Влияние печени засечки на внутрипеченочных опухолевого роста
Summary
A high incidence of tumor recurrence after resection of liver metastases remains an unsolved problem. The illustrated mouse model may be useful to investigate the reasons for such recurrences. It combines a liver resection model with intrahepatic tumor cell injection for the first time.
Abstract
Высокая частота рецидива опухоли после резекции метастатического поражения печени остается нерешенной проблемой. Малые опухолевых клеток отложения, которые не могут быть обнаружены с помощью обычной клинической визуализации, может быть стимулировано печеночных факторов регенерации после резекции печени. Это не совсем понятно, однако, какие факторы имеют решающее значение для рецидива опухоли.
Представленная модель мыши может оказаться полезным для изучения механизмов, которые играют определенную роль в развитии рецидивов злокачественных новообразований после резекции печени. Модель сочетает в себе простой в выполнять и воспроизводимые методы определенных количеств удаления ткани печени и индукции опухоли (путем инъекции) у мышей. Животных обрабатывали либо одной лапаротомии, 30% резекции печени, или 70% резекции печени. Все животные впоследствии получили инъекции опухолевых клеток в оставшейся ткани печени. После двух недель наблюдения, печень и опухоли оценивали по размеру и весу иисследовали с помощью иммуногистохимии.
После того, как 70% резекции печени, объем опухоли и вес были значительно увеличены по сравнению с одним лапаротомии (р <0,05). Кроме того, иммуногистохимии (Ki67) показали повышенную скорость пролиферации опухоли в группе иссечения (р <0,05).
Эти результаты демонстрируют влияние печеночных механизмов регенерации на рост внутрипеченочных опухоли. В сочетании с такими методами, как гистологического проработке или анализа РНК, описанная модель мыши могла бы служить основой для тщательного изучения различных факторов, участвующих в росте опухоли и рецидива метастатического заболевания в печени. Значительное число переменных, таких как продолжительность послеоперационного наблюдения, клеточная линия используется для инъекций или сроков инъекции и резекции печени предлагают несколько углов при изучении конкретного вопроса в контексте пост-ГЕПАТЭКТОМИИ метастазов. Ограничения этой процедуры являются а.е.thorization для выполнения процедуры на животных, доступ к соответствующему объекту испытаний на животных и приобретения определенного оборудования.
Introduction
Колоректальный рак (CRC) составляет почти 9% от всех злокачественных опухолей. Это является третьим наиболее распространенным видом рака, как в США, так и во всем мире. Глобальные показатели смертности от диапазона CRC от 300000 до более чем 500000 в год 1. Двадцать процентов пациентов страдают от метастазов в печени при обнаружении их колоректального опухоли. Резектабельные метастазы обычно обрабатывают с помощью частичной резекции печени 2,3. Усовершенствованные хирургические методы, новые мультимодальные стратегии и новые определения резектабельными метастазов оказывают терапию частичной резекции печени возможно для все большего числа пациентов 4.
Рецидив вторичных злокачественных опухолей печени, однако, является сложной клиническая sequalae в современной хирургии желудочно-кишечного тракта. Пациенты с КПР, перенесшие резекцию метастазов в печени имеют от 30 до 50% вероятность развития новой опухоли в их остатке печени 5. Таким образом, существует необходимость в проведении дальнейших исследований, посвященныхмеханизмы, участвующие в рецидива метастазов в печени.
Резекция печени около 70%, как правило, компенсируется в течение нескольких недель от оставшейся печеночной ткани. Эта регенерация включает в себя множество механизмов, в том числе цитокинов, таких как интерлейкин 6 (IL-6), фактора некроза опухоли альфа (TNF-альфа), фактор роста гепатоцитов (HGF), трансформирующий фактор роста бета (TGF-бета), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF ), матричные металлопротеиназы (ММР-2 и ММР-9) и СХС-хемокины 6-11. Эти вещества поддерживают регенерации печени и может также нести ответственность за высокий уровень повторяемости первичных и вторичных злокачественных опухолей печени путем стимулирования роста малых месторождений опухолевых клеток в оставшейся печени, которые не обнаруживаются рутинной клинической визуализации. Эта причинно-следственная связь не была доказана до сих пор.
Установлена следующая гипотеза. После частичной резекции печени, факторы распространения, которые несут ответственность за живоеR гипертрофия может также вызвать рост ранее неоткрытых опухолевых клеток в печени. Модель мыши была разработана, которая совместила техники резекции печени и индукции опухоли. Тридцать бестимусных голых-foxn1nu / Nu мыши были разделены на три группы по десять животных в каждой. Каждый из них обрабатывали только либо лапаротомии (группа А), 30% резекция печени (группа В) или 70% резекцию печени (группа С). Животные во всех группах впоследствии получили инъекции опухолевых клеток в определенной оставшейся части печени, чтобы имитировать покоящиеся клетки опухоли. Животные, где наблюдали в течение двух недель, а затем оценивали на предмет роста опухоли и гипертрофии печени.
Цель состояла в том, чтобы создать модель, которая может быть использована для поиска молекулярных и патогенетические факторы, которые могут играть определенную роль в формировании после гепатэктомии опухоли. Этот метод может быть полезным при оценке: происхождение эндокринных факторов, участвующих в регенерации печени; ответственные механизмы внутрипеченочного ТУМили рост после резекции печени; а объем резекцию печени необходимо для внутрипеченочного индукции опухолевого роста. Следующий метод только выполнялась на животных, потому что они обещают внести свой вклад в понимание фундаментальных биологических принципов и развитие знаний, которые можно ожидать в пользу людей от улучшенных вариантов лечения. Из – за механизмов , участвующих в этих вопросах, оно должно было быть рассмотрено в естественных условиях, так как методы в пробирке не может обеспечить реалистичное представление патологии человека.
Эти исследования могут привести к открытию соответствующих целевых задач для профилактических вариантов лечения для уменьшения рецидива опухоли.
Protocol
Representative Results
Discussion
Предыдущие эксперименты, выполняющих операции у грызунов были в состоянии определить некоторые переменные, которые могли бы служить в качестве источников для смещения. Для того чтобы получить надежные и достоверные результаты, рассмотрим следующие меры предосторожности.
<p class="jove_co…Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Особая благодарность д-ру Бенджамину Motsch за его помощь в технических вопросах. Авторы также хотели бы отметить доктор Маркус Forschner и Бирк Мюллер за их поддержку мультимедиа, Erica Magelky за ее редакционной экспертизы и Лиза Хорнанг, доктор Роланд Jurgons и профессор Стефан фон Хорстен (все от Франца-Penzoldt-Центр, Университет Эрланген) за их профессионализм в обращении и ухода за животными. Мы благодарим профессора Майкла Neumaier в Институте клинической химии, медицинский факультет Мангейм университета Гейдельберг, Германия для обеспечения опухолевых клеток МС38.
Настоящая работа была выполнена в выполнении требований для получения степени "доктор мед." на Friedrich-Alexander-Эрланген-Нюрнбергского университета (FAU).
Materials
| Equipment | |||
| Operation Microscope | Zeiss | OPMI-1 FC S21 | |
| Induction Cage (Plexiglas Box) | UNO BV, Netherlands | 180000132 | |
| Flowmeter + Connection Kit | UNO BV, Netherlands | 180000008 | |
| UNO Vaporizer Sigma Delta | UNO BV, Netherlands | 180000002 | |
| Key Filler for Anesthetic | UNO BV, Netherlands | 180000010 | |
| Activated Charcoal Filter Adsorber | UNO BV, Netherlands | 180000140 | |
| Gas Exhaust Unit | UNO BV, Netherlands | 180000118 | |
| Face Mask for mouse | UNO BV, Netherlands | 180000065 | |
| Vaporizer Stand | UNO BV, Netherlands | 180000006 | |
| Heat lamp | Physitemp Instruments | HL-1 | |
| Styrofoam Pad | RAYHER | 30074000 | |
| Third Hand Tool | TOOLCRAFT | ZD-10F | |
| Precision Scales | Kern | EW 220-3NM | |
| Scales | Kern | EMB 500-1 | |
| Sliding Caliper | MIB | MIB 82026100 | |
| Microdissection forceps | Braun/Aesculap | BD195R | |
| Microdissection scissors | Braun/Aesculap | FD100R | |
| Microdissection needle holder | Braun/Aesculap | BM563R | |
| Retractor | Fine Science Tools (F.S.T.) | No. 17001-0 | Type: Bowmann |
| Clamp | Braun/Aesculap | BJ002R | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Expendable Items | |||
| (NOTE: Quantities are per animal and procedure) | |||
| Foliodrape sterile cover (45x75cm) | Hartmann | 2775001 | |
| Sterile Cotton Swabs (2x) | Hartmann | 4700151 | Peha |
| Sterile fluid (0,9%NaCl) | Braun | 3570310 | PZN=04454809 |
| Disinfectant (Softasept – 250ml) | Braun | 3887138 | PZN=0762008808505018 |
| 2 x 1ml syringe (Injekt-F ) | Braun | 9166017V | |
| 26G canula (Sterican) – for Carprofen injection | Braun | 4665457 | |
| 30G canula (Sterican) – for Tumor injection | Braun | 4656300 | |
| Caprofen (=Rimadyl) | Pfizer | QM01AE91 | |
| Metamizole (=Novaminsulfon) | Ratiopharm | 16543.00.00 | |
| 4-0 Vicryl suture | Ethicon | J835G | |
| 5-0 Prolene suture | Ethicon | 8618G | |
| SafeLock Flex-Tube 1.5mL | Eppendorf | 22363778 | |
| 4×4 Gauze Sponge | Kendall/Covidien | UPC: 728795135355 | ASIN: B005BFQTWM |
| Large paperclip | ACCO | A7072510G | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Animals | |||
| Female athymic nude-foxn1nu/nu | Harlan Laboratories B.V. | Code 069 | |
Referências
- Haggar, F. A., Boushey, R. P. Colorectal cancer epidemiology: incidence, mortality, survival, and risk factors. Clin. Colon Rectal Surg. 22, 191-197 (2009).
- Fong, Y., et al. Liver resection for colorectal metastases. J. Clin. Oncol. 15, 938-946 (1997).
- Kato, T., et al. Therapeutic results for hepatic metastasis of colorectal cancer with special reference to effectiveness of hepatectomy: analysis of prognostic factors for 763 cases recorded at 18 institutions. Dis. Colon Rectum. 46, S22-S31 (2003).
- Poston, G. J., et al. OncoSurge: a strategy for improving resectability with curative intent in metastatic colorectal cancer. J. Clin. Oncol. 23, 7125-7134 (2005).
- Neumann, U. P., Seehofer, D., Neuhaus, P. The surgical treatment of hepatic metastases in colorectal carcinoma. Dtsch Arztebl Int. 107, 335-342 (2010).
- Alwayn, I. P., et al. A critical role for matrix metalloproteinases in liver regeneration. J. Surg. Res. 145, 192-198 (2008).
- Fausto, N., Campbell, J. S., Riehle, K. J. Liver regeneration. Hepatology. 43, S45-S53 (2006).
- Fujiyoshi, M., Ozaki, M. Molecular mechanisms of liver regeneration and protection for treatment of liver dysfunction and diseases. J. Hepatobiliary. Pancreat. Surg. 18, 13-22 (2011).
- Jin, X., et al. Paradoxical effects of short- and long-term interleukin-6 exposure on liver injury and repair. Hepatology. 43, 474-484 (2006).
- Nakamura, T., Sakai, K., Nakamura, T., Matsumoto, K. Hepatocyte growth factor twenty years on: Much more than a growth factor. J. Gastroenterol. Hepatol. 26, 188-202 (2011).
- Van Sweringen, H. L., et al. CXC chemokine signaling in the liver: impact on repair and regeneration. Hepatology. 54, 1445-1453 (2011).
- Heijboer, A. C., et al. Sixteen hours of fasting differentially affects hepatic and muscle insulin sensitivity in mice. J. Lipid Res. 46, 582-588 (2005).
- Yang, S. Q., Lin, H. Z., Mandal, A. K., Huang, J., Diehl, A. M. Disrupted signaling and inhibited regeneration in obese mice with fatty livers: implications for nonalcoholic fatty liver disease pathophysiology. Hepatology. 34, 694-706 (2001).
- Selzner, M., Clavien, P. A. Failure of regeneration of the steatotic rat liver: disruption at two different levels in the regeneration pathway. Hepatology. 31, 35-42 (2000).
- Matsuo, T., et al. Control mechanism of the circadian clock for timing of cell division in vivo. Science. 302, 255-259 (2003).
- Iakova, P., Awad, S. S., Timchenko, N. A. Aging reduces proliferative capacities of liver by switching pathways of C/EBPalpha growth arrest. Cell. 113, 495-506 (2003).
- Pritchett-Corning, K. R., Luo, Y., Mulder, G. B., White, W. J. Principles of rodent surgery for the new surgeon. J Vis Exp. , (2011).
- Skoulis, N. P., James, R. C., Harbison, R. D., Roberts, S. M. Depression of hepatic glutathione by opioid analgesic drugs in mice. Toxicol. Appl. Pharmacol. 99, 139-147 (1989).
- Berson, A., et al. Mechanisms for experimental buprenorphine hepatotoxicity: major role of mitochondrial dysfunction versus metabolic activation. J. Hepatol. 34, 261-269 (2001).
- Baker, D. G. Natural pathogens of laboratory mice, rats, and rabbits and their effects on research. Clin. Microbiol. Rev. 11, 231-266 (1998).
- FELASA working group on revision of guidelines for health monitoring of rodents and rabbits. FELASA recommendations for the health monitoring of mouse, rat, hamster, guinea pig and rabbit colonies in breeding and experimental units. Lab. Anim. 48, 178-192 (2014).
- Nikfarjam, M., Malcontenti-Wilson, C., Fanartzis, M., Daruwalla, J., Christophi, C. A model of partial hepatectomy in mice. J. Invest. Surg. 17, 291-294 (2004).
- Hori, T., et al. Simple and reproducible hepatectomy in the mouse using the clip technique. World J. Gastroenterol. 18, 2767-2774 (2012).
- Mitchell, C., Willenbring, H. A reproducible and well-tolerated method for 2/3 partial hepatectomy in mice. Nat. Protoc. 3, 1167-1170 (2008).
- Sowa, J. P., et al. Extent of liver resection modulates the activation of transcription factors and the production of cytokines involved in liver regeneration. World J. Gastroenterol. 14, 7093-7100 (2008).
- Bonninghoff, R., et al. Effect of different liver resection methods on liver damage and regeneration factors VEGF and FGF-2 in mice. Can. J. Surg. 55, 389-393 (2012).
