Summary

トランスレーショナルがん研究のためのヒト組織での作業

Published: November 26, 2015
doi:

Summary

Translational cancer research is dependent on extraction of human tissues. Much work has gone into optimizing extraction methods for ex vivo analysis. Here, we describe tissue processing methods allowing for maximal data output from limited samples.

Abstract

Medical research for human benefit is greatly impeded by the necessity for human tissues and subjects. However, upon obtaining consent for human specimens, precious samples must be handled with the greatest care in order to ensure integrity of organs, tissues, and cells to the highest degree. Unfortunately, tissue processing by definition requires extraction of tissues from the host, a change which can cause great cellular stress and have major repercussions on subsequent analyses. These stresses could result in the specimen being no longer representative of the site from which it was retrieved. Therefore, a strict protocol must be adhered to while processing these specimens to ensure representativeness. The desired assay(s) must also be taken into consideration in order to ensure that an optimal technique is used for sample processing. Outlined here is a protocol for tissue retrieval, processing and various analyses which may be performed on processed tissue in order to maximize downstream production from limited tissue samples.

Introduction

医学研究は、ヒト細胞株および動物モデルの両方の研究から非常に恩恵を受けています。細胞株は、より良いシステムのコンポーネントの制御、ならびに適切な生物からの細胞の使用を可能にします。ヒト細胞での作業、より多くの代表が、細胞株は、1応答に影響を与える可能性があり、他の細胞、間質コンポーネント、および臓器の影響を再現いない可能性があるため、健康と病気の原因である可能性が大幅に簡素化メカニズムのスナップショットを提供します。一方、動物モデルは、ヒトの疾患および遺伝的異質性を再現することに完全に正確ではないが、ほとんどのモデル2,3全体動物系の入力を可能にすることによってさらなる洞察を提供しています。

欠点はさておき、両方の方法は、その利点を持っており、相補的です。しかし、主な目標は、完全体、多臓器系において、ヒト細胞や臓器を研究するために残っています。したがって、トランスレーショナルリサーチは、TAKがありますより良い疾患の根底にあるメカニズムを把握するために、患者から抽出された人間の臓器や組織の研究を促進する上で大きな進歩が備わっています。トランスレーショナル研究は、それによって細胞と動物のワーク 4の間の両方の長所を提供し、体全体に、適切な細胞に治療や病気の結果を研究する利点を提供しています。

トランスレーショナル研究は欠陥なしでもありません。ヒト患者から採取した試料は、ホストから除去すると、直ちに虚血、それらが他の方法で保護されるであろう、他の外部要因にさらされます。これは、ストレス誘発性分子および遺伝的変化をもたらし、そしてその後の研究に偏りが発生することがあります。そのため、多くの努力が最高の下流の研究5のために臓器や細胞の完全性を維持するために厳格な方法により抽出して処理する組織に置かれています。方法を選択する際に重要なことは、将来のアプリケーションは、O密接に検討する必要がありますF特定の方法は細胞成分に有害であり得るように、人間のサンプルを処理し、他の人を温存しながら、シグナル伝達経路。

ヒト組織を含む任意の研究のために、規制の問題に対処しなければなりません。タスキーギ、ベルモント報告した後、生物医学研究は、内在するリスクは、多くの場合、避けられない倫理的ジレンマ6の結果と関連していたという事実を受け入れ成長がありました。国の基準の必要性が認識され、連邦政府はベルモントレポート(人の尊重、善行、正義)の原則を守るための手段としての制度審査委員会(のIRB)を作成しました。

どれ機関のIRBは、研究参加者の保護を担当している医師、研究者、コミュニティメンバーの委員会です。これは自発的な同意が生物医学研究の研究のすべての参加者から取得されることを必要とし、この同意は、インフォームドコンセントFOに記載されていること RM。インフォームドコンセントのプロセスに通知決定は研究に登録する、または参加を継続するか否かで行うことができるように、参加者に適切な情報を提供することを目的とします。この点では、インフォームドコンセント文書は良い読みやすさを持っている必要があり、容易に標的集団によって(8 番目のグレードの読書レベルに6 番目)を把握することができる言語で記述する必要があります。強制や不適切な影響の可能性を最小限に抑えることが必要であり、被験者は、参加を検討する十分な時間を与えなければなりません。参加者はまた、ペナルティなしで研究の過程でいずれかの段階で同意を撤回する権利を行使することが許されなければなりません。自主インフォームドコンセントは、研究中の被験者の参加のための必須の前提条件であり、それはまた、7法的に有効です。

ヒト被験者の保護21 CFR 50.25(規程に従って/45cfr46.html">http://www.hhs.gov/ohrp/humansubjects/guidance/45cfr46.html 8)、研究参加者は、研究の目的の研究に関わる手順を通知する必要があり、参加への代替、社会に、おそらく個々の研究のすべての予見可能なリスクと不快感(だけでなく、物理的損傷だけでなく、可能な、心理的、社会的、または経済的損害、不快感、または不便を含む)、利益、対象が参加することを期待されている時間の長さ、質問への回答、または研究に関連した傷害や緊急時に連絡する人、文の参加は任意であり、参加することを拒否がいかなる結果にはなりませんか、そのような定期的な臨床ケアにおける妥協として利益の損失ことを示します参加者はそうでなければ彼/彼女の診断の結果として受け取る権利を有する、と最終的に撤退する機密性と権利の対象者の権利に関する記述されていますいかなる結果なしで、いつでも勉強。研究の過程で同意を撤回参加者から組織標本をバンクされるべきではないとすぐに排出される必要があります。インフォームドコンセントの1つ以上の要素の権利放棄は、実際に必要な要素を変更せずに、または必要な要素が適用されない研究のために行うことができませんでしたいくつかの研究プロジェクトのためにIRBから得ることができます。細心の注意は、データの機密性を確保するために注意する必要があります。医療保険の携行性と責任に関する法律(HIPAA)は、参加者からの書面による同意なしに「保護された健康情報」(PHI)を使用して、または開示阻止する連邦法です。 PHIを含むが、健康情報送信又は維持する任意の形態または媒体中で、個々の9を同定するために使用することができるフィールドを含むに限定されるものではありません。

この作品を通じ、我々はTISSU中に従わなければならないプロトコルの概要を説明することを目指してe処理 – 調達を含め、ストレージとは、組織は、抽出の際に供されるストレスに起因する可能性がありバイアスを最小にするように、これらの厳格なガイドラインに従うことの重要性を強調する。また、読者は、最高の自分のニーズに合ったものをアッセイ(複数可)に適格判定を行うことができるように、このような試験片で実施することができる下流のアッセイまたは分析の概要( 図1)を提供するために努めています。

Protocol

倫理の声明:このプロトコルは、テキサス大学MDアンダーソンがんセンターによって承認されています。 1.標本調達余剰腫瘍と関連する正常組織10-12から研究組織サンプルを収集します。ストアは自己分解を避けるために、濡れた氷の上に標本。 病理学的診断を容易にするために必要な検査のために病理学部に全ての組織、医療機器、外科的処置の間に除去異物を…

Representative Results

下に表示される結果は、処理された黒色腫腫瘍に対する広範な免疫表現型のためのフローサイトメトリー・ゲーティング戦略を描いています。染色の当日は、組織サンプルは、225 RPMの回転下、37℃で、コラゲナーゼIと60分間インキュベーションのDNase Iで消化し、均質化しました。消化後、細胞懸濁液は、破片を除去するために70μmのセルストレーナーに通して濾過し、細胞を免疫細胞表?…

Discussion

最終的には、処理の方法は、希望する仮説によって決定し、( 図1)を実行することが技術的な分析を予想する必要があります。以下のセクションでは、組織切片上で実施することができる潜在的なアッセイを説明するための概要として役立ちます。それは、決して網羅的な概要であるが、技術を説明し、その長所と短所を列挙することにより、検体処理方法および下流アッセイ…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、ジョンGとマリーステラケネディ記念財団(助成#0727033)およびメラノーマ研究アライアンスの慈善寄付によってサポートされていました。著者らは、組織分布およびコレクションをコーディネートし、トランスレーショナルリサーチを容易にするためのテキサス大学MDアンダーソンがんセンターの制度組織バンク(ITB)を感謝したいだけでなく、博士イグナシオWistuba、博士ビクタープリエト、MDアンダーソンがんセンター科病理学およびメラノーマ月ショットプログラム。最後に、著者らは、黒色腫の影響を受けるすべての患者と家族を承認したいと思います。

Materials

Needles BD 305167
Stainless steel disposable scalpels Miltex 4-410
Tissue culture dish Corning 353003
Biopsy Cassettes Thermo Fisher 58931
RNA-stabilizing solution Ambion AM7021
1.5ml Eppendorf tubes Phenix MAX-815
50ml tubes Corning 430290
10% Neutral Buffered Formalin StatLab Medical Products 28600-5
Formalin Containers Fisher Scientific 23-032-059
Optimal cutting temperature solution (OCT) Sakura Finetek 4583
Tissue-Tek Cryomold Sakura Finetek 4557
Dnase I Roche 10104159001
Collagenase I Roche 11088793001
70μm cell strainers BD Bioscience 352350
96 well round bottom plates Corning 3799
Live/Dead stain solution Life Technologies L34957

Referências

  1. Lorsch, J. R., Collins, F. S., Lippincott-Schwartz, J. Cell Biology. Fixing problems with cell lines. Science. 346, 1452-1453 (2014).
  2. van der Worp, H. B., et al. Can animal models of disease reliably inform human studies. , (2010).
  3. McCabe, P. M., et al. Animal models of disease. Physiol. Behav. 68, 501-507 (2000).
  4. Woolf, S. H. The meaning of translational research and why it matters. JAMA. 299, 211-213 (2008).
  5. Brockbank, K. G., Taylor, M. J. Tissue Preservation. Advances in Biopreservation. , 157-159 (2006).
  6. Bulmer, M., Gilbert, N. The ethics of social research. Researching social life. , 45-57 (2001).
  7. Penslar, R. L. . IRB guidebook. , (1993).
  8. . . MD Anderson Cancer Center Institutional Tissue Bank Standard Operating Procedures. 3, (2009).
  9. Ruffell, B., et al. Leukocyte composition of human breast cancer. Proc. of the Ntnl. Aca. of Sci. 109, 2796-2801 (2012).
  10. Shapiro, H. M. . Practical flow cytometry. , (2005).
  11. Baker, A. F., et al. Stability of phosphoprotein as a biological marker of tumor signaling. Clin. Cancer Res. 11, 4338-4340 (2005).
  12. Jacobs, S. Sample processing considerations for detecting copy number changes in formalin-fixed, paraffin-embedded tissues. Cold Spring Harbor protocols. 2012, 1195-1202 (2012).
  13. Chung, J. -. Y., et al. Factors in tissue handling and processing that impact RNA obtained from formalin-fixed, paraffin-embedded tissue. J. Histochem. Cytochem. 56, 1033-1042 (2008).
  14. Guo, H., et al. An efficient procedure for protein extraction from formalin-fixed, paraffin-embedded tissues for reverse phase protein arrays. Proteome Sci. 10, 1477-5956 (2012).
  15. Feldman, A. L., et al. Advantages of mRNA amplification for microarray analysis. Biotechniques. 33, 906-914 (2002).
  16. Francino, O., et al. Advantages of real-time PCR assay for diagnosis and monitoring of canine leishmaniosis. Vet Parasitol. 137, 214-221 (2006).
  17. Grunberg-Manago, M. Messenger RNA stability and its role in control of gene expression in bacteria and phages. Annu. Rev. Genet. 33, 193-227 (1999).
  18. Lesnik, E. A., Freier, S. M. Relative thermodynamic stability of DNA, RNA, and DNA:RNA hybrid duplexes: relationship with base composition and structure. Bioquímica. 34, 10807-10815 (1995).
  19. MacBeath, G. Protein microarrays and proteomics. Nat Genet. 32, 526-532 (2002).

Play Video

Citar este artigo
Reuben, A., Gopalakrishnan, V., Wagner, H. E., Spencer, C. N., Austin-Breneman, J., Jiang, H., Cooper, Z. A., Wargo, J. A. Working with Human Tissues for Translational Cancer Research. J. Vis. Exp. (105), e53189, doi:10.3791/53189 (2015).

View Video