تقييم الموجات فوق الصوتية غير الغازية لتطور سرطان بطانة الرحم في الحذف الموجه Pax8 لمثبطات الورم Arid1a و Pten في الفئران
Summary
يصف هذا البروتوكول طريقة لمراقبة تطور التغيرات المورفولوجية بمرور الوقت في الرحم في نموذج فأر محفز لسرطان بطانة الرحم باستخدام التصوير بالموجات فوق الصوتية مع الارتباط بالتغيرات الإجمالية والنسيجية.
Abstract
يمكن دراسة سرطانات الرحم في الفئران بسبب سهولة التعامل والتلاعب الجيني في هذه النماذج. ومع ذلك ، غالبا ما تقتصر هذه الدراسات على تقييم علم الأمراض بعد الوفاة في الحيوانات التي تم قتلها رحيما في نقاط زمنية متعددة في مجموعات مختلفة ، مما يزيد من عدد الفئران اللازمة للدراسة. يمكن لفئران التصوير في الدراسات الطولية تتبع تطور المرض في الحيوانات الفردية ، مما يقلل من عدد الفئران اللازمة. سمحت التطورات في تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية بالكشف عن التغيرات على مستوى الميكرومتر في الأنسجة. تم استخدام الموجات فوق الصوتية لدراسة نضوج الجريب في المبايض ونمو الطعم الأجنبي ولكن لم يتم تطبيقه على التغيرات المورفولوجية في رحم الفأر. يفحص هذا البروتوكول تجاور علم الأمراض مع مقارنات التصوير في الجسم الحي في نموذج فأر سرطان بطانة الرحم المستحث. كانت الميزات التي لوحظت بواسطة الموجات فوق الصوتية متسقة مع درجة التغيير التي شوهدت من قبل علم الأمراض الإجمالي والأنسجة. تم العثور على الموجات فوق الصوتية لتكون تنبؤية للغاية من علم الأمراض المرصودة ، ودعم دمج الموجات فوق الصوتية في الدراسات الطولية لأمراض الرحم مثل السرطان في الفئران.
Introduction
تظل الفئران واحدة من أهم النماذج الحيوانية للاضطرابات التناسلية1،2،3. هناك العديد من نماذج القوارض المعدلة وراثيا أو المستحثة لسرطانات المبيض والرحم. تعتمد هذه الدراسات عادة على مجموعات متعددة تم قتلها رحيما في نقاط زمنية مختلفة لالتقاط الاتجاهات الطولية في التغيرات المورفولوجية والمرضية. هذا يمنع القدرة على الحصول على بيانات مستمرة عن تطور السرطان في الماوس الفردي. بالإضافة إلى ذلك ، دون معرفة حالة تطور مرض الفئران الفردية ، تستند دراسات التدخل إلى نقاط زمنية محددة مسبقا ومتوسط نتائج الأفواج السابقة بدلا من العتبات الفردية للكشف عن التقدم فيمعين 4,5. لذلك ، هناك حاجة إلى مناهج التصوير التي تسمح بالتقييم الطولي في الحيوانات الحية لتسهيل النماذج قبل السريرية لاختبار الأدوية أو المركبات الجديدة وتسريع فهم البيولوجيا المرضية مع زيادة الدقة والتكاثر6.
يعد التصوير بالموجات فوق الصوتية (الولايات المتحدة) طريقة جذابة للمراقبة الطولية لتطور سرطان رحم الفأر لأنه سهل نسبيا وغير مكلف مقارنة بطرق التصوير الأخرى ، وسهل الأداء ، ويمكن أن يكون له دقة رائعة 6,7. يمكن لهذه الطريقة غير الغازية التقاط الميزات على مقياس ميكرون في الفئران المستيقظة أو مع الفئران تحت التخدير القصير باستخدام اختبار 5-10 دقائق. تم التحقق من صحة الفحص المجهري بالموجات فوق الصوتية كطريقة لقياس تطور جريب مبيض الفأر 8 ونمو الأورام المزروعة أو المستحثة9،10،11. كما تم استخدام الولايات المتحدة عالية التردد للحقن داخل الرحم عن طريق الجلد12 ومراقبة تغير رحم الفئران خلال دورة الشبق13. يمكن استخدام الولايات المتحدة عالية التردد مع الفئران الموجودة على منصات ثابتة متخصصة باستخدام نظام السكك الحديدية لعقد محول الطاقة / المسبار لالتقاط صور عالية الدقة مع وضع وضغط قياسيين ؛ ومع ذلك ، فإن هذه المعدات غير متوفرة في جميع المؤسسات. يمكن اعتماد طرق مسح محول الطاقة المحمولة باليد مع معدات أقل تكريسا واستخدامها لكل من التشخيص السريري والتطبيقات البحثية في الفئران.
ويبقى السؤال حول ما إذا كان يمكن استخدام التصوير الأمريكي باستخدام مجسات عالية التردد محمولة باليد لمراقبة تطور سرطان الرحم على مدى عدة أسابيع. على غرار الأمعاء ، فإن رحم القوارض عبارة عن بنية نحيلة رقيقة الجدران متحركة للغاية داخل البطن ومتجاورة عبر أعماق الأنسجة المتعددة ، مما يجعل التصوير أكثر صعوبة من الأعضاء غير المتحركة نسبيا مثل الكلى. سعت هذه الدراسة إلى إثبات العلاقة بين الأنسجة التي لوحظت بواسطة الموجات فوق الصوتية وعلم أمراض الأنسجة ، وتحديد معالم لتحديد موقع رحم الفأر ، وتحديد جدوى التقييم الطولي لسرطان بطانة الرحم. تقدم هذه الدراسة بيانات تظهر تطابقا نوعيا بين ظهور الرحم الذي تم تصويره بواسطة الولايات المتحدة وعلم أمراض الأنسجة ، بالإضافة إلى التصوير التسلسلي للفئران على مدى عدة أسابيع. تشير هذه النتائج إلى أنه يمكن استخدام الولايات المتحدة المحمولة باليد لمراقبة تطور سرطان بطانة الرحم في الفئران ، مما يخلق فرصة لجمع البيانات الطولية الفردية للفأر لدراسة سرطان الرحم دون الحاجة إلى معدات مخصصة.
Protocol
Representative Results
Discussion
يفحص هذا البروتوكول فائدة الموجات فوق الصوتية لتقييم التغيرات المورفولوجية الرحمية في تطور السرطان الغدي في الرحم في الفئران. في هذه الدراسة ، من خلال اتباع تحريض سرطان بطانة الرحم في الفئران طوليا ، تم العثور على التفاصيل التشريحية المكتشفة بواسطة الموجات فوق الصوتية لتكون مؤشرات على ع…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نحن ممتنون للتمويل من برنامج NCI Ovarian Cancer SPORE P50CA228991 ، وبرنامج تدريب ما بعد الدكتوراه 5T32OD011089 ، ووقف ريتشارد دبليو تيليندي ، جامعة جونز هوبكنز. كما تم تمويل المشروع جزئيا من خلال الإعانات المقدمة للنفقات الجارية لمؤسسات التعليم العالي الخاصة من مؤسسة الترويج والمساعدة المتبادلة للمدارس الخاصة في اليابان.
Materials
| Reagents and Equipment Used for Animal Care | |||
| Rodent Diet (2018, 625 Doxycycline) | Envigio | TD.01306 | Mouse Feed |
| Reagents and Equipment Used for Ultrasound Imaging | |||
| 10 mL injectable 0.9% NaCl | Hospira, Inc | RL-7302 | Isotonic Fluid |
| Absorbent Pad with Plastic Backing | Daigger | EF8313 | Absorbant Pads |
| Anesthesia Induction Chambers | Harvard Apparatus | 75-2029 | Induction Chamber |
| Anesthetic absorber kit with absorber canister, holder, tubing, & adapters | CWE, Inc | 13-20000 | Nose Cone and Tubing |
| Aquasonic Clear Ultrasound Gel (0.25 Liter) | Parker Laboratoies | 08-03 | Ultrasound Gel |
| BD Plastipak 3 mL Syringe | BD Biosciences | 309657 | Syringe |
| F/Air Scavenger Charcoal Canister | OMNICON | 80120 | Scavenging System for Anesthesia |
| Isoflurane, USP | Vet One | 502017 | Anesthesia Agent |
| M1050 Non-Rebreathing Mobile Anesthesia Machine | Scivena Scientific | M1050 | Anestheic Vaporizer |
| MX550S, 25-55 MHz Transducer, 15mm, Linear | VisualSonics | MX550S | Ultrasound Transducer (Probe) |
| Nair Hair Aloe & Lanolin Hair Removal Lotion – 9.0 oz | Nair | Depilliating Cream | |
| Philips Norelco Multigroomer All-in-One Trimmer Series 7000 | Philips North America | MG7750 | Clippers |
| PrecisionGlide 25 G 1" Needle | BD Biosciences | 305125 | Needle |
| Puralube Ophthalmic Ointment | Dechra | 17033-211-38 | Lubricating Eye Drops |
| Vevo 3100 Imaging System | VisualSonics | Vevo 3100 | Ultrasound Machine |
| Vevo LAB 5.6.1 | VisualSonics | Vevo LAB 5.6.1 | Ultrasound Analysis Software |
| Vinyl Heating Pad with cover, 12 x 15" | Sunbeam | 731-500-000R | Heating Pad |
| Wd Elements 2TB Basic Storage | Western Digital Elements | WDBU6Y0020BBK-WESN | Data Storage |
| Reagents and Equipment Used for Immunohistochemistry | |||
| 10% w/v Formalin | Fischer Scientific | SF98-4 | Tissue Fixation Buffer |
| Animal-Free Blocker and Diluent, R.T.U. | Vector Laboratories Inc. | SP5035 | Antibody Blocker |
| Charged Super Frost Plus Glass Slides | VWR | 4831-703 | Tissue Mounting Slides |
| Citrate Buffer | MilliporeSigma | C9999-1000ML | Epitope Retrival Buffer (pTEN) |
| Cytoseal – 60 | Thermo Scientific | 8310-4 | Resin for Slide Sealing |
| Gold Seal Cover Glass | Thermo Scientific | 3322 | Coverslide |
| Harris Modified Hematoxylin | MilliporeSigma | HHS32-1L | Counterstain Buffer |
| Hybridization Incubator (Dual Chamber) | Fischer Scientific | 13-247-30Q | Oven to Melt Parraffin |
| ImmPACT DAB Substrate, Peroxidase (HRP) | Vector Laboratories Inc. | SK-4105 | Signal Development Substrate |
| ImmPRESS HRP Goat Anti-Rabbit IgG Polymer Detection Kit, Peroxidase | Vector Laboratories Inc. | MP-7451 | Secondary IHC Antibody |
| Oster 5712 Digital Food Steamer | Oster | 5712 | Vegetable Steamer for Epitope Retrival |
| rabbit mAB anti-ARID1a | abcam | ab182560 | Primary IHC Antibody (1:1,000) |
| rabbit mAB anti-PTEN | Cell Signaling | 9559 | Primary IHC Antibody (1:100) |
| Scotts Tap Water Substitute | MilliporeSigma | S5134-100ML | "Blueing" Buffer |
| Tissue Path IV Cassette | Fischer Scientific | 22272416 | Tissue Fixation Cassette |
| Trilogy Buffer | Cell Marque | 920P-10 | Epitope Retrival Buffer (ARID1a) |
References
- Ajayi, A. F., Akhigbe, R. E. Staging of the estrous cycle and induction of estrus in experimental rodents: an update. Fertility Research and Practice. 6, 5 (2020).
- Kim, S. W., Kim, Y. Y., Kim, H., Ku, S. Y. Animal models closer to intrauterine adhesive pathology. Annals of Translational Medicine. 8 (18), 1125 (2020).
- Shi, D., Vine, D. F. Animal models of polycystic ovary syndrome: a focused review of rodent models in relationship to clinical phenotypes and cardiometabolic risk. Fertility and Sterility. 98 (1), 185-193 (2012).
- Greco, A., et al. Ultrasound biomicroscopy in small animal research: applications in molecular and preclinical imaging. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2012, 519238 (2012).
- Palsdottir, K., et al. Interobserver agreement of transvaginal ultrasound and magnetic resonance imaging in local staging of cervical cancer. Ultrasound in Obstetrics and Gynecology. 58 (5), 773-779 (2021).
- Gabrielson, K., et al. In vivo imaging with confirmation by histopathology for increased rigor and reproducibility in translational research: A review of examples, options, and resources. ILAR Journal. 59 (1), 80-98 (2018).
- Peterson, R. A., et al. Continuing education course #1: Non-invasive imaging as a problem-solving tool and translational biomarker strategy in toxicologic pathology. Toxicologic Pathology. 39 (1), 267-272 (2011).
- Pfeifer, L. F., Adams, G. P., Pierson, R. A., Singh, J. Ultrasound biomicroscopy: A non-invasive approach for in vivo evaluation of oocytes and small antral follicles in mammals. Reproduction, Fertility and Development. 26 (1), 48-54 (2013).
- Cheung, A. M., et al. Three-dimensional ultrasound biomicroscopy for xenograft growth analysis. Ultrasound in Medicine and Biology. 31 (6), 865-870 (2005).
- Snyder, C. S., et al. Complementarity of ultrasound and fluorescence imaging in an orthotopic mouse model of pancreatic cancer. BMC Cancer. 9, 106 (2009).
- Wu, G., Wang, L., Yu, L., Wang, H., Xuan, J. W. The use of three-dimensional ultrasound micro-imaging to monitor prostate tumor development in a transgenic prostate cancer mouse model. The Tohoku Journal of Experimental Medicine. 207 (3), 181-189 (2005).
- Rinaldi, S. F., et al. Ultrasound-guided intrauterine injection of lipopolysaccharide as a novel model of preterm birth in the mouse. The American Journal of Pathology. 185 (5), 1201-1206 (2015).
- Wang, T., et al. Ultrasonography in experimental reproductive investigations on rats. Journal of Visualized Experiments. 130, e56038 (2017).
- Suryo Rahmanto, Y., et al. Inactivation of Arid1a in the endometrium is associated with endometrioid tumorigenesis through transcriptional reprogramming. Nature Communications. 11, 2717 (2020).
- Pani, F., et al. Pre-existing thyroiditis ameliorates papillary thyroid cancer: Insights from a new mouse model. Endocrinology. 162 (10), bqab144 (2021).
