Das<em> In Ovo</em> Chick Chorioallantoismembran (CAM) Assay als effiziente Xenograftmodell des hepatozellulären Karzinoms
Summary
The chick chorioallantoic membrane (CAM) is immunodeficient and highly vascularized, making it a natural in vivo model of tumor growth and angiogenesis. In this protocol, we describe a reliable method of growing three-dimensional, vascularized hepatocellular carcinoma (HCC) tumors using the CAM assay.
Abstract
Die Hühner-Chorioallantoismembran (CAM) beginnt am Tag 7 nach der Befruchtung zu entwickeln und reift bis zum Tag 12. Die CAM ist natürlich immungeschwächten und gefäßreiche, so dass es ein ideales System für die Tumorimplantation. Weiterhin enthält der CAM extrazelluläre Matrixproteine wie Fibronektin, Laminin, Kollagen, Integrin alpha (v) beta3 und MMP-2, so dass es ein attraktives Modell zur Tumorinvasion und Metastasenbildung zu untersuchen. Wissenschaftler haben lange Vorteil der Physiologie des CAM durch Verwendung als ein Modell der Angiogenese gemacht. Vor kurzem hat der CAM-Assay wurde geändert, um als ein in vivo-Xenotransplantat-Modellsystem für verschiedene Krebsarten, die die Lücke zwischen Grundlagenarbeit in vitro und komplexere Tierkrebsmodellen überbrückt zu arbeiten. Der CAM-Test ermöglicht die Untersuchung von Tumorwachstum, Anti-Tumor-Therapien und pro-Tumor molekularen Wege in einem biologisch relevanten System, das sowohl kosten- und zeiteffektiv ist. Hier die Entwicklung von CAM xen beschreiben wirograft Modell des hepatozellulären Karzinoms (HCC) mit embryonalen Lebensraten von bis zu 93% und zuverlässigen Tumor nehmen, um das Wachstum von dreidimensionalen, vaskularisierten Tumoren führt.
Introduction
Das Leberzellkarzinom (HCC) ist die 3. häufigste Ursache der Krebssterblichkeit in der Welt 1. Derzeit werden nur 30% der HCC-Patienten sind für potenziell kurative chirurgische Behandlungen 2 und systemische Chemotherapie nicht wirksam ist 3. Daher besteht ein dringender ungedeckten klinischen Bedarf nach neuen HCC-Therapien, und die Entwicklung von Modellsystemen für eine effiziente Prüfung von neuen Wirkstoffen. Hühnchen-Chorioallantois-Membran (CAM) Assay liefert eine reproduzierbare und kosteneffiziente und schnelle mittleren Durchsatz Verfahren zum Testen potentiellen Antitumormedikamenten in vivo.
Das CAM-Assay wurde ausgiebig verwendet, um die Angiogenese 4 studieren. Es wurde auch erfolgreich in einem Tumor-Xenotransplantat-Modell von Krebs entwickelt, einschließlich Glioblastom 5, Bauchspeicheldrüsenkrebs 6, Melanom 7-9 und Osteosarkom 10-11. Sowohl in ovo 12 und ex ovo13 Techniken sind in der Literatur verwendet worden, mit Details variierend von Protokoll zu Protokoll. Eine große Herausforderung für die CAM-Xenograft-Modell ist die relativ hohe Inzidenz von embryonalen Tod nach Manipulation des Ei, mit veröffentlichten Hühnerembryosterblichkeit reicht von 25 bis 50 Prozent 11-14.
In diesem Artikel beschreiben wir die Entwicklung eines in-ovo-Xenograft-Modell des HCC, die zuverlässig das Wachstum von dreidimensionalen, vaskularisierten Tumoren, die histologisch ähnlich undifferenziert HCC produziert. Wir haben ein Protokoll zuerst von Ossowski et al. 14 beschrieben angepasst und chick embryonale Überlebensraten von bis zu 93% mit extrem hoher Tumor engraftment erreicht.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mehrere wichtige Schritte in diesem Protokoll wahrscheinlichste Konto für die verbesserte Lebensrate der Embryonen sowie erhöhte Zuverlässigkeit des Tumorwachstums. Fallenlassen der CAM weg von der Schale durch eine Saugwirkung auf den Luftsack ist weniger invasiv als andere bestehende Methoden (mit einer Nadel an Albumin aus dem Ei, stumpf, usw. zu entfernen). Mit einem sterilen Push-Pin, um die beiden kleinen Löcher für dieses Verfahren erforderlich zu schaffen, ist der schwierigste Teil des Protokolls. Mit zu vi…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
A.S. was partially supported by grants from the National Institutes of Health (NIH) National Institute of Dental and Craniofacial Research (5R03DE021741-02) and the National Cancer Institute (1K08CA154963-01A1).
The Howard Hughes Medical Institute provided funding for M.L. through the HHMI Medical Research Fellows Program.
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Premium incubated eggs | Charles River | N/A | http://www.criver.com/files/pdfs/avian/av_c_spf_egg_price_list.aspx |
| Egg incubators | GQF | Hova-Bator 2362N | |
| Rotating egg trays | GQF | 1611 Automatic Egg Turner | |
| Egg candler | Lyon | Hi-Power 950-070 | |
| Dremel 100 rotary tool with 15/16 cut-off wheel | Dremel | 100-N/7 | |
| Sterile forceps, push pin, dissection scissors, Scotch tape | |||
| Matrigel | BD Biosciences | 356234 | |
| Cryogenic vials, external thread with silicone washer | Corning | 430659 | |
| Collagenase from Clostridium histolyticum | Sigma | C9891 |
References
- Sangiovanni, A., et al. Increased survival of cirrhotic patients with a hepatocellular carcinoma detected during surveillance. Gastroenterology. 126 (4), 1005-1014 (2004).
- Lopez, P. M., Villanueva, A., Llovet, J. M. Systematic review: evidence-based management of hepatocellular carcinoma–an updated analysis of randomized controlled trials. Aliment Pharmacol Ther. 23 (11), 1535-1547 (2006).
- Llovet, J. M., Burroughs, A., Bruix, J. Hepatocellular carcinoma. Lancet. 362 (9399), 1907-1917 (2003).
- Folkman, J. What is the evidence that tumors are angiogenesis dependent. J Natl Cancer Inst. 82, 4-6 (1990).
- Hagedorn, M., et al. Accessing key steps of human tumor progression in vivo by using an avian embryo model. Proc Natl Acad Sci U S A. 102 (5), 1643-1648 (2005).
- Dumartin, L., et al. Netrin-1 mediates early events in pancreatic adenocarcinoma progression, acting on tumor and endothelial cells. Gastroenterology. 138 (4), 1595-1606 (2010).
- Aguirre-Ghiso, J. A., Estrada, Y., Liu, D., Ossowski, L. ERK(MAPK) activity as a determinant of tumor growth and dormancy; regulation by p38(SAPK). Cancer Res. 63 (7), 1684-1695 (2003).
- Baroni, T. E., et al. Ribonomic and short hairpin RNA gene silencing methods to explore functional gene programs associated with tumor growth arrest. Methods Mol Biol. 383, 227-244 (2007).
- Lopez-Rivera, E., et al. Inducible nitric oxide synthase drives mTOR pathway activation and proliferation of human melanoma by reversible nitrosylation of TSC2. Cancer Res. 74 (4), 1067-1078 (2014).
- Balke, M., et al. A short-term in vivo model for giant cell tumor of bone. BMC Cancer. 11, 241 (2011).
- Balke, M., et al. Morphologic characterization of osteosarcoma growth on the chick chorioallantoic membrane. BMC Res Notes. 3, 58 (2010).
- Sys, G. M., et al. The in ovo CAM-assay as a xenograft model for sarcoma. J Vis Exp. (77), e50522 (2013).
- Dohle, D. S., et al. Chick ex ovo culture and ex ovo CAM assay: how it really works. J Vis Exp. (33), (2009).
- Ossowski, L., Reich, E. Experimental model for quantitative study of metastasis. Cancer Res. 40 (7), 2300-2309 (1980).
- Ghanekar, A., Ahmed, S., Chen, K., Adeyi, O. Endothelial cells do not arise from tumor-initiating cells in human hepatocellular carcinoma. BMC Cancer. 13, 485 (2013).
- Ho, J. W., et al. Effects of a novel immunomodulating agent, FTY720, on tumor growth and angiogenesis in hepatocellular carcinoma. Mol Cancer Ther. 4 (9), 1430-1438 (2005).
- Hagedorn, M., et al. VEGF coordinates interaction of pericytes and endothelial cells during vasculogenesis and experimental angiogenesis. Dev Dyn. 230 (1), 23-33 (2004).
