स्तन कैंसर कोशिकाओं के चूहों स्तन वसा पैड में Orthotopic इंजेक्शन
Summary
यहां, हम एक सरल, कम इनवेसिव, और आसान करने के लिए संभाल में स्तन वसा पैड में छाती कैंसर कोशिकाओं प्रत्यारोपण के लिए एक प्रोटोकॉल मौजूद, और एक उचित स्तन वसा पैड वातावरण के साथ इस माउस orthotopic स्तन कैंसर मॉडल के विभिंन पहलुओं की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता कैंसर.
Abstract
एक उचित पशु मॉडल रोगों की एक बेहतर समझ के लिए महत्वपूर्ण है । विभिंन तरीकों द्वारा स्थापित पशु मॉडल (चमड़े के नीचे इंजेक्शन, xenografts, आनुवंशिक हेरफेर, रासायनिक रिएजेंट प्रेरण, आदि) विभिंन रोग अक्षर है और के कुछ पहलुओं की जांच में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते है रोगों. हालांकि कोई एक मॉडल पूरी तरह से पूरे मानव रोग प्रगति की नकल कर सकते हैं, एक उचित stromal वातावरण के साथ orthotopic अंगों रोग मॉडल रोगों को समझने और संभावित दवाओं के लिए स्क्रीनिंग में एक अपूरणीय भूमिका निभाते हैं । इस अनुच्छेद में, हम वर्णन कैसे स्तन वसा पैड में एक सरल, कम इनवेसिव, और आसान करने के लिए संभाल रास्ता, और दूर के अंगों के लिए मेटास्टेसिस का पालन में स्तनों के कैंसर कोशिकाओं प्रत्यारोपण के लिए । प्राथमिक ट्यूमर के विकास की उचित सुविधाओं के साथ, स्तन और निप्पल रोग परिवर्तन, और अन्य अंगों ‘ मेटास्टेसिस की एक उच्च घटना, इस मॉडल को अधिकतम रूप से मानव स्तन कैंसर प्रगति की नकल । सीटू मेंप्राइमरी ट्यूमर ग्रोथ, लंबे समय तक मेटास्टेसिस, और ब्रेस्ट कैंसर के ट्यूमर microenvironment इस मॉडल का इस्तेमाल करके जांच की जा सकती है ।
Introduction
स्तन कैंसर दुनिया भर में महिला मृत्युदर का प्रमुख कारण है. अपनी उत्तरोत्तर बढ़ती घटनाओं के साथ, स्तन कैंसर जन स्वास्थ्य के लिए एक गंभीर चुनौती बन गया है1. Murine कैंसर मॉडल नैदानिक और नैदानिक अध्ययन के बीच अच्छा पुल हैं, और एक अच्छी नकल Murine रोग मॉडल रोग और दवा पर अनुसंधान की सटीकता में वृद्धि होगी ।
प्राथमिक ट्यूमर विकास घातक रोग की प्रगति शुरू होता है, जबकि मेटास्टेसिस और जटिलताओं ज्यादातर कैंसर रोगियों में मौत और गरीब जीवन के गुणों का मुख्य कारण हैं । कई murine मॉडल मानव स्तन कैंसर की विकृति की नकल करने के लिए उपयोग किया जाता है2,3,4। Xenograft मॉडल व्यापक रूप से रोग पात्रों को समझने के लिए और सुरक्षा और प्रभावकारिता5,6,7के लिए दवाओं स्क्रीन करने के लिए कैंसर के अध्ययन के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं । आनुवंशिक रूप से इंजीनियर चूहों (मणि) के लिए कुछ oncogenes या ट्यूमर शमन करनेवाला जीन8लक्ष्यीकरण द्वारा मानव स्तन कैंसर की नकल उत्पंन कर रहे हैं । मणि कैंसर की प्रगति में जीन की भूमिका को समझने के लिए एक अपेक्षाकृत सरल और वर्दीधारी पृष्ठभूमि है; हालांकि, कृत्रिम वातावरण और पृष्ठभूमि मेटास्टेसिस विकृति और संबंधित चिकित्सा9की जांच करने के लिए सीमित हैं । मानव कैंसर की कोशिकाओं, हालांकि मानव रोग सुविधाओं के साथ, केवल प्रतिरक्षा की कमी चूहों में प्रत्यारोपित किया जा सकता है, और ट्यूमर-मेजबान प्रतिरक्षा बातचीत की कमी पक्षपातपूर्ण परिणाम10के लिए नेतृत्व कर सकते हैं ।
जहां ठोस ट्यूमर शुरू रोग11,12,13के जैविक और रोग पात्रों पर सीधा प्रभाव पड़ता है । के बाद से कैंसर की प्रगति ट्यूमर कोशिकाओं के बीच बातचीत के जटिल परिणाम है, stromal कोशिकाओं, इम्यूनोलॉजी कोशिकाओं, भड़काऊ कोशिकाओं, विकास कारकों, और teases, प्राथमिक सीटू में प्रत्यारोपित ट्यूमर बेहतर अंतर्दृष्टि प्रदान करेगा और नकल कैंसर प्रक्रिया रासायनिक एजेंटों या ट्यूमर कोशिकाओं के एक चमड़े के नीचे इंजेक्शन द्वारा प्रेरित ट्यूमर की तुलना में अधिक सही है । रासायनिक ट्यूमर के लिए प्रेरित किया एजेंटों शोधकर्ताओं और पर्यावरण के लिए हानिकारक हो सकता है और यहां तक कि कुछ देशों में मना कर रहे हैं । एक स्तन वसा पैड पर्यावरण के अभाव के कारण, एक चमड़े के नीचे इंजेक्शन के रोग प्रगति असली स्तन कैंसर रोगियों, जिसका कैंसर के उद्भव और स्तन वसा पैड से परेशान में है कि के साथ अलग हो सकता है । चमड़े के नीचे इंजेक्शन के नुकसान ट्यूमर के विकास का अध्ययन करने के लिए orthotopic मॉडल के उपयोग को प्रोत्साहित करते हैं । पूर्व अनुसंधान में, उच्च मेटास्टेटिक एमडीए-एमबी-२३१ ट्यूमर, सात orthotopic प्रत्यारोपण के बाद विकसित, इंजेक्शन स्थान के महत्व का संकेत दिया14. हाल ही में, स्तन के कैंसर की कोशिकाओं के orthotopic शल्य चिकित्सा के साथ स्तन वसा पैड में आरोपण15,16की सूचना दी थी । स्तन पैड पर्यावरण के साथ, ट्यूमर विकास और दूर के अंगों में प्रवास रोग प्रासंगिक साइटों पर स्तन कैंसर की पूरी प्रक्रिया को कवर, जो इस मॉडल मानव रोगों की प्रगति की एक लघु बनाता है । हालांकि, सर्जरी के बाद, त्वचा स्वतः ही ठीक है, जो सामांय स्तन कैंसर व्युत्पत्ति और पूर्वाग्रह परिणामों के साथ हस्तक्षेप के संभावित जोखिम ले सकते है प्रयास करता है ।
हम कुछ स्तन कैंसर के मॉडल की तुलना में है और एक ंयूनतम इनवेसिव orthotopic स्तन कैंसर प्रगति17,18पर दवाओं के संभावित प्रभाव की जांच मॉडल की स्थापना की । इस अध्ययन में, कैसे एक सरल, कम इनवेसिव रास्ते में स्तन वसा पैड में स्तनों के कैंसर की कोशिकाओं इंजेक्षन करने के लिए orthotopically पर एक वीडियो प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया है । सर्जरी के बिना यह orthotopic इंजेक्शन विधि कई मायनों में लाभप्रद है । सबसे पहले, आपरेशन सरल और तेजी से है, के बारे में 1 माउस प्रति मिनट । दूसरा, प्राथमिक ट्यूमर सही रोग साइटों पर शुरू घावों के साथ, यह ट्यूमर के विकास से स्तन कैंसर प्रगति के पूरे tumorigenic प्रक्रिया को शामिल किया गया अंय अंगों मेटास्टेसिस है, जो अध्ययन के लिए एक अच्छा प्रयोगात्मक पशु मॉडल प्रदान करता है ट्यूमर कोशिकाओं और ट्यूमर microenvironment की बातचीत । इसके अलावा, यह स्तन कैंसर के सभी चरणों में उपचार के प्रभाव का अनुमान लगाने के लिए एक मूल्यवान मॉडल हो सकता है । इस विधि के लक्ष्य को अधिकतम रूप से मानव स्तन कैंसर प्रगति की नकल करने के लिए एक पशु मॉडल प्रदान करने के लिए है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस अध्ययन में प्रयुक्त कोशिकाएं 4T1-luc2, murine ट्रिपल-नेगेटिव स्तन कैंसर की कोशिकाओं के साथ luciferase लेबलिंग, जो उनके अत्यधिक इनवेसिव प्रकृति के कारण दवाओं के अर्बुदरोधी और antimetastatic प्रभाव के निवेश के लिए एक उपयोगी उ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखकों को चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (अनुदान सं ८१८७३१११, ८१६७३९२४, ८१७७४०३९, ८१५०३५१७), बीजिंग प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (अनुदान नहीं ७१७२०९५, ७१६२०८४, ७१६२०८३), और Xu ज़िया के बीजिंग अस्पताल के फाउंडेशन का शुक्रिया अदा करना चाहूंगा पारंपरिक चीनी चिकित्सा (अनुदान नहीं, xx201701) । हम प्रो चांग-Zhen लियू, प्रयोगात्मक अनुसंधान केंद्र, चीनी चिकित्सा विज्ञान के चीन अकादमी से, bioluminescent छवियों के लिए धंयवाद ।
Materials
| anesthesia machine | Midmark Corporation, Dayton, OH, USA | Matrx VMS | anesthesia |
| In-Vivo Imaging System | PerkinElmer | IVIS Spectrum | used for bioluminescence detecion |
| isoflurane | Hebei yipin chemical reagents company | O21400 | anesthesia |
| 1 ml syringe | Becton,Dickinson and Company | A257 | cell injection |
| digital caliper | Shang Hai Shen Han Measuring Tools Co., Ltd. | S-H | volume measurement |
| tramadol | Mundipharma company | – | pain killer |
| D-luciferin | Gold Biotechnology Inc. | LUCK-1G | used for bioluminescence detecion |
| The primary antibody against cluster of differentiation (CD) 31 | Abcam | ab28364 | used for MVD detection |
| hematoxylin and eosin staining kit | Beijing Zhong Shan Jinqiao Biotechnology Co., Ltd. | ZLI-9615 | histology |
| hair removal cream | Veet | – | hair removal cream |
| Carbomer Eye Gel | Dr.GerhardMannChem-Pharm.FabrikGmbH | – | ophthalmic ointment |
| sewing needle | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd. | 17U0302J | suture |
References
- Torre, L. A., et al. Global cancer statistics. CA: A Cancer Journal for Clinicians. 65 (2), 87-108 (2012).
- 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).
- Wagner, K. U. Models of breast cancer: quo vadis, animal modeling. Breast Cancer Research. 6 (1), 31-38 (2004).
- Horas, K., Zheng, Y., Zhou, H., Seibel, M. J. Animal models for breast cancer metastasis to bone: opportunities and limitations. Cancer Investigation. 33 (9), 459-468 (2015).
- Kawaguchi, T., Foster, B. A., Young, J., Takabe, K. Current Update of Patient-Derived Xenograft Model for Translational Breast Cancer Research. Journal of Mammary Gland Biology and Neoplasia. 22 (2), 131-139 (2017).
- Wright, L. E., et al. Murine models of breast cancer bone metastasis. BoneKEy Reports. 5, 804 (2016).
- Cassidy, J. W., Batra, A. S., Greenwood, W., Bruna, A. Patient-derived tumour xenografts for breast cancer drug discovery. Endocrine-Related Cancer. 23 (12), T259-T270 (2016).
- Stiedl, P., Grabner, B., Zboray, K., Bogner, E., Casanova, E. Modeling cancer using genetically engineered mice. Methods in Molecular Biology. 1267, 3-18 (2015).
- Menezes, M. E., et al. Genetically engineered mice as experimental tools to dissect the critical events in breast cancer. Advances in Cancer Research. 121, 331-382 (2014).
- Talmadge, J. E., Singh, R. K., Fidler, I. J., Raz, A. Murine models to evaluate novel and conventional therapeutic strategies for cancer. The American Journal of Pathology. 170 (3), 793-804 (2007).
- Spaw, M., Anant, S., Thomas, S. M. Stromal contributions to the carcinogenic process. Molecular Carcinogenesis. 56 (4), 1199-1213 (2017).
- Joyce, J. A., Pollard, J. W. Microenvironmental regulation of metastasis. Nature Reviews Cancer. 9 (4), 239-252 (2009).
- Hanahan, D., Weinberg, R. A. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 144 (5), 646-674 (2011).
- Yano, S., et al. Tumor-targeting adenovirus OBP-401 inhibits primary and metastatic tumor growth of triple-negative breast cancer in orthotopic nude-mouse models. Oncotarget. 7 (51), 85273-85282 (2016).
- 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).
- Tavera-Mendoza, L. E., Brown, M. A less invasive method for orthotopic injection of breast cancer cells into the mouse mammary gland. Lab Animal. 51 (1), 85-88 (2017).
- Zhang, Y., et al. Establishment of a murine breast tumor model by subcutaneous or orthotopic implantation. Oncology Letters. 15 (5), 6233-6240 (2018).
- Zhang, Y., et al. Gubenyiliu II Inhibits Breast Tumor Growth and Metastasis Associated with Decreased Heparanase Expression and Phosphorylation of ERK and AKT Pathways. Molecules. 22 (5), (2017).
- Kwon, Y. S., Lee, K. S., Chun, S. Y., Jang, T. J., Nam, K. S. Suppressive effects of a proton beam on tumor growth and lung metastasis through the inhibition of metastatic gene expression in 4T1 orthotopic breast cancer model. International Journal of Oncology. 49 (1), 336-342 (2016).
- Kalra, J., et al. Validating the use of a luciferase labeled breast cancer cell line, MDA435LCC6, as a means to monitor tumor progression and to assess the therapeutic activity of an established anticancer drug, docetaxel (Dt) alone or in combination with the ILK inhibitor, QLT0267. Cancer Biology & Therapy. 11 (9), 826-838 (2011).
- Hoffman, R. M. Orthotopic metastatic mouse models for anticancer drug discovery and evaluation: a bridge to the clinic. Investigational New Drugs. 17 (4), 343-359 (1999).
- Hoffman, R. M. Patient-derived orthotopic xenografts: better mimic of metastasis than subcutaneous xenografts. Nature Reviews Cancer. 15, 451 (2015).
