Her præsenterer vi en protokol til intra-hjerteinjektion af humane prostatacancerceller for at generere en musemodel med knoglemetastaselæsioner.
Som den mest almindelige mandlige malignitet ligger prostatakræft (PC) på andenpladsen i dødelighed, primært på grund af en 65% -75% knoglemetastaserate. Derfor er det vigtigt at forstå processen og relaterede mekanismer for prostatakræft knoglemetastase til udvikling af nye behandlinger. Til dette er en dyremodel af knoglemetastase et vigtigt værktøj. Her rapporterer vi detaljerede procedurer for at generere en knoglemetastase musemodel via intra-hjerteinjektion af prostatacancerceller. Et bioluminescensbilleddannelsessystem kan afgøre, om prostatacancerceller er blevet injiceret nøjagtigt i hjertet og overvåge kræftcellemetastaser, da det har store fordele ved overvågning af metastatisk læsionsudvikling. Denne model replikerer den naturlige udvikling af disseminerede kræftceller til dannelse af mikrometastaser i knoglen og efterligner den patologiske proces af prostatacancerknoglemetastaser. Det giver et effektivt værktøj til yderligere udforskning af de molekylære mekanismer og in vivo terapeutiske virkninger af denne sygdom.
Prostatakræft er den hyppigste kræftform hos mænd i 112 lande og rangerer anden for dødelighed i landemed højere menneskelige udviklingsindeks 1,2. De fleste dødsfald hos prostatacancerpatienter skyldes metastaser, og ca. 65%-75% af tilfældene vil udvikle knoglemetastase 3,4. Derfor er forebyggelse og behandling af prostatacancerknoglemetastaser presserende nødvendige for at forbedre det kliniske resultat af prostatacancerpatienter. Dyremodellen for knoglemetastase er et uundværligt redskab til at udforske flertrinsprocessen og molekylære mekanismer, der er involveret i hvert trin i prostatacancerknoglemetastaser, og dermed identificere terapeutiske mål og udvikle nye behandlinger5.
De mest almindelige metoder til at generere eksperimentelle dyremodeller af prostatacancer knoglemetastase omfatter ortotopisk, intra-diafyse (såsom intra-tibial) og intra-hjerteinjektion af prostatacancerceller. Knoglemetastasemodellen med ortopisk injektion genereres ved direkte injektion af prostatacancerceller i prostata på en mus 6,7. Denne eksperimentelle dyremodel har meget lignende kliniske egenskaber som prostatacancer knoglemetastase. Imidlertid sker metastasen hovedsageligt i den aksillære lymfeknude og lungen snarere end i knoglen 8,9. Den intra-tibiale injektionsmodel for prostatacancer injicerer direkte prostatacancerceller i skinnebenet med en høj tumordannelseshastighed i knoglen (skinnebenet)10,11; Imidlertid er knoglebarken og knoglemarvshulen let beskadiget. Derudover kan tibialinjektionsmetoden ikke stimulere den patologiske proces af prostatacancerknoglemetastase, hvor kræftcellerne koloniserer knoglen gennem cirkulation. For at undersøge cirkulationen, vaskulær ekstravasation og fjern metastase med en højere knoglemetastasehastighed for kræftceller er der udviklet en intra-kardial injektionsteknik ved direkte at injicere prostatacancerceller i venstre ventrikelaf musen 8,12,13. Dette gør det til en værdifuld dyremodel til knoglemetastaseforskning8. Den intrakardiale injektionsmetode viser en knoglemetastasehastighed på ca. 75%9,14, meget højere end den ortopiske injektionsmetode. Derfor er intra-hjerteinjektionen en ideel metode til at generere en dyremodel med prostatacancerknoglemetastase.
Dette arbejde har til formål at beskrive processen med at etablere en musemodel af prostatacancerknoglemetastaser, så læserne kan visualisere modeletableringen. Det nuværende arbejde giver detaljerede processer, forholdsregler og illustrative billeder til at generere en knoglemetastase xenograftmodel via intra-hjerteinjektion af humane prostatacancerceller i athymiske mus. Denne metode giver et effektivt værktøj til yderligere udforskning af de molekylære mekanismer og in vivo terapeutiske virkninger af prostatacancer knoglemetastaser.
Intra-hjerteinjektion af humane prostatacancerceller for at generere knoglemetastase er en ideel musemodel til at udforske funktionerne og mekanismerne i prostatacancerknoglemetastase og evaluere den terapeutiske effekt. Undersøgelser har vist, at knogleskader sandsynligvis forekommer i den proksimale skinneben og den distale lårben17, hvilket kan skyldes deres høje vaskularisering og metaboliske aktivitet.
Da knoglemetastase er en hyppigt observeret metastatisk læs…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbejde understøttes af tilskud fra National Key R&D Program of China (2018YFC1704300 og 2020YFE0201600), National Nature Science Foundation (81973877 og 82174408), forskningsprojekterne inden for budgettet for Shanghai University of Traditional Chinese Medicine (2021LK047) og Shanghai Collaborative Innovation Center of Industrial Transformation of Hospital TCM Preparation.
1 mL syringes and needles | Shandong Weigao Group Medical Polymer Co., Ltd | 20200411 | The cells were injected into the ventricles of mice |
Anesthesia machine | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd | R500IP | Equipment for anesthetizing mice |
Automatic cell counter | Shanghai Simo Biological Technology Co., Ltd | IC1000 | For counting cells |
BALB/c athymic mice | Shanghai SLAC Laboratory Animal Co, Ltd. | Male | 6-8 week old, male mice |
Bioluminescence imaging system | Shanghai Baitai Technology Co., Ltd | Vieworks | For tracking the tumor growth and pulmonary metastasis if the injected cells are labeled by luciferase |
Centrifuge tube (15 mL, 50 mL) | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | 430790, Corning | |
EDTA solution | Wuhan Xavier Biotechnology Co., Ltd | G1105 | For decalcification of bone tissure |
F-12 medium | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | 21700075, GIBCO | Cell culture medium |
Formalin solution | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | BL539A | For fixing the specimen of each mouse |
Isoflurane | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd | VETEASY | For anesthesia |
Lipofectamine 2000 | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | 11668027, Thermo fisher | Plasmid transfection reagent |
PC-3 cell line | Cell Bank of Chinese Academy of Sciences | TCHu 158 | Prostate cancer cell line |
Phosphate-buffered saline | Beyotime Biotechnology | ST447 | Wash the human osteosarcoma cells |
Trypsin (0.25%) | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | 25200056, Gibco | For detaching the cells |
Vector (pLV-luciferase) | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | VL3613 | Plasmid for transfection |
X-ray imaging system | Brook (Beijing) Technology Co., Ltd | FX PRO | For obtaining x-ray images to detect tumor growth |
μCT80 | Shenzhen Fraun Technology Service Co., Ltd | Scanco Medical AG,Switzerland | For detection of bone destruction. The mico-CT is equipped with 3DCalc, cone reconstruction, and μCT Ray V3.4A model visualization software. |