Preklinisk ortotopiske Murine Model of Human prostatakreft

Summary

Prostate cancer is the second most common cause of cancer-related deaths in the United States. An orthotopic cancer model provides a useful approach to understand the biology of prostate cancer and to evaluate the efficacy of therapeutic regimens. This protocol describes detailed steps necessary to establish an orthotopic prostate cancer mouse model.

Abstract

To study the multifaceted biology of prostate cancer, pre-clinical in vivo models offer a range of options to uncover critical biological information about this disease. The human orthotopic prostate cancer xenograft mouse model provides a useful alternative approach for understanding the specific interactions between genetically and molecularly altered tumor cells, their organ microenvironment, and for evaluation of efficacy of therapeutic regimens. This is a well characterized model designed to study the molecular events of primary tumor development and it recapitulates the early events in the metastatic cascade prior to embolism and entry of tumor cells into the circulation. Thus it allows elucidation of molecular mechanisms underlying the initial phase of metastatic disease. In addition, this model can annotate drug targets of clinical relevance and is a valuable tool to study prostate cancer progression. In this manuscript we describe a detailed procedure to establish a human orthotopic prostate cancer xenograft mouse model.

Introduction

Prostatakreft er den nest mest utbredte årsaken til kreftdødsfall (9%) blant menn i USA, ved siden av kreft i lunge og bronkier (28%) ^1. Ifølge nyere data, er det anslått at 220, 800 nylig diagnostiserte prostata krefttilfellene og 27, 540 dødsfall vil skje i 2015 ^1. De fem års relativ overlevelse på tidlig stadium prostatakreft er> 99%, mens den for avansert metastatisk sykdom er bare 28% ^1. En stor utfordring for behandling av fremskreden metastatisk sykdom er en mangel på forståelse av molekylære mekanismer som ligger til grunn tilbøyelighet til denne sykdommen for å metastasere til andre organer, spesielt til benet, som er en hyppig område for prostatakreft. Derfor er det et klart behov for å studere den molekylære sammensetningen av disse prostatakreft for å utvikle effektive terapeutiske regimer mot progresjon til avansert metastatisk sykdom ^2,3.

Prostatakreft utstillings high biologisk heterogenitet uten en veldefinert vei til progresjon. Metastaser opptrer ofte uten forutgående indikasjon på svulst invasivitet ^4. Denne kliniske heterogenitet skyldes den molekylære mangfoldet av prostatakreft. Forstå den molekylære sammensetningen av disse dødelige svulster er nøkkelen til å designe bedre diagnostiske og terapeutiske strategier for denne sykdommen. Følgelig er prostatakreft forskning tiden fokusert på å forstå og forebygge metastasering.

Prekliniske in vivo musemodeller tilbyr en rekke muligheter til å forstå de molekylære mekanismene for prostatakreft progresjon til avansert metastatisk sykdom. I tillegg er disse modellene er viktige for prekliniske evaluering av nye terapeutiske strategier mot denne sykdommen. De mest brukte dyremodeller inkluderer transgene musemodeller, hale-vene injeksjon, intra-hjerte implantasjon og menneske ortotopiske musemodeller. Transgene studiene er tid consuming og korrelasjon av prostatakreft utvikling i mus med at av mennesker har vist variabilitet ^11. I spontane metastatiske musemodeller, blir cellene injiseres direkte inn i blodsirkulasjonen og selv om de har rask behandlingstid, kan de ikke brukes til å studere primærtumor eller de første trinnene i metastatisk kaskade ^5. Ortotopiske xenograft modeller har begrensning for utvikling av bein metastatiske lesjoner, den felles nettsted for prostatakreft metastaser. Ikke desto mindre er godt karakterisert og er mye brukt til å studere de molekylære hendelser i primærtumorutvikling, krysstale mellom tumor og organ mikromiljøet, innledende fase av metastatisk sykdom, og anvendelse av eksperimentelle medikamenter for terapeutisk intervensjon ⁶ menneske ortotopisk prostatakreft xenograft musemodell ^{, 7,8-11.}

Protocol

Protokoller for alle prosedyrer som involverer dyr må gjennomgås og godkjennes av en Institutional Animal Care og bruk Committee (IACUC). Følg offisielt godkjente prosedyrer for omsorg og bruk av forsøksdyr. Intra-prostatahyperplasi injeksjon krever åpen abdominal kirurgi og dyr bør holdes i et patogen-fritt miljø med en utpekt kirurgi rom hvor riktige kirurgiske aseptisk teknikk brukes under hele prosedyren. 1. Utarbeidelse av celler for Implantasjon MERK: …

Representative Results

Etter implantasjon av ortotopisk PC3M-Luc-C6-celler inn i det bakre prostatic lapp ble mus ukentlig avbildes ved hjelp av et levende dyr biolumine-avbildningssystem for å overvåke kolonisering av celler og tumorvekst i løpet av eksperimentet (figur 5A – B). Kvantifisering av bioluminescent signal indikerte at PC3M-Luc-C6 celler vellykket kolonis prostata fliker. Økt Bioluminescens er en indikasjon på øket primær tumorvekst i løpet av eksperimente…

Discussion

Dette manuskriptet beskriver en detaljert fremgangsmåte for å etablere et menneske orthotopic prostatakreft xenograft mus modell. Denne modellen ble etablert ved direkte implantasjon av den menneskelige prostatakreft cellelinje PC3M-Luc-C6 inn i ryggprostata fliker av immunsupprimerte mus. Tumorene fikk utvikle seg i løpet av forsøket. Tumorveksten ble overvåket ukentlig med en ikke-invasiv bioluminescens avbildningssystem i løpet av eksperimentet.

Den viktigste faktoren i å etablere …

Materials

PC3 prostate cancer cell line	ATCC	CRL-1435
Minimum Essential Medium (MEM)	GIBCO,Life Technology	11095-080
PBS	GIBCO,Life Technology	10010-023
FBS	GIBCO,Life Technology	10437-028
Zeocin	Invitrogen,Life Technology	R250-01
Trypsin	GIBCO,Life Technology	25300-54
IVIS	Xenogen-Caliper
Insulin Syringes (300ul, 28.5g)	Becton Dickinson	309300
Mice	Charles River Laboratories, Inc
Alcohol Swabs	MEDEquip Depot	326895 BD
PVP Iodine Prep Pad	MEDEquip Depot	C12400PDI
Surgical CatGut Chromic Suture	Demetech	CC224017F0P
Matrigel	Corning	354248