Summary

Murine Orthotopic 전이성 유방암 암 모델을 생성 하 고 수행 Murine 과격 한 유 방 절제술

Published: November 29, 2018
doi:

Summary

Murine orthotopic 유 방 암 모델 및 과격 한 유 방 절제술 모델 인간의 유방암 암 진행을 모방 하기 위해 종양 부담 척도를 생물 발광 기술을 소개 합니다.

Abstract

유 방 암 진행을 평가 하기 위해 vivo에서 마우스 모델 연구, 전 임상 약물 개발을 포함 한 필수적입니다. 그러나, 실용적이 고 기술적인 내용의 대다수는, 그러므로, 도전 수술 기법을 포함 하는 경우에 특히, 모델을 재현 하는 출판된 원고에 일반적으로 생략 됩니다. 생물 발광 기술 종양은 만져 서 하는 경우에 적은 양의 암 세포의 평가 대 한 수 있습니다. 암 세포 luciferase 표현에 활용 하 여, 우리 높은 tumorigenesis 속도와 유 방 암 orthotopic 접종 기법을 설정 합니다. 폐 전이 비보 전 기술을 활용 하 여 평가 됩니다. 우리, 그럼, 전이성 종양 부담을 평가 하기 위해 낮은 로컬 재발 률과 유 방 절제술 모델을 설정 합니다. 여기, 우리, 자세히 설명, orthotopic 주입 및 높은 tumorigenesis 속도와 낮은 로컬 되풀이 요금, 유방암을 위한 유 방 절제술의 수술 기법 각각, 유 방 암 모델 효율을 향상 시킨다.

Introduction

동물 모델 연구에 핵심 역할을 한다. 가설을 생체 외에서 입증 하는 때 그것의 임상 관련성을 평가 하는 vivo에서 시험 되어야 한다. 암 진행과 전이 종종 더 나은 잡혀 체 외 모델에 비해 동물 모델 그리고 약물 개발1,2에 대 한 전 임상 연구로 동물 모델에서 신약을 테스트 것이 필수적입니다. 그러나, 동물 실험의 기술적인 세부 사항은 종종 모델을 성공적으로 재현에 도전 하는 게시 된 기사에서 잘 기술 된다. 사실, 이러한 orthotopic 접종 및 절제술 모델 설립 저자는 시행 착오의 길고 엄격한 과정을 통해 갔다. Tumorigenesis 후 암 세포 접종 중 하나 이며 성공 여부를 결정 하는 주요 인 동물의 효율성의 연구3. 셀 라인 및 세포 접종, 접종 사이트 및 쥐의 긴장의 수는 모두 중요 한 요소. 그것은 잘 알려진 체 외 기법에 비해 개별 차이 동물 실험의 결과에 큰 변화는. 따라서, 표준 기술로 잘 설립 모델을 사용 하 여 안정적인 결과, 동물 실험의 효율성을 개선 하 고 잘못 된 결과 피하기 위해 중요 하다.

이 종이 잘 설립 기법4 유 방 암 orthotopic 및 절제술 마우스 모델을 생성 하를 제공 합니다. 이 방법의 목표 1) 인간의 유방암 암 진행 및 치료 과정을 모방 하 고 2) 더 큰 효율성과 다른 유 방 암 접종 또는 유 방 절제술 기법에 비해 높은 성공률 생체 조건 실험을 실시 하. Orthotopic 암 세포 접종에서 인간의 유방암 암 진행, 모방을 우리 선택 #2 유 방 지방 패드 접종 사이트로, 가슴에 있는. 연구의 대부분에서는, 유 방 암 세포는 피하 주사는5. 이 기술은 수술을 요구 하지 않는다 그리고, 따라서, 그것은 간단 하 고 간단. 그러나, 피하 microenvironment 다른 암 진행에도 분자 프로 파일6,7결과 유선 microenvironment에서 매우 다르다. 일부 연구는 복 부에 있는 #4 유선을 사용 하 여 접종 사이트6. 그러나, #4 유 방 동맥은 복 부에 위치 하 고 있습니다, 가장 일반적인 전이성 패턴 이므로 복 수7, 전이성 유방암 암8의 10% 미만으로 발생 하는. 유 방 암 #2 유선에 여기 제시 하는 기술에 의해 생성 된 가장 일반적인 유 방 암 전이성 사이트9중 폐에 metastasizes.

이 기술은 목표와 다른 유 방 암 접종 기법에 비해 최소한의 종양 크기 변화 더 높은 tumorigenesis 속도 달성 하기 위해 이기도 합니다. 이렇게 하려면 암 세포는 젤라틴 단백질 혼합물에 중간 앞쪽 가슴 벽 절 개를 통해 직접 비전 주사 됩니다. 이 기술은 종양 크기와 모양이 이전에 보고 된3,7피하 또는 비-외과 주사에 비해 적은 변동성으로 높은 tumorigenesis 속도 생성 합니다.

우리는 또한 orthotopic 유 방 종양 주변 조직 및 겨드랑이 림프절 절제는 마우스 급진적 절제술 기법을 소개 합니다. 임상 설정에서 먼 전이 질병 없이 유방암 환자에 대 한 치료의 표준 유 방 절제술10,11이다. 유 방 절제술, 전에 겨드랑이 림프절 전이 이미징 및 센 티 넬 림프절 생 검에 의해 조사 했다. 겨드랑이 림프절 전이의 증거가 있는 경우에, 환자는 전체 또는 부분 유 방 절제술, 겨드랑이 림프절 절제를 생략 하면 다음 처리 됩니다. 총 유 방 절제술은 일괄적, 전체 유 방 조직으로 유방암 resect 기술 부분 유 방 절제술은 정상 유 방 조직만, 주변의 여백으로 유방암 resect 반면 나머지 정상 유 방 조직에 따라서 보존은 환자입니다. 그러나, 부분 유 방 절제술 후 남아 있는 정상적인 유 방 조직을 유지 하는 환자10현지 재발 피하기 위해 수술 후 방사선 치료를 필요 합니다. 겨드랑이 림프절 전이 수행 모든 정상으로 유방암을 제거 하는 과격 한 유 방 절제술 환자 조직과 겨드랑이 림프절을 유 방 하 고 조직 en 블록10,11을 침공. 마우스 모델에서 겨드랑이 림프절 전이 및 수술 후 방사선에 대 한 감시가 아니다 합리적인 또는 가능한. 따라서, 우리는 로컬 또는 겨드랑이 림프절 전이 피하기 위해 과격 한 유 방 절제술 기법을 이용 한다.

꼬리 정 맥을 통해 암 세포 접종은 가장 일반적인 폐 전이 마우스 모델12, 소위 “실험적인 전이”. 이 모델 생성 하기 쉽습니다와 수술; 필요 하지 않습니다. 그러나, 그것은 결과가 발생할 수 있습니다 다른 전이성 질병을 인간의 유방암 암 진행을 모방 하지 않습니다. 전이 종종 유 방 절제술 후 발생 하는 인간의 유방암 암 치료 과정을 모방 하기 위해 기본 종양 orthotopic 암 세포 접종 후 제거 됩니다. 이 기술은 이전에 보고 된13, 간단한 종양 절제술에 비해 적은 지역 되풀이 생성 하 고 새로운 치료제, 임상 연구, 그리고 전이성 유 방 암 연구 연구에 대 한 유용. 여기서 설명 대부분 유 방 암 orthotopic 모델 실험에 대 한 적용 됩니다. 그러나, 그것은 젤라틴 단백질 혼합물은 microenvironment에 영향을 미칠 수 있습니다 수술 스트레스/면역 응답14에 영향을 미칠 수 있습니다 고려 하는 것이 중요. 따라서, 조사자는 microenvironment / 스트레스/면역 응답을 공부 하 고 잠재적인 혼동 요인의 알고 있어야 합니다.

Protocol

로스웰 파크 종합 암 센터 기관 동물 관리 및 사용 위원회에서 승인을 얻은 모든 실험에 대 한. 참고: 12 주 오래 된 여성 BALB/c 마우스 9 얻을 수 있습니다. 4T1 luc2 셀, 마우스 유 방 선 암 세포 라인 BALB/c 마우스에서 파생 된 표현 luciferase 하도록 설계 되었습니다 사용 됩니다. 이러한 세포 10% 태아 둔감 한 혈 청 (FBS)와 로스웰 파크 기념 연구소 (RPMI) 1640 매체에 교양.</…

Representative Results

Orthotopic 모델의 목적은 인간의 암 진행 (즉, 림프절 전이 및 다음 먼 폐 전이 기본 종양의 성장)을 모방 하는15. 암 세포 접종 후는 생물 발광은 정기적으로 계량 (2 3 시간 / 주) (그림 1A). 폐에서 생물 발광 기본 병 변 보다 작은 깊은입니다. 생물 발광은 주로 라이브 마우스3 (그림 1B 및 <st…

Discussion

지난 10 년 동안 우리가 유 방 암 모델3,7,13,,1620,21을 포함 한 여러 murine 암 모델을 수립 되었습니다. 이전에 우리가 직접 비전 유선 조직에 유 방 암 세포 orthotopic 접종7 수술 절 개 없이 젖꼭지 주위 세포 주입에 비해 적은 크기 가변성 ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 작품 K.T. 마우스 생물 발광 이미지 공유 리소스 로스웰 파크 변환 영상 공유 리소스에 의해 취득 되었다 NIH 그랜트 R01CA160688와 수잔 G. 코 멘 재단 조사 시작 연구 그랜트 (IIR12222224)에 의해 지원 되었다 종합 암 센터, 암 센터 지원 그랜트 (P30CA01656)과 공유 계측 그랜트 (S10OD016450)에 의해 지원 되었다.

Materials

Micro Dissection Scissors Roboz RS-5983 For cancer cell inoculation and masstectomy
Adson Forceps Roboz RS-5233 For cancer cell inoculation and masstectomy
Needle Holder Roboz RS-7830 For cancer cell inoculation and masstectomy
Mayo Roboz RS-6873 For ex vivo
5-0 silk sutures Look 774B For cancer cell inoculation and masstectomy
Dry sterilant (Germinator 500) Braintree Scientific GER 5287-120V For cancer cell inoculation and masstectomy
Clipper Wahl 9908-717 For cancer cell inoculation and masstectomy
Matrigel Corning 354234 For cancer cell inoculation
D-Luciferin, potassium salt GOLD-Bio LUCK-1K For bioluminescence quantification
Roswell Park Memorial Insitute 1640 Gibco 11875093 For cell culture
Fetal Bovine Serub Gibco 10437028 For cell culture
Trypsin-EDTA (0.25%) Gibco 25200056 For cell culture

References

  1. Rashid, O. M., Takabe, K. Animal models for exploring the pharmacokinetics of breast cancer therapies. Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology. 11 (2), 221-230 (2015).
  2. Schuh, J. C. Trials, tribulations, and trends in tumor modeling in mice. Toxicologic Pathology. 32, 53-66 (2004).
  3. Katsuta, E., et al. Modified breast cancer model for preclinical immunotherapy studies. Journal of Surgical Research. 204 (2), 467-474 (2016).
  4. Sidell, D. R., et al. Composite mandibulectomy: a novel animal model. Otolaryngology-Head and Neck Surgery. 146 (6), 932-937 (2012).
  5. Ewens, A., Mihich, E., Ehrke, M. J. Distant metastasis from subcutaneously grown E0771 medullary breast adenocarcinoma. Anticancer Research. 25, 3905-3915 (2005).
  6. Kocaturk, B., Versteeg, H. H. Orthotopic injection of breast cancer cells into the mammary fat pad of mice to study tumor growth. Journal of Visualized Experiments. (96), e51967 (2015).
  7. Rashid, O. M., et al. An improved syngeneic orthotopic murine model of human breast cancer progression. Breast Cancer Research and Treatment. 147 (3), 501-512 (2014).
  8. Bertozzi, S., et al. Prevalence, risk factors, and prognosis of peritoneal metastasis from breast cancer. SpringerPlus. 4, 688 (2015).
  9. Kennecke, H., et al. Metastatic behavior of breast cancer subtypes. Journal of Clinical Oncology. 28 (20), 3271-3277 (2010).
  10. Valero, M. G., Golshan, M. Management of the Axilla in Early Breast Cancer. Cancer Treatment and Research. 173, 39-52 (2018).
  11. . Breast Cancer, NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology Available from: https://www.nccn.org/professionals/physician_gls/pdf/breast.pdf (2018)
  12. Versteeg, H. H., et al. Inhibition of tissue factor signaling suppresses tumor growth. Blood. 111 (1), 190-199 (2008).
  13. Katsuta, E., Rashid, O. M., Takabe, K. Murine breast cancer mastectomy model that predicts patient outcomes for drug development. Journal of Surgical Research. 219, 310-318 (2017).
  14. Veenhof, A. A., et al. Surgical stress response and postoperative immune function after laparoscopy or open surgery with fast track or standard perioperative care: a randomized trial. Annals of Surgery. 255 (2), 216-221 (2012).
  15. Wei, S., Siegal, G. P. Surviving at a distant site: The organotropism of metastatic breast cancer. Seminars in Diagnostic Pathology. 35 (2), 108-111 (2018).
  16. Nagahashi, M., et al. Sphingosine-1-phosphate produced by sphingosine kinase 1 promotes breast cancer progression by stimulating angiogenesis and lymphangiogenesis. Cancer Research. 72 (3), 726-735 (2012).
  17. Jones, C., Lancaster, R. Evolution of Operative Technique for Mastectomy. Surgical Clinics of North America. 98 (4), 835-844 (2018).
  18. Rashid, O. M., Maurente, D., Takabe, K. A Systematic Approach to Preclinical Trials in Metastatic Breast Cancer. Chemotherapy (Los Angeles). 5 (3), (2016).
  19. Ramaswamy, S., Ross, K. N., Lander, E. S., Golub, T. R. A molecular signature of metastasis in primary solid tumors. Nature Genetics. 33 (1), 49-54 (2003).
  20. Aoki, H., et al. Murine model of long-term obstructive jaundice. Journal of Surgical Research. 206 (1), 118-125 (2016).
  21. Terracina, K. P., et al. Development of a metastatic murine colon cancer model. Journal of Surgical Research. 199 (1), 106-114 (2015).
  22. Rashid, O. M., et al. Is tail vein injection a relevant breast cancer lung metastasis model?. Journal of Thoracic Disease. 5 (4), 385-392 (2013).
  23. Rashid, O. M., et al. Resection of the primary tumor improves survival in metastatic breast cancer by reducing overall tumor burden. Surgery. 153 (6), 771-778 (2013).
  24. Troy, T., Jekic-McMullen, D., Sambucetti, L., Rice, B. Quantitative comparison of the sensitivity of detection of fluorescent and bioluminescent reporters in animal models. Molecular Imaging. 3 (1), 9-23 (2004).
  25. Adams, S. T., Miller, S. C. Beyond D-luciferin: expanding the scope of bioluminescence imaging in vivo. Current Opinion in Chemical Biology. 21, 112-120 (2014).
  26. Close, D. M., Xu, T., Sayler, G. S., Ripp, S. In vivo bioluminescent imaging (BLI): noninvasive visualization and interrogation of biological processes in living animals. Sensors (Basel). 11 (1), 180-206 (2011).
  27. Chen, H., Thorne, S. H. Practical Methods for Molecular In Vivo Optical Imaging. Current Protocols in Cytometry. 59 (1224), (2012).
  28. Wurdinger, T., et al. A secreted luciferase for ex vivo monitoring of in vivo processes. Nature Methods. 5 (2), 171-173 (2008).
  29. Aoki, H., et al. Host sphingosine kinase 1 worsens pancreatic cancer peritoneal carcinomatosis. Journal of Surgical Research. 205 (2), 510-517 (2016).
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Katsuta, E., Oshi, M., Rashid, O. M., Takabe, K. Generating a Murine Orthotopic Metastatic Breast Cancer Model and Performing Murine Radical Mastectomy. J. Vis. Exp. (141), e57849, doi:10.3791/57849 (2018).

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