A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
xenografts الورم في الفئران العوز المناعي البشري هي أدوات قيمة لدراسة بيولوجيا السرطان. موصوفة بروتوكولات محددة لتوليد xenografts تحت الجلد وداخل الكبد من خلايا سرطان الكبد الإنسان أو شظايا الورم. ويرد تجديد الكبد الناجم عن استئصال الكبد الجزئي في الفئران المتلقية كاستراتيجية لتسهيل engraftment داخل الكبد.
في الجسم الحي نماذج تجريبية من سرطان الكبد (سرطان الكبد) أن ألخص هذا المرض الإنسان توفير منصة قيمة للبحث في الفيزيولوجيا المرضية المرض وقبل السريرية لتقييم علاجات جديدة. نقدم مجموعة متنوعة من الأساليب لتوليد تحت الجلد أو مثلي xenografts سرطان الكبد في الفئران العوز المناعي البشري التي يمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من التطبيقات البحثية. مع التركيز على استخدام أنسجة الورم الرئيسي من المرضى الذين يخضعون لاستئصال الجراحي كنقطة انطلاق، ونحن تصف إعداد تعليق خلية الورم أو شظايا لxenografting. وصفنا تقنيات محددة لطعم أجنبي هذه الأنسجة ط) تحت الجلد، أو ب) intrahepatically، إما عن طريق زرع الخلايا السرطانية مباشرة أو شظايا في الكبد، أو بشكل غير مباشر عن طريق حقن الخلايا في الطحال الماوس. نحن أيضا وصف استخدام الاستئصال الجزئي للكبد الفأر الأم في وقت xenografting كاستراتيجية لإحداث حالة من التجديد الكبد النشط في الماوس المتلقي التي قد تسهل engraftment داخل الكبد من الخلايا السرطانية البشرية الأولية. ويوضح النتائج المتوقعة من هذه التقنيات. وقد تم التحقق من صحة البروتوكولات وصفها باستخدام الإنسان الأساسية HCC العينات وxenografts، التي تؤدي عادة أقل بقوة من خطوط الخلايا البشرية سرطان الكبد الراسخة التي يتم استخدامها على نطاق واسع في كثير من الأحيان واستشهد في الأدب. في المقارنة مع خطوط الخلايا، ونحن نناقش العوامل التي يمكن أن تسهم في فرصة منخفضة نسبيا من سرطان الكبد الأولية في engraftment نماذج زرع الأعضاء والتعليق على القضايا الفنية التي قد تؤثر على حركية النمو طعم أجنبي. نحن أيضا تشير الأساليب التي ينبغي تطبيقها لضمان الحصول على xenografts تشبه بدقة أنسجة سرطان الكبد الأم.
سرطان الكبد (سرطان الكبد) هو خامس أكثر أنواع السرطان شيوعا في جميع أنحاء العالم والسبب الأكثر تزايدا سريعا للوفاة بالسرطان في أمريكا الشمالية. عامل الخطر الأكثر انتشارا لسرطان الكبد تليف الكبد هو، والتي تحدث بشكل متكرر نتيجة لالتهاب الكبد الفيروسي المزمن، إساءة استخدام الكحول، وأمراض المناعة الذاتية، أو اضطرابات التمثيل الغذائي الوراثية 1.
على الرغم من عبء المرض الثقيل الذي تفرضه على السكان في جميع أنحاء العالم HCC، يتم فهم الفيزيولوجيا المرضية لسرطان الكبد ضعيفا نسبيا بالمقارنة مع غيرها من أنواع السرطان الشائعة مثل القولون والمستقيم، وسرطان الثدي، أو سرطان البروستاتا. على سبيل المثال، لا تزال الأحداث الجزيئية والخلوية محددة يقود إلى تكون الأورام تكون محددة بوضوح 2. مثل معظم سرطانات الظهارية صلبة أخرى، كشفت النهج الجيني عدم التجانس في الانحرافات المرتبطة سرطان الكبد 3. وقد كشفت عدد من الدراسات النشاط المختلين من مجموعة متنوعة من مسارات إشارات تشارك في تكاثر الخلايا، سورvival، والتمايز، والأوعية الدموية 4. بالإضافة إلى ذلك، يبقى دور الخلايا الجذعية السرطانية في سرطان الكبد البيولوجيا المرضية إلى توضيح 5.
مع فهم محدود من سرطان الكبد الفيزيولوجيا المرضية، ظلت أرممنتريوم علاجات فعالة للسرطان الكبد أيضا محدودة نسبيا. المرضى في مرحلة مبكرة مع أورام الكبد تقتصر على المرشحين للعلاج العلاجية باستخدام الاجتثاث الورم أو استئصال الجراحي، على الرغم من تكرار أمر شائع. للمرضى الذين يعانون من مرض أكثر تقدما، والعلاج الكيميائي والإشعاع ذات فعالية محدودة وتستخدم في المقام الأول لمكافحة الأمراض بقصد الملطفة 6.
جودة عالية في نماذج تجريبية المجراة من سرطان الكبد الإنسان وبالتالي توفير منصة قيمة لحاجة الكثير من الأبحاث الأساسية في الفيزيولوجيا المرضية لسرطان الكبد الإنسان، وكذلك لتقييم النهج العلاجية الرواية. بالمقارنة مع استخدام خطوط الخلايا أو النماذج الماوس محددة للغاية، xenografts من الحزب الثوري المؤسسيظهرت أورام الإنسان ماري في الفئران العوز المناعي كأدوات قيمة لمثل هذه الدراسات لأنها قادرة على التلخيص الأمراض التي تصيب البشر مع الدقة العالية أثناء التقاط أيضا عدم التجانس التي موجود داخل وبين مختلف المرضى 7،8. تحقيقا لهذه الغاية، قمنا بتطوير مجموعة متنوعة من الأساليب لإنشاء xenografts سرطان الكبد في الفئران العوز المناعي البشري. في حين أن الغالبية العظمى من الدراسات المنشورة التي تنطوي على xenografts سرطان الكبد وصف استخدام خطوط الخلايا البشرية سرطان الكبد راسخة لهذا الغرض، فقد ركزنا على تحسين المقايسات جهدنا لتوليد xenografts من عينات سرطان الكبد الأولية التي تم الحصول عليها على الفور بعد استئصال الجراحي من المرضى.
قد يكون مطلوبا تقنيات xenografting مختلفة للتطبيقات البحثية المختلفة. على سبيل المثال، يتم إنشاء xenografts تحت الجلد الناتجة عن شظايا الورم بسرعة، يمكن رصدها بسهولة، وربما يكون من الأنسب للإدارة المحلية من علاجات جديدة مع مريحةرصد استجابة الورم. قد يكون xenografts داخل الكبد أكثر أهمية للدراسات المتعلقة بدور المكروية الكبدي سرطان الكبد في علم الأحياء. Xenografts المتولدة من تعليق خلية الورم ضرورية لتحديد وتوصيف مجموعات فرعية الخلايا السرطانية أو الشروع في التجارب التي تتطلب التلاعب في المختبر من خلايا الورم قبل زرع الأعضاء. وبالتالي قمنا بتطوير والتحقق من صحة البروتوكولات التالية لإنشاء تحت الجلد أو داخل الكبد xenografts من الايقاف الخلية أو شظايا الورم المشتقة من عينات سرطان الكبد الإنسان الأساسية.
ويقدم لمحة التخطيطي للبروتوكول في الشكل 1.
1. تجهيز العينات HCC الإنسان
الحصول على عينات سرطان الكبد الإنسان الأولية مع موافقة المريض الخطية وبموافقة من مجلس أخلاقيات البحوث المؤسسية. وقد أجريت هذه البروتوكولات بها في مؤسستنا مع موافقة من مجلس أخلاقيات البحوث الصحية شبكة جامعة في الامتثال لجميع المبادئ التوجيهية المؤسسية والوطنية، والدولية من أجل رفاهية الإنسان.
جمع العينات HCC جديدة في أقرب وقت ممكن بعد إجراء العمليات الجراحية تم أخذ عينات مرة واحدة مناسبة لأغراض سريرية. من الناحية المثالية ينبغي أن تأخذ هذا المكان في غضون 30 دقيقة بعد إزالة الأنسجة من المريض. كما هو موضح في الشكل 2، وشمل عينة من 1 سم على الأقل 3 تم الحصول عليها من محيط الورم هو الأمثل، والجزء المركزي من الورم قد يكون نخرية.ويفضل الأورام التي لم تتلق أي علاج قبل استئصال مثل الإشعاع، والعلاج الكيميائي، أو الاجتثاث من أجل تعظيم فرصة أن الخلايا السرطانية هي قابلة للحياة. التعامل مع الأنسجة البشرية الأساسية وفقا للبروتوكولات الحماية الشخصية القياسية للمواد biohazardous. أداء جميع التلاعبات مختبر أنسجة الورم والاستعدادات خلية في مجلس الوزراء من الدرجة الثانية للسلامة الأحيائية باستخدام تقنيات العقيم.
اختياري: بعد الخطوة 1.11، ونحن بشكل روتيني CD45 + تستنفد خلايا الإنسان (الكريات البيض) من الخلية تعليق الورم الأكبر و / أو تنقية مجموعات فرعية من الخلايا السرطانية باستخدام التدفق الخلوي أو الخرز immunomagnetic. بروتوكولات مفصلة عن هذه التقنيات موصوفة بشكل جيد من قبل الشركات المصنعة للأجسام ذات الصلة، والخرز، وأجهزة قياس التدفق الخلوي.
ملاحظة: وصف بروتوكول أعلاه يمكن أن تستخدم أيضا لمعالجة ورم xenografts الإنسان تحصد من الفئران من أجل أداء زرع المسلسل، واستبدال الأنسجة طعم أجنبي للأنسجة سرطان الكبد الإنسان الأساسي في الخطوة 1.1. في هذه الحالة، بعد الخطوة 1.11، ونحن تستنزف بشكل روتيني تسلل خلايا الفئران من تعليق خلية باستخدام الأجسام المضادة ضد المستضد الماوس التوافق النسيجي H2K.
2.Xenografting
إجراء كافة الإجراءات الحيوانية في الامتثال للبروتوكولات المعتمدة من قبل لجنة رعاية الحيوان المؤسسية. وقد تم الانتهاء من الإجراءات الموضحة في هذه الوثيقة تحت محددة بروتوكول استخدام الحيوان التي وافقت عليها لجنة رعاية الحيوان شبكة الصحة جامعة وفقا والامتثال لجميع الجهات ذات العلاقة التنظيمية والمؤسسية واللوائح والمبادئ التوجيهية.
معدات للتسليم من وكلاء مخدر متقلبة الاستنشاق للحيوانات الصغيرة ينبغي أن تستخدم وفقا لإجراءات التشغيل الموحدة للمنشأة الحيوان ومعهد البحوث. تنفيذ جميع العمليات الجراحية باستخدام تقنية العقيم وأدوات معقمة في مجلس الوزراء من الدرجة الثانية للسلامة الأحيائية. استخدام غير البدناء السكري نقص المناعة الشديد مجتمعة (NOD / SCID) أو NOD / SCID / انترلوكين 2 مستقبلات غاما سلسلة فارغة (مجموعة موردي المواد النووية) سلالات من الفئران من كلا الجنسين في 6-8 أسابيع من العمر (مختبر جاكسون، بار هاربور، ME) 9،10. هؤلاءيجب أن يضم الفئران وصيانتها في منشأة قادرة على توفير ظروف مناسبة خالية من مسببات الأمراض للحيوانات العوز المناعي.
إعداد الفئران لإجراء عملية جراحية في غرفة توريد 5٪ (ت / ت) استنشاق isoflurane وفي 1 لتر / دقيقة من الأوكسجين. الحفاظ على التخدير حتى يكون هناك فقدان منعكس القرنية وأخمص القدمين في الحيوان (ق). لxenografting تحت الجلد، ويحلق واحد أو أكثر من مجالات صغيرة على ظهر الحيوان (ق) وتطهير الجلد مع الايثانول 70٪. لxenografting داخل الكبد، يحلق الصدر والبطن بطني من الحيوان (ق) من الإبطين وصولا الى المنطقة الأربية وتطهير الجلد مع الايثانول 70٪.
2.1 زرع تحت الجلد من شظايا ورم
2.2 الحقن تحت الجلد من الخلايا السرطانية
2.3 زرع داخل الكبد من شظايا ورم
2.4 زرع الخلايا السرطانية داخل الكبد عبر الحقن المباشر في الكبد
2.5 Xenografting داخل الكبد من الخلايا السرطانية عن طريق الحقن في الطحال
2.6 استئصال الكبد الجزئي لتسهيل داخل الكبد Engraftment من نسيج الورم الإنسان
2.7 رعاية ما بعد الجراحة
يوضح الشكل 3 مظهر نموذجي من تحت الجلد طعم أجنبي HCC الإنسان وظهور الأنسجة المقابلة للورم. تطوير ونمو xenografts تحت الجلد يمكن رصدها بسهولة عن طريق الفحص اليومي من الفئران المتلقية. الفاصل الزمني بين xenografting وتطوير ورم قد تختلف اختلافا كبيرا تبعا لنوع من الأنسجة (ال...
وصفناها مجموعة متنوعة من التقنيات لإقامة تحت الجلد وداخل الكبد xenografts سرطان الكبد في الفئران العوز المناعي البشري التي يمكن تطبيقها على مجموعة واسعة من الأسئلة التجريبية والمقايسات. في حين xenografts تحت الجلد وقد استخدمت على نطاق واسع لدراسة مختلف جوانب سرطان الكبد الب?...
يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.
وأيد هذا العمل من قبل المعاهد الكندية لأبحاث الصحة المرحلة 1 جائزة الطبيب-ساينتست (AG) وغرانت التشغيل من جمعية أبحاث السرطان (AG). المؤلفون ممتنون للدكتور جون ديك لدعمه لهذا المشروع.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Dulbecco’s Mod. Eagle Medium/Ham’s F12 50/50 Mix x1(DMEM-F12) | WISENT Bioproducts | 319-075-CL | |
Collagenase TypeIV | Sigma-Aldrich | C5138 | |
Dispase II | Stemcell Technologies | 7923 | |
Matrigel Matrix | Becton-Dickinson Biosciences | 354234 | |
10 % Buffered Formalin solution | Sigma-Aldrich | HT501128 | |
0.9 % Saline Solution (NaCl), sterile | House Brand | 1011-L8001 | |
Betadine surgical scrub | Purdue Pharma | NPN 00158313 | |
Buprenorphine (Temegesic) NR 0.3 mg/ml | Reckitt Benckiser | ||
Isoflurane USP, 99.9 %, inhalation anesthetic | Pharmaceutical Partners of Canada Inc. | M60302 | |
Tear-Gel | Novartis Pharmaceuticals | ||
Frozen section compound | VWR | 95057-838 | |
Cryomold, Tissue -Tek | Sakura Finetek | 4566 | |
Precision Glide Needle 18G 1 ½ | Becton-Dickinson Biosciences | 305196 | |
Precision Glide Needle 27G ½ | Becton-Dickinson Biosciences | 305109 | |
Insulin syringe, 3/10 cc U-100, 29G½ | Becton-Dickinson Biosciences | 309301 | |
Surgical blade No.10 | Feather Safety Razor Co. | 08-916-5A | |
#5-0 Soft silk surgical suture, 3/8" taper point needle | Syneture | VS-880 | |
Transpore surgical tape | 3M Health care | 1577-1 | |
Cotton applicator | Medpro | 018-425 | |
Surgicel, oxidized regenerated cellulose | Ethicon | 1951 | |
Cell strainer 100 μm nylon | Becton-Dickinson Biosciences | 352360 | |
Magnification lighting with mobile base | Benson medical Industries Inc. | model: RLM-CLT-120V | |
Petridish sterile 100x20 mm | Sarstedt | 821474 | |
Tissue forcep, 1x2 teeth, 4-1/2" | Almedic | A10-302 | |
Adson dressing forcep 4-3/4" | Almedic | A10-220 | |
Eye dressing forcep, serrated, straight, 4" | Almedic | A19-560 | |
Hartman Hemostatic Forceps, curved, 3-1/2" | Almedic | A12-142 | |
Iris scissor, curved, 4-1/4" | Almedic | A8-690 | |
Iris scissor, straight, 4-1/2" | Almedic | A8-684 | |
Olsen-Hegan needle driver, 5-1/2" | Almedic | A17-228 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved