Imaging glioom Initiatie<em> In Vivo</em> Door middel van een gepolijst en versterkte Thin-schedel Schedel Window
Summary
Door het combineren van een gepolijste en versterkte dunne-schedel (poorten) craniale venster en glioblastoma (GBM) cel injectie, kunnen we zien glioom initiatie en groei van geïnjecteerd GBM cellen in de hersenen van een levende muis lengterichting.
Abstract
Glioom is een van de meest dodelijke kankersoorten. De meest effectieve glioom therapie-to-date-operatie gevolgd door bestraling-biedt patiënten slechts bescheiden voordelen, omdat de meeste patiënten niet langer dan vijf jaar te overleven na de diagnose als gevolg van glioom terugval 1,2. De ontdekking van kanker stamcellen in de menselijke hersentumoren houdt belofte voor het hebben van een enorme impact op de ontwikkeling van nieuwe therapeutische strategieën voor glioom 3. Kankerstamcellen worden gedefinieerd door hun vermogen zowel zichzelf te vernieuwen en te differentiëren, en men denkt dat de enige cellen in een tumor die het vermogen om te leiden nieuwe tumoren 4 hebben. Glioom terugval na radiotherapie wordt gedacht afkomstig te zijn van resistentie van glioma stamcellen (GSC) de behandeling 5-10. In vivo zijn GSC getoond in een perivasculaire niche die belangrijk verblijven voor het on stamcelachtige eigenschappen 11-14 . Centraal in de organisatiesatie van het SGR niche zijn vasculaire endotheliale cellen 12. Bestaande gegevens wijzen erop dat GSC en hun interactie met de vasculaire endotheliale cellen van belang zijn voor de ontwikkeling van tumoren, en identificeren GSC en hun interactie met endotheliale cellen als belangrijke therapeutische doelen voor glioom. De aanwezigheid van GSC wordt experimenteel bepaald door hun vermogen om nieuwe tumoren te starten op orthotope transplantatie 15. Dit wordt meestal bereikt door het injecteren van een bepaald aantal GBM cellen geïsoleerd uit menselijke tumoren in de hersenen van ernstig immuno-deficiënte muizen of van muizen GBM cellen in de hersenen van congene ontvangende muizen. Assays voor tumorgroei Daarna volgen na voldoende tijd om GSC tussen de geïnjecteerde cellen GBM tot nieuwe tumoren, meestal enkele weken of maanden. Vandaar dat er bestaande tests niet toe dat het onderzoek van de belangrijke pathologische proces van tumor initiatie van enkele GSC in vivo. Derhalve essentieel insights in de specifieke rollen van GSC en hun interactie met de vasculaire endotheelcellen in de vroege stadia van tumorinitiatie ontbreken. Dergelijke inzichten zijn van cruciaal belang voor de ontwikkeling van nieuwe therapeutische strategieën voor glioom, en zal grote implicaties hebben voor het voorkomen van glioom terugval bij patiënten. Hier hebben wij de poorten craniale venster procedure 16 en in vivo twee-foton microscopie voor visualisatie van tumor initiatie van geïnjecteerde GBM cellen in de hersenen van een levende muis mogelijk te maken. Onze techniek zal de weg effenen voor toekomstige inspanningen om de belangrijkste signaleringsmechanismen tussen GSC en vasculaire endotheliale cellen toe te lichten tijdens glioom initiatie.
Protocol
Discussion
De sleutel tot een succesvolle poorten craniale venster is het dunner worden en polijsten. Terwijl de eerste verdunning kan snel worden uitgevoerd, moet erop worden toegezien homogene dunner worden van de schedel over een groot gebied. We gewoonlijk een dunne laag van zoutoplossing naar de schedel en dun de schedel een keer per keer, zodat de zoutoplossing verdampt kort na de microdrill is gepasseerd wanneer de schedel. Hierdoor kunnen we langzaam maar homogeen verder dun de schedel. Een vaste hand onder de microscoop i…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk wordt ondersteund door The Jackson Laboratory Cancer Center Pilot Grant en The Maine Cancer Foundation.
Materials
| Name of reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| DMEM/F12(1:1) with Sodium Pyruvate | Thermo Sci Hyclone | SH3026101 | |
| B-27 Serum Free Supplement (50x) | Invitrogen | 17504-044 | |
| GlutaMax-1 Supplement | Invitrogen | 35050061 | |
| Penicillin-Streptomycin Solution | Thermo Sci Hyclone | SV30010 | |
| Accutase-Enzyme Cell Detachment Medium | eBiosciences | 00-4555-56 | |
| T25 flasks-vent cap green | SARSTEDT | 83.1810.502 | |
| 70% alcohol | JAX LAHS | ||
| 10% povidone-iodine topical solution | JAX LAHS | ||
| Ketamine HCl | Butler Animal Health Supply | NDC# 11695-0550-1 | |
| Xylazine | Akorn, Inc. | NADA# 139-236 | |
| Carprofen | JAX LAHS | ||
| Ophthalmic ointment | Dechra Veterinary Products | 17033-211-38 | |
| 0.5% Lidocaine HCl | REGENT, Inc. | NDC 0517-0625-25 | |
| Cyanoacrylate glue | Henkel Corp. | 46551 | |
| Sterile Swabs | Fisher Scientific | 23-400-114 | |
| Diamond paste | Widget Supply | BBE60 | |
| Tin oxide | LORTONE, Inc. | 591-038 | |
| Liner Bond 2V | KURARAY Medical Inc. | 1921-KA | |
| Clearfil AP-X | KURARAY Medical Inc. | 1721-KA | |
| Saline | JAX LAHS | ||
| Cover glass | Warner Instruments | 64-0720 | |
| Hex Nut | Small Parts, Inc. | HNX-0090-C | |
| Syringe Pump | Syringepump.com | NE-1000 | |
| Two-Photon imaging system | Custom built (Any commercial system would work) |
References
- Paulino, A. C., Teh, B. S. Treatment of brain tumors. N. Engl. J. Med. 352, 2350-2353 (2005).
- Stupp, R., et al. Radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma. N. Engl. J. Med. 352, 987-996 (2005).
- Singh, S. K., et al. Identification of human brain tumour initiating cells. Nature. 432, 396-401 (2004).
- Hanahan, D., Weinberg, R. A. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 144, 646-674 (2011).
- Cheng, L., Bao, S., Rich, J. N. Potential therapeutic implications of cancer stem cells in glioblastoma. Biochem. Pharmacol. 80, 654-665 (2010).
- Cheng, L., Ramesh, A. V., Flesken-Nikitin, A., Choi, J., Nikitin, A. Y. Mouse models for cancer stem cell research. Toxicol. Pathol. 38, 62-71 (2010).
- Dirks, P. B. Brain tumor stem cells: the cancer stem cell hypothesis writ large. Mol. Oncol. 4, 420-430 (2010).
- Ebben, J. D., et al. The cancer stem cell paradigm: a new understanding of tumor development and treatment. Expert Opin. Ther. Targets. 14, 621-632 (2010).
- Germano, I., Swiss, V., Casaccia, P. Primary brain tumors, neural stem cell, and brain tumor cancer cells: where is the link. Neuropharmacology. 58, 903-910 (2010).
- Park, D. M., Rich, J. N. Biology of glioma cancer stem cells. Mol. Cells. 28, 7-12 (2009).
- Bao, S., et al. Stem cell-like glioma cells promote tumor angiogenesis through vascular endothelial growth factor. Cancer Res. 66, 7843-7848 (2006).
- Calabrese, C., et al. A perivascular niche for brain tumor stem cells. Cancer Cell. 11, 69-82 (2007).
- Barami, K. Relationship of neural stem cells with their vascular niche: implications in the malignant progression of gliomas. J. Clin. Neurosci. 15, 1193-1197 (2008).
- Gilbertson, R. J., Rich, J. N. Making a tumour’s bed: glioblastoma stem cells and the vascular niche. Nat. Rev. Cancer. 7, 733-736 (2007).
- Cho, R. W., Clarke, M. F. Recent advances in cancer stem cells. Curr. Opin. Genet. Dev. 18, 48-53 (2008).
- Drew, P. J., et al. Chronic optical access through a polished and reinforced thinned skull. Nat. Methods. 7, 981-984 (2010).
