सूक्ष्म अस्थि मेटास्टेसिस के कुशल और चयनात्मक मॉडलिंग के लिए इंट्रा-श्रोणिफलक धमनी इंजेक्शन
Summary
This manuscript provides the detailed procedure of intra-iliac artery (IIA) injection, a technique to deliver cancer cells specifically to hind limb tissues including bones to establish experimental bone metastases. Although initially established with breast tumor models, this protocol can be easily extended to other cancer types.
Abstract
Intra-iliac artery (IIA) injection is an efficient approach to introduce metastatic lesions of various cancer cells in animals. Compared to the widely used intra-cardiac and intra-tibial injections, IIA injection brings several advantages. First, it can deliver a large quantity of cancer cells specifically to hind limb bones, thereby providing spatiotemporally synchronized early-stage colonization events and allowing robust quantification and swift detection of disseminated tumor cells. Second, it injects cancer cells into the circulation without damaging the local tissues, thereby avoiding inflammatory and wound-healing processes that confound the bone colonization process. Third, IIA injection causes very little metastatic growth in non-bone organs, thereby preventing animals from succumbing to other vital metastases, and allowing continuous monitoring of indolent bone lesions. These advantages are especially useful for the inspection of progression from single cancer cells to multi-cell micrometastases, which has largely been elusive in the past. When combined with cutting-edge approaches of biological imaging and bone histology, IIA injection can be applied to various research purposes related to bone metastases.
Introduction
मेटास्टेसिस ठोस ट्यूमर की वजह से होने वाली मौतों के 90% से अधिक के लिए खाते। अस्थि सबसे आम अंग विभिन्न प्रकार के कैंसर, विशेष रूप से स्तन और प्रोस्टेट कैंसर के मेटास्टेसिस से प्रभावित है। जब क्लिनिक में निदान, हड्डी मेटास्टेसिस आमतौर पर पहले से ही उन्नत चरणों हड्डी में या तो osteolytic या osteoblastic परिवर्तन, अक्सर स्नायविक लक्षण के साथ साथ के साथ प्रवेश किया है।
पिछले अध्ययनों में मुख्य रूप से, प्रकट osteolytic हड्डी मेटास्टेसिस 1-3 पर ध्यान केंद्रित हालांकि हम वर्तमान में हड्डियों में micrometastases की समझ सीमित है osteolytic प्रक्रिया की शुरुआत से पहले। यह कम से कम आंशिक रूप से उचित प्रयोगात्मक मॉडल और दृष्टिकोण की कमी के कारण है। स्तन कैंसर के अनुवांशिक इंजीनियर माउस मॉडल अक्सर फेफड़ों के लिए metastasize, लेकिन बहुत हड्डियों से 4 कुशलता से कम है। इसी तरह, orthotopically प्रत्यारोपित ट्यूमर शायद ही कभी सहज हड्डी मेटास्टेसिस, कुछ अस्थि-उष्णकटिबंधीय 4T1 स्तन carcinom के साथ विकसितएक उप क्लोन और एमएसपी अपवाद के रूप में 5-7 PyMT ट्रांसजेनिक माउस मॉडल overexpressed। इंट्रा-tibial ड्रिलिंग हड्डी 8-10 के लिए कैंसर की कोशिकाओं को वितरित कर सकते हैं, लेकिन यह भी स्थानीय ऊतकों को नुकसान और सूजन incurs। वर्तमान में स्तन कैंसर कोशिका लाइनों का इंट्रा-हृदय इंजेक्शन प्रमुख दृष्टिकोण हड्डी बसाना 11-13 जांच करने के लिए किया गया है। हालांकि, के बाद कैंसर की कोशिकाओं को बाएं वेंट्रिकल में पेश कर रहे हैं केवल एक सीमित अनुपात अंत में हड्डी और अस्थि मज्जा तक पहुंच जाएगा, यह मुश्किल एक quantifiable फैशन में सूक्ष्म मेटास्टेसिस ट्रैक करने के लिए कर रही है।
इस अध्ययन में, हम एक तकनीक है, अर्थात् इंट्रा-श्रोणिफलक धमनी (आईआईए) इंजेक्शन 14 की स्थापना, चुनिंदा हिंद अंग के ऊतकों में कैंसर की कोशिकाओं को वितरित करने के लिए जिससे स्थानीय ऊतकों को नुकसान के कारण के बिना हड्डी और अस्थि मज्जा में कैंसर की कोशिकाओं को समृद्ध। हड्डी विशिष्टता की वजह से, यह दृष्टिकोण भी अकर्मण्य कैंसर की कोशिकाओं के लिए पर्याप्त समय से पहले अंततः एक उपनिवेश स्थापित करने की अनुमति देता हैimals प्राथमिक ट्यूमर या अन्य महत्वपूर्ण अंगों में मेटास्टेसिस का शिकार। जब इस तरह के bioluminescence इमेजिंग, immunofluorescence धुंधला और हड्डी histomorphometry के रूप में अन्य तकनीकों की एक किस्म के साथ संयुक्त, आईआईए इंजेक्शन हड्डी मेटास्टेसिस से संबंधित अनुसंधान प्रयोजनों के एक व्यापक गुंजाइश के लिए संभावित रूप से उपयोगी है, खासकर बहु-सेल के लिए एक कैंसर की कोशिकाओं से प्रगति ट्रैक करने के लिए micrometastases। विशेष रूप से, हम दिखा दिया कि आईआईए इंजेक्शन कैंसर की कोशिकाओं और हड्डी microenvironment में कोशिकाओं के आसपास के विभिन्न प्रकार के बीच बातचीत कल्पना करने के लिए सक्षम बनाता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
हालांकि केवल श्रोणिफलक धमनी कैंसर कोशिकाओं के लिए इंजेक्शन का लक्ष्य है, हम दोनों श्रोणिफलक नस और आसपास के ऊतकों से धमनी की जुदाई सलाह देते हैं, और उन्हें एक बंडल के रूप में एक साथ उठा। इसका कारण यह है श?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Research in Zhang lab was supported by X. H.-F. Z.’s NCI CA151293, CA183878, Breast Cancer Research Foundation, U.S. Department of Defense DAMD W81XWH-13-1-0195, a Pilot Award of CA149196-04, McNair Medical Institute and by H.W.’s U.S. Department of Defense DAMD W81XWH-13-1-0296.
Materials
| Materials | |||
| DMEM | HyClone | SH30022.01 | |
| FBS | Gibco | 16000 | |
| Pen/Strep Amphatericin B | Lonza Biowhittaker | 17-745E | |
| PBS | Lonza Biowhittaker | 17-516F | |
| Trypsin/EDTA solution | HyClone | SH30042.01 | |
| 45uM cell strainer | VWR International Laboratory | 195-2545 | |
| MediGel CPF with carprofen | Controlled item from veterinary care in BCM | For pain management | |
| Buprenorphine | Controlled item from veterinary care in BCM | For pain management | |
| Estradiol pellet | Innovative Research of America | SE-121 | |
| Ketamine and xylazine | Controlled item from veterinary care in BCM | ||
| Vet ointment | Controlled item from veterinary care in BCM | Avoid eye dryness | |
| Shaver | Oster | 78005-050 | For furred mice |
| Isopropyl ethanol | ACROS | 67-63-0 | |
| Betadine surgical scrub | Controlled item from veterinary care in BCM | ||
| #10 scalpel blades | Ted Pella, Inc | 549-3CS-10 | Multiple |
| No. 3 handle | Ted Pella, Inc | 541-31 | Need to be autoclaved |
| Sterile surgical drape | Sai Infusion Technology | PSS-SD1 | |
| Straight forceps | Roboz Surgical Instrument | RS-5132 | Need to be autoclaved |
| Straight fine forceps | Fine Science Tools | 11253-20 | Need to be autoclaved |
| Edged fine forceps | Fine Science Tools | 11253-25 | Need to be autoclaved |
| 4-0 Vicryl silk suture | Johnson & Johnson Health Care | J214H | |
| 31G insuline syringes | BD | 328418 | Multiple |
| Q-tips cotton swabs (Sterile) | VWR International Laboratory | 89031-272 | |
| Skin glue | Henry Schein Animal Health | 31477 | For surgery site skin closure |
| Ear Tag Applicator | Fine Science Tools | 24220-00 | |
| Ear tags | Fine Science Tools | 24220-50 | |
| D-luciferin | Gold Biotechnology | LUCK | Avoid light and put on ice |
| 28G insulin syringes | BD | 329410 | For intra-orbital injection |
| Paraformadehyde | Alfa Aesar | 30525-89-4 | For tissue fixation |
| EDTA | OmniPur | 4050 | For bone tissue decalficication |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipment | |||
| Dissection microscope | Leica | Leica S6E stereo | |
| IVIS Lumina II imaging system | Advanced Molecular Vision | ||
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Antibodies | |||
| Anti-GFP antibodies (JL-8) | Clontech | 632381 | |
| Anti-ALP antibodies | Abcam | ab108337 | |
| Anti-Osterix antibodies | Abcam | ab22552 |
Referências
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