Orthotopic injeksjon av brystkreft celler i mus Mammary fett puten
Summary
Her presenterer vi en protokoll for implantatet brystkreft celler i mammary fett blokken i en enkel, mindre invasiv og lett å håndtere veien, og denne musen orthotopic bryst kreft modellen med et riktig mammary fett pad miljø kan brukes til å undersøke ulike sider ved kreft.
Abstract
En riktig dyr modell er avgjørende for en bedre forståelse av sykdommer. Dyr modeller av forskjellige metoder (subcutaneous injeksjoner, xenografts, genetisk manipulasjon, kjemiske reagenser induksjon, etc.) har ulike patologisk tegn og spille viktige roller i å undersøke bestemte aspekter ved sykdommer. Selv om ingen enkelt modell kan helt etterligne hele menneskelig sykdomsprogresjon, spiller orthotopic organer sykdom modeller med en riktig stromal miljø en uerstattelige rolle i å forstå sykdommer og screening for potensielle narkotika. I denne artikkelen beskriver vi hvordan å implantatet brystkreft celler i mammary fett blokken i en enkel, mindre invasiv og lett å håndtere måte, og følger metastasering til fjerne organer. Med riktig funksjonene i primære tumor vekst, bryst og brystvorte patologiske forandringer, og en høy forekomst av andre organer metastasering etterligner denne modellen maximumly menneskelig bryst kreft progresjon. Primære svulst vekst i situ, lang-Fjern metastasering og svulst microenvironment av brystkreft kan undersøkes ved hjelp av denne modellen.
Introduction
Brystkreft er den ledende årsaken til kvinnelige dødelighet over hele verden. Med sin stadig økende forekomst, har brystkreft blitt en alvorlig utfordring til folkehelsen1. Murine kreft modeller er god broer mellom prekliniske og kliniske studier, og en god etterligne murine sykdom modell vil øke nøyaktigheten av sykdom og medisin.
Primære tumorveksten starter fremdriften for ondartet sykdom, metastasering og komplikasjoner er de viktigste årsakene til død og dårlig livet kvaliteter i de fleste kreftpasienter. Flere murine modeller brukes til å etterligne patologi menneskelig bryst kreft2,3,4. Xenograft modeller er mye brukt for kreft studier å forstå patologisk tegnene og skjermen narkotika for sikkerhet og effekt5,6,7. Genmodifiserte mus (GEM) genereres for å etterligne menneskelige brystkreft ved å målrette bestemte oncogenes eller tumor suppressor gener8. GEM har en relativt enkel og uniformerte bakgrunn for å forstå rollen av gener kreft pågår; men kunstig miljø og bakgrunn er begrenset å undersøke metastasering patologi og relaterte terapier9. Menneskelige kreftceller, men med menneskelige patologisk funksjoner, kan bare bli implantert i immun mangelfull mus, og insuffisiens av svulst vert immun samspillet kan føre til forutinntatte resultater10.
Hvor solid svulst starter har en direkte påvirkning på biologiske og patologiske tegn sykdom11,12,13. Siden kreft fremgangen er komplisert utfallet av interaksjon mellom kreftceller, stromal celler, immunologi celler, inflammatoriske celler, vekstfaktorer og proteaser, primære svulster implantert i situ vil gi bedre innsikt og etterligne det prosess kreft celler mer nøyaktig enn svulster av kjemiske stoffer eller en injeksjon av tumor. Kjemiske stoffer brukt for å indusere svulster kan være skadelig for forskere og miljø og er også forbudt i noen land. På grunn av fravær av et mammary fett pad miljø, kan patologisk fremdriften en injeksjon variere med ekte brystkreftpasienter med kreft stammer og irriterer fra mammary fett pad. Ulempene ved subcutaneous injeksjoner anbefaler bruk av orthotopic modeller å studere tumor vekst. I tidligere forskning indikerte svært metastatisk MDA-MB-231 svulster, utviklet etter syv orthotopic transplantasjoner, betydningen av injeksjon sted14. Nylig var orthotopic implantering av brystkreft celler inn i mammary fett pute med kirurgi rapporterte15,16. Mammary pad miljøet, tumor vekst og migrering i fjerne organer dekker hele prosessen av brystkreft på pathologically relevante nettsteder, som gjør denne modellen en miniatyr av utviklingen av menneskelige sykdommer. Imidlertid etter kirurgi forsøk huden automatisk på å helbrede seg selv, som kan ta den potensielle risikoen for forstyrrer vanlig bryst kreft opprinnelse og kan påvirke resultatene.
Vi har sammenlignet noen bryst kreft modeller og etablert en minimal invasiv orthotopic modell for å undersøke den potensielle effekten av legemidler på bryst kreft progresjon17,18. I denne studien, en video protokollen om hvordan du orthotopically injisere brystkreft celler i mammary fett blokken i en enkel, mindre invasiv måte er presentert. Denne orthotopic injeksjon metoden uten kirurgi er fordelaktig på mange måter. Først er operasjonen enkel og rask, ca 1 minutt per musen. Andre med primære svulst fokus fra webområdene rett patologisk, den dekker hele tumorigenic prosessen av bryst kreft progresjon fra tumor vekst til andre organer metastasering, som gir en god eksperimentelle dyr modell for å studere den samspillet av kreftceller og svulst microenvironment. Dessuten, det kan være en verdifull modell å anslå behandling effekter i alle stadier av brystkreft. Målet med denne metoden er å gi en dyremodell til maximumly etterligne menneskelig bryst kreft progresjon.
Protocol
Representative Results
Discussion
Cellene som brukes i denne studien er 4T1-luc2, murine trippel-negativ brystkreft celler med luciferase merking, som er et nyttig verktøy for å investere antitumor og antimetastatic effekten av legemidler på grunn av deres svært invasiv Art2,19 . Luciferases, stabil til neste celle generasjon, brukes til å angi lever svulsten celler, melkekjertlene og andre fjerne organer20. I noen tilfeller, hypoksi og næringsstoffer mangel i svulst…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne ønsker å takke de National Natural Science Foundation i Kina (grant nr. 81873111, 81673924, 81774039, 81503517), Beijing Natural Science Foundation (grant nr. 7172095, 7162084, 7162083), og Xu Xia grunnlaget for Beijing sykehuset av Tradisjonell kinesisk medisin (gi nei, xx201701). Vi takker Prof Chang-Zhen Liu, fra Experimental Research Center, Kina Academy of kinesiske medisinske fag, for bioluminescent bilder.
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).
