer stem cells. PLoS One. 6, (2011).
- Madden, K. S., Zettel, M. L., Majewska, A. K., Brown, E. B. Brain tumor imaging: live imaging of glioma by two-photon microscopy. Cold Spring Harb Protoc. 2013, (2013).
- Winkler, F., et al. Imaging glioma cell invasion in vivo reveals mechanisms of dissemination and peritumoral angiogenesis. Glia. 57, 1306-1315 (2009).
- Newcomb, E., Zagzag, D., Van Meir, E. G. Ch. 12. CNS Cancer, Cancer Drug Discovery and Development. , 227-241 (2009).
- Ulrich, T. A., de Juan Pardo, E. M., Kumar, S. The mechanical rigidity of the extracellular matrix regulates the structure, motility, and proliferation of glioma cells. Cancer Res. 69, 4167-4174 (2009).
