Summary

L'analisi quantitativa delle metastasi del cancro utilizzando un modello di aviaria Embryo

Published: May 30, 2011
doi:

Summary

Utilizzando la PCR quantitativa, ci dimostrano come la consolidata pulcino modello CAM può essere utilizzato per analizzare quantitativamente la metastasi di cellule tumorali in organi distanti.

Abstract

Durante le cellule tumorali metastasi disseminare dal tumore primario, invadere i tessuti circostanti, e si diffuse in organi distanti. Metastasi è un processo complesso che può coinvolgere diversi tipi di tessuto, periodi lasso di tempo variabile, e spesso si verificano in profondità all'interno degli organi, rendendo difficile indagare e quantificare. Inoltre, l'efficacia del processo metastatico è influenzato da più passaggi nella cascata metastatica rendendo difficile valutare il contributo di un singolo aspetto del comportamento delle cellule tumorali. Di conseguenza, le analisi sono eseguite frequentemente metastasi negli animali da esperimento per fornire un contesto necessariamente realistica in cui studiare metastasi. Sfortunatamente, questi modelli sono ulteriormente complicata dalla loro fisiologia complessi. L'embrione di pollo è un unico modello in vivo che supera molti limiti allo studio di metastasi, a causa della accessibilità della membrana corioallantoidea (CAM), una buona vascolarizzazione dei tessuti extra-embrionali trova sotto il guscio d'uovo che è ricettivo ai xenotrapianto di cellule tumorali (figura 1). Inoltre, poiché l'embrione di pollo è naturalmente immunodeficienti, il CAM supporta facilmente l'attecchimento dei tessuti normali e tumorali. Soprattutto, il CAM aviaria supporta con successo le caratteristiche delle cellule tumorali tra cui la maggior parte della crescita, invasione, angiogenesi, e il rimodellamento del microambiente. Questo rende il modello particolarmente utile per lo studio delle vie che portano alla metastasi del cancro e di prevedere la risposta del tumore metastatico a nuovi potenziali terapie. La rilevazione di cellule diffusi da specie-specifico Alu PCR permette di valutare quantitativamente metastasi in organi che sono colonizzati da un minimo di 25 celle. Utilizzando la linea di carcinoma epidermoide umano (HEP3) usiamo questo modello per analizzare metastasi spontanea delle cellule tumorali in organi distanti, tra cui il pulcino fegato e polmoni. Inoltre, utilizzando la Alu-PCR protocollo dimostriamo la sensibilità e la riproducibilità del test come strumento per analizzare e quantificare intravasation, arresto, stravaso, e la colonizzazione come singoli elementi di metastasi.

Protocol

1. Preparare le uova di xenotrapianto (metastasi spontanea) Appena deposto uova di gallina fecondate vengono incubate in un incubatore a rotazione per 10 giorni a 100 ° C e 60% di umidità. Le uova sono ruotate quattro volte ogni ora. Il giorno 10 di sviluppo le uova sono posti dalla loro parte in un rack uovo. Una fonte a collo d'oca lampada o un altro leggero adatto è utilizzato per le uova candela facendo brillare la luce nel guscio d'uovo alla fine ottuso dell'uovo dove si trova il…

Discussion

Il CAM pulcino è stato utilizzato per decenni come sistema modello per studiare vari aspetti della biologia del cancro e nella progressione metastatica. Valutazione principio della capacità metastatica sono stati effettuati in questo modello da una varietà di gruppi, tra cui l'analisi di dormienza (Aguirre Ghiso et al, 1999;. Ossowski e Reich, 1983), rimodellamento dei tessuti (Deryugina et al, 2005;. Hahn-Dantona . et al, 1999), e le metastasi (Zijlstra et al, 2008;. Zijlstra …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vogliamo riconoscere Tyson Foods Inc. per offrire generosamente le uova fecondate. Shanna Arnold è stato fondamentale durante le riprese di questo protocollo. Trenis Palmer è stato sostenuto dal National Institutes of Health sotto il Premio L. Ruth Kirschstein Servizio Nazionale delle Ricerche (F31 National Cancer Institute). Questo lavoro è stato parzialmente supportato da CCSRI di Grant # 700537 di JDL e NIH / NCI concedere # CA120711-01A1-01A1 e CA120711 ad AZ.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments (optional)
1X Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM) Invitrogen 11995073  
Dulbecco’s Phosphate-Buffered Saline (D-PBS) (1X), liquid Invitrogen 14190250 pH 7.4
Trypsin, 0.05% (1X) with EDTA 4Na, liquid Invitrogen 25300054  
Sportsman hatcher Berry Hill 1550HA These incubators are some of the most readily available. However, the video will show different equipment.
Sportsman incubator Berry Hill 1502EA  
Dremel rotary tool Dremel    
Dremel cutoff wheels no. 36 Dremel 409  
Portable Pipette Aid Fisher 1368115E  
Cotton Tipped Applicators Fisher 23-400-001)  
Fertilized Eggs Various   Many different vendor can be used. The eggs should be approximately 35-55 grams. The hens that lays them should be between 36 and 55 weeks of age.
Hemocytometer Hausser Scientific, VWR 15170-090  
Fiber-optic microscope illuminator Amscope HL250-AY 150W
25 gauge needle      
Sybr Green Extract–N-Amp Tissue PCR Kit Sigma-Aldrich XNATRG  

References

  1. Ghiso, A. g. u. i. r. r. e., Kovalski, J. A., K, ., Ossowski, L. Tumor dormancy induced by downregulation of urokinase receptor in human carcinoma involves integrin and MAPK signaling. J Cell Biol. 147, 89-104 (1999).
  2. Chambers, A. F., Shafir, R., Ling, V. A model system for studying metastasis using the embryonic chick. Cancer research. 42, 4018-4025 (1982).
  3. Chambers, A. F., Wilson, S. M., Tuck, A. B., Denhardt, G. H., Cairncross, J. G. Comparison of metastatic properties of a variety of mouse, rat, and human cells in assays in nude mice and chick embryos. In Vivo. 4, 215-219 (1990).
  4. Deryugina, E. I., Zijlstra, A., Partridge, J. J., Kupriyanova, T. A., Madsen, M. A., Papagiannakopoulos, T., Quigley, J. P. Unexpected effect of matrix metalloproteinase down-regulation on vascular intravasation and metastasis of human fibrosarcoma cells selected in vivo for high rates of dissemination. Cancer Res. 65, 10959-10969 (2005).
  5. Hahn-Dantona, E., Ramos-DeSimone, N., Sipley, J., Nagase, H., French, D. L., Quigley, J. P. Activation of proMMP-9 by a plasmin/MMP-3 cascade in a tumor cell model. Regulation by tissue inhibitors of metalloproteinases. Ann N Y Acad Sci. 878, 372-387 (1999).
  6. Kim, J., Yu, W., Kovalski, K., Ossowski, L. Requirement for specific proteases in cancer cell intravasation as revealed by a novel semiquantitative PCR-based assay. Cell. 94, 353-362 (1998).
  7. Leong, H. S., Steinmetz, N. F., Ablack, A., Destito, G., Zijlstra, A., Stuhlmann, H., Manchester, M., Lewis, J. D. Intravital imaging of embryonic and tumor neovasculature using viral nanoparticles. Nat Protoc. 5, 1406-1417 (2010).
  8. Lewis, J. D., Destito, G., Zijlstra, A., Gonzalez, M. J., Quigley, J. P., Manchester, M., Stuhlmann, H. Viral nanoparticles as tools for intravital vascular imaging. Nat Med. 12, 354-360 (2006).
  9. Ossowski, L., Reich, E. Changes in malignant phenotype of a human carcinoma conditioned by growth environment. Cell. 33, 323-333 (1983).
  10. Schmittgen, T. D., Livak, K. J. Analyzing real-time PCR data by the comparative C(T) method. Nat Protoc. 3, 1101-1108 (2008).
  11. Testa, J. E., Brooks, P. C., Lin, J. M., Quigley, J. P. Eukaryotic expression cloning with an antimetastatic monoclonal antibody identifies a tetraspanin (PETA-3/CD151) as an effector of human tumor cell migration and metastasis. Cancer Res. 59, 3812-3820 (1999).
  12. Zijlstra, A., Lewis, J., Degryse, B., Stuhlmann, H., Quigley, J. P. The Inhibition of Tumor Cell Intravasation and Subsequent Metastasis via Regulation of In Vivo Tumor Cell Motility by the Tetraspanin CD151. Cancer Cell. 13, 221-234 (2008).
  13. Zijlstra, A., Mellor, R., Panzarella, G., Aimes, R. T., Hooper, J. D., Marchenko, N. D., Quigley, J. P. A quantitative analysis of rate-limiting steps in the metastatic cascade using human-specific real-time polymerase chain reaction. Cancer Res. 62, 7083-7092 (2002).
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Cite This Article
Palmer, T. D., Lewis, J., Zijlstra, A. Quantitative Analysis of Cancer Metastasis using an Avian Embryo Model. J. Vis. Exp. (51), e2815, doi:10.3791/2815 (2011).

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