Summary

Immunodeficient चूहों में चमड़े के नीचे और Intrahepatic मानव hepatocellular कार्सिनोमा Xenografts की पीढ़ी

Published: September 25, 2013
doi:

Summary

Immunodeficient चूहों में मानव ट्यूमर xenografts कैंसर जीव विज्ञान का अध्ययन करने के लिए मूल्यवान उपकरण हैं. मानव hepatocellular कार्सिनोमा कोशिकाओं या ट्यूमर के टुकड़े से चमड़े के नीचे और intrahepatic xenografts उत्पन्न करने के लिए विशिष्ट प्रोटोकॉल में वर्णित हैं. प्राप्तकर्ता चूहों में आंशिक hepatectomy से प्रेरित जिगर उत्थान intrahepatic engraftment की सुविधा के लिए एक रणनीति के रूप में प्रस्तुत किया है.

Abstract

Vivo में मानव रोग पुनरावृत्ति कि hepatocellular कार्सिनोमा (एचसीसी) की प्रयोगात्मक मॉडल रोग pathophysiology में अनुसंधान के लिए और उपन्यास के उपचारों के preclinical मूल्यांकन के लिए एक मूल्यवान मंच प्रदान करते हैं. हम अनुसंधान आवेदनों की एक किस्म में उपयोग किया जा सकता है कि immunodeficient चूहों में चमड़े के नीचे या orthotopic मानव एचसीसी xenografts उत्पन्न करने के तरीकों की एक किस्म प्रस्तुत करते हैं. एक शुरुआती बिंदु के रूप में शल्य लकीर के दौर से गुजर रोगियों से प्राथमिक ट्यूमर के ऊतक के उपयोग पर ध्यान देने के साथ, हम xenografting के लिए सेल निलंबन या ट्यूमर के टुकड़े की तैयारी का वर्णन है. माउस तिल्ली में कोशिकाओं के इंजेक्शन द्वारा परोक्ष रूप से या द्वितीय) intrahepatically, या तो ट्यूमर कोशिकाओं या टुकड़े के प्रत्यक्ष आरोपण से जिगर में, या, हम इन ऊतकों मैं) subcutaneously xenograft के लिए विशेष तकनीक का वर्णन. हम भी एक रणनीति के रूप में xenografting के समय में देशी माउस जिगर का आंशिक लकीर के उपयोग का वर्णनप्राथमिक मानव ट्यूमर कोशिकाओं के intrahepatic engraftment सुविधा हो सकती है कि प्राप्तकर्ता माउस में सक्रिय जिगर उत्थान का एक राज्य प्रेरित. इन तकनीकों का अपेक्षित परिणाम सचित्र हैं. वर्णित प्रोटोकॉल आम तौर पर कम मजबूती के साथ साहित्य में व्यापक रूप से इस्तेमाल किया और अक्सर उद्धृत कर रहे हैं कि अच्छी तरह से स्थापित मानव एचसीसी सेल लाइनों से प्रदर्शन जो प्राथमिक मानव एचसीसी नमूनों और xenografts, का उपयोग मान्य किया गया है. सेल लाइनों के साथ इसकी तुलना में, हम xenotransplantation मॉडल में प्राथमिक एचसीसी engraftment की अपेक्षाकृत कम मौका योगदान और xenograft विकास के कैनेटीक्स को प्रभावित कर सकते हैं कि तकनीकी मुद्दों पर टिप्पणी कर सकते हैं, जो कारकों पर चर्चा की. हम यह भी प्राप्त xenografts सही जनक एचसीसी ऊतकों जैसे लगते हैं कि यह सुनिश्चित करने के लिए लागू किया जाना चाहिए कि तरीकों का सुझाव.

Introduction

Hepatocellular कार्सिनोमा (एचसीसी) दुनिया भर में पांचवां सबसे आम कैंसर और उत्तरी अमेरिका में कैंसर से मौत का सबसे तेजी से बढ़ रही है कारण है. एचसीसी के लिए सबसे अधिक प्रचलित जोखिम कारक सबसे अक्सर कारण क्रोनिक वायरल हैपेटाइटिस, शराब दुरुपयोग, autoimmune रोग, या वंशानुगत चयापचय संबंधी विकार 1 के लिए होने वाली, लीवर सिरोसिस है.

दुनिया भर में आबादी पर एचसीसी द्वारा लगाए गए भारी रोग बोझ के बावजूद, एचसीसी के pathophysiology अपेक्षाकृत खराब ऐसी कोलोरेक्टल, स्तन, या प्रोस्टेट कैंसर के रूप में अन्य आम कैंसर की तुलना में समझा जाता है. उदाहरण के लिए, tumorigenesis ड्राइविंग विशिष्ट आणविक और सेलुलर घटनाओं को स्पष्ट रूप से 2 से परिभाषित किया जाना है. अधिकांश अन्य ठोस उपकला कैंसर की तरह, जीनोमिक दृष्टिकोण एचसीसी 3 के साथ जुड़े aberrations में विविधता का पता चला है. अध्ययन का एक नंबर सेल प्रसार, सुर में शामिल संकेत दे रास्ते की एक किस्म की अव्यवस्थित गतिविधि से पता चला हैvival, भेदभाव, और angiogenesis 4. इसके अलावा, एचसीसी pathobiology में कैंसर स्टेम सेल की भूमिका 5 स्पष्ट किया जाना बना रहता है.

एचसीसी pathophysiology के एक सीमित समझ के साथ, एचसीसी के लिए प्रभावी उपचार का साधन भी अपेक्षाकृत सीमित रह गया है. पुनरावृत्ति आम है, हालांकि जिगर तक ही सीमित ट्यूमर के साथ प्रारंभिक अवस्था रोगियों, ट्यूमर पृथक या शल्य लकीर का उपयोग उपचारात्मक उपचार के लिए उम्मीदवार हैं. अधिक उन्नत रोग, कीमोथेरेपी और विकिरण के साथ रोगियों के लिए सीमित प्रभाव के हैं और उपशामक इरादे 6 के साथ रोग नियंत्रण के लिए मुख्य रूप से इस्तेमाल कर रहे हैं.

मानव एचसीसी के विवो प्रयोगात्मक मॉडल में उच्च गुणवत्ता के इस प्रकार उपन्यास चिकित्सकीय दृष्टिकोण के मूल्यांकन के लिए और साथ ही मानव एचसीसी के pathophysiology में बहुत आवश्यक बुनियादी अनुसंधान के लिए एक मूल्यवान मंच प्रदान करते हैं. सेल लाइनों या अत्यधिक परिभाषित माउस मॉडल का उपयोग, पंचायती राज के xenografts के साथ तुलना के रूप मेंउन्होंने यह भी 7,8 के भीतर और विभिन्न रोगियों के बीच मौजूद है कि विविधता पर कब्जा है, जबकि उच्च निष्ठा के साथ मानव रोग recapitulating में सक्षम हैं के बाद से immunodeficient चूहों में मैरी मानव ट्यूमर इस तरह के अध्ययन के लिए मूल्यवान उपकरण के रूप में उभरा है. यह अंत करने के लिए, हम immunodeficient चूहों में मानव एचसीसी xenografts स्थापित करने के तरीकों की एक किस्म विकसित की है. एचसीसी xenografts शामिल प्रकाशित अध्ययन के बहुमत इस उद्देश्य के लिए अच्छी तरह से स्थापित मानव एचसीसी सेल लाइनों का उपयोग का वर्णन करते हैं, हम तुरंत रोगियों से शल्य लकीर के बाद प्राप्त प्राथमिक एचसीसी नमूनों से xenografts उत्पन्न करने के लिए हमारे assays के अनुकूलन पर ध्यान केंद्रित किया है.

विभिन्न xenografting तकनीक विभिन्न अनुसंधान अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक हो सकता है. उदाहरण के लिए, ट्यूमर के टुकड़े से उत्पन्न चमड़े के नीचे xenografts, तेजी से उत्पन्न कर रहे हैं आसानी से निगरानी कर रहे हैं, और सुविधाजनक के साथ उपन्यास चिकित्सा विज्ञान के स्थानीय प्रशासन के लिए अधिक उपयुक्त हो सकता हैट्यूमर प्रतिक्रिया की निगरानी. Intrahepatic xenografts एचसीसी जीव विज्ञान में यकृत microenvironment की भूमिका से संबंधित अध्ययन के लिए और अधिक प्रासंगिक हो सकता है. ट्यूमर सेल निलंबन से उत्पन्न Xenografts ट्यूमर की शुरुआत सेल सबसेट की पहचान और लक्षण वर्णन के लिए या पूर्व xenotransplantation को ट्यूमर कोशिकाओं के इन विट्रो जोड़तोड़ में आवश्यकता के प्रयोगों के लिए आवश्यक हैं. हम इस प्रकार विकसित की है और प्राथमिक मानव एचसीसी नमूनों से निकाली गई कोशिका निलंबन या ट्यूमर के टुकड़े से चमड़े के नीचे या intrahepatic xenografts स्थापित करने के लिए निम्नलिखित प्रोटोकॉल पुष्टि की है.

Protocol

प्रोटोकॉल का एक योजनाबद्ध सिंहावलोकन चित्र 1 में प्रस्तुत किया है. 1. मानव एचसीसी नमूने के प्रसंस्करण लिखित रोगी सहमति से और संस्थागत अनुसंधान नैतिकता बोर्ड के अनुमोदन के स?…

Representative Results

चित्रा 3 एक चमड़े के नीचे मानव एचसीसी xenograft और ट्यूमर की इसी histopathological उपस्थिति की विशिष्ट उपस्थिति को दर्शाता है. चमड़े के नीचे xenografts के विकास और वृद्धि तत्काल प्राप्तकर्ता चूहों की दैनिक परीक्षा द्वा…

Discussion

हम प्रयोगात्मक प्रश्नों और assays की एक विस्तृत विविधता के लिए लागू किया जा सकता है कि immunodeficient चूहों में चमड़े के नीचे और intrahepatic मानव एचसीसी xenografts की स्थापना के लिए विभिन्न तकनीकों का वर्णन किया है. चमड़े के नीचे…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

इस काम के स्वास्थ्य अनुसंधान चरण 1 clinician के वैज्ञानिक पुरस्कार (एजी) के एक कनाडाई संस्थानों और कैंसर रिसर्च सोसायटी (एजी) से एक ऑपरेटिंग अनुदान द्वारा समर्थित किया गया. लेखक इस परियोजना के अपने समर्थन के लिए डॉ. जॉन डिक के लिए आभारी हैं.

Materials

Name of Reagent/Material Company Catalog Number Comments
Dulbecco’s Mod. Eagle Medium/Ham’s F12 50/50 Mix x1(DMEM-F12) WISENT Bioproducts 319-075-CL  
Collagenase TypeIV Sigma-Aldrich C5138  
Dispase II Stemcell Technologies 7923  
Matrigel Matrix Becton-Dickinson Biosciences 354234  
10 % Buffered Formalin solution Sigma-Aldrich HT501128  
0.9 % Saline Solution (NaCl), sterile House Brand 1011-L8001  
Betadine surgical scrub Purdue Pharma NPN 00158313  
LORIS 10% PVP-I Solution LERNA Pharma Inc. 109-09  
Buprenorphine (Temegesic) NR 0.3 mg/ml Reckitt Benckiser    
Isoflurane USP, 99.9 %, inhalation anesthetic Pharmaceutical Partners of Canada Inc. M60302  
Tear-Gel Novartis Pharmaceuticals    
Frozen section compound VWR 95057-838  
Cryomold, Tissue -Tek Sakura Finetek 4566  
Precision Glide Needle 18G 1 ½ Becton-Dickinson Biosciences 305196  
Precision Glide Needle 27G ½ Becton-Dickinson Biosciences 305109  
Insulin syringe, 3/10 cc U-100, 29G½ Becton-Dickinson Biosciences 309301  
Surgical blade No.10 Feather Safety Razor Co. 08-916-5A  
#5-0 Soft silk surgical suture, 3/8″ taper point needle Syneture VS-880  
Transpore surgical tape 3M Health care 1577-1  
Cotton applicator Medpro 018-425  
Surgicel, oxidized regenerated cellulose Ethicon 1951  
Cell strainer 100 μm nylon Becton-Dickinson Biosciences 352360  
Magnification lighting with mobile base Benson medical Industries Inc. model: RLM-CLT-120V  
Petridish sterile 100×20 mm Sarstedt 821474  
Tissue forcep, 1×2 teeth, 4-1/2″ Almedic A10-302  
Adson dressing forcep 4-3/4″ Almedic A10-220  
Eye dressing forcep, serrated, straight, 4″ Almedic A19-560  
Hartman Hemostatic Forceps, curved, 3-1/2″ Almedic A12-142  
Iris scissor, curved, 4-1/4″ Almedic A8-690  
Iris scissor, straight, 4-1/2″ Almedic A8-684  
Olsen-Hegan needle driver, 5-1/2″ Almedic A17-228  

References

  1. El-Serag, H. B. Hepatocellular carcinoma. N. Engl. J. Med. 365, 1118-1127 (2011).
  2. Li, Y., Tang, Z. Y., Hou, J. X. Hepatocellular carcinoma: insight from animal models. Nat. Rev. Gastroenterol Hepatol. 9, 32-43 (2012).
  3. Tateishi, R., Omata, M. Hepatocellular carcinoma in 2011: Genomics in hepatocellular carcinoma–a big step forward. Nat. Rev. Gastroenterol Hepatol. 9, 69-70 (2012).
  4. Hoshida, Y., et al. Molecular classification and novel targets in hepatocellular carcinoma: recent advancements. Semin. Liver Dis. 30, 35-51 (2010).
  5. Ji, J., Wang, X. W. Clinical implications of cancer stem cell biology in hepatocellular carcinoma. Semin. Oncol. 39, 461-472 (2012).
  6. Villanueva, A., Hernandez-Gea, V., Llovet, J. M. Medical therapies for hepatocellular carcinoma: a critical view of the evidence. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. , (2012).
  7. Jin, K., et al. Patient-derived human tumour tissue xenografts in immunodeficient mice: a systematic review. Clin. Transl. Oncol. 12, 473-480 (2010).
  8. Sausville, E. A., Burger, A. M. Contributions of human tumor xenografts to anticancer drug development. Cancer Res. 66, 3351-3354 (2006).
  9. Shultz, L. D., et al. Multiple defects in innate and adaptive immunologic function in NOD/LtSz-scid mice. J. Immunol. 154, 180-191 (1995).
  10. Ohbo, K., et al. Modulation of hematopoiesis in mice with a truncated mutant of the interleukin-2 receptor gamma chain. Blood. 87, 956-967 (1996).
  11. Fiebig, T., et al. Three-dimensional in vivo imaging of the murine liver: a micro-computed tomography-based anatomical study. PLoS One. 7, e31179 (2012).
  12. Masters, J. R. Human cancer cell lines: fact and fantasy. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 1, 233-236 (2000).
  13. Yamashita, T., et al. EpCAM-positive hepatocellular carcinoma cells are tumor-initiating cells with stem/progenitor cell features. Gastroenterology. 136, 1012-1024 (2009).
  14. Ma, S., et al. miR-130b Promotes CD133(+) liver tumor-initiating cell growth and self-renewal via tumor protein 53-induced nuclear protein 1. Cell Stem Cell. 7, 694-707 (2011).
  15. Yang, Z. F., et al. Significance of CD90+ cancer stem cells in human liver cancer. Cancer Cell. 13, 153-166 (2008).
  16. Park, Y. N., et al. Neoangiogenesis and sinusoidal “capillarization” in dysplastic nodules of the liver. Am. J. Surg. Pathol. 22, 656-662 (1998).
  17. Sigurdson, E. R., Ridge, J. A., Kemeny, N., Daly, J. M. Tumor and liver drug uptake following hepatic artery and portal vein infusion. J. Clin. Oncol. 5, 1836-1840 (1987).
  18. Mitchell, C., Willenbring, H. A reproducible and well-tolerated method for 2/3 partial hepatectomy in mice. Nat. Protoc. 3, 1167-1170 (2008).
  19. Michalopoulos, G. K. Liver regeneration after partial hepatectomy: critical analysis of mechanistic dilemmas. Am. J. Pathol. 176, 2-13 (2010).
  20. Zhang, D. Y., Friedman, S. L. Fibrosis-dependent mechanisms of hepatocarcinogenesis. Hepatology. 56, 769-775 (1002).
  21. Chen, K., Ahmed, S., Adeyi, O., Dick, J. E., Ghanekar, A. Human solid tumor xenografts in immunodeficient mice are vulnerable to lymphomagenesis associated with Epstein-Barr virus. PLoS One. 7, e39294 (2012).
check_url/50544?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Ahmed, S. U., Zair, M., Chen, K., Iu, M., He, F., Adeyi, O., Cleary, S. P., Ghanekar, A. Generation of Subcutaneous and Intrahepatic Human Hepatocellular Carcinoma Xenografts in Immunodeficient Mice. J. Vis. Exp. (79), e50544, doi:10.3791/50544 (2013).

View Video