A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
نقدم نموذج غشاء chorioallantoic الدجاج كبديل، قابل للزرع، في نموذج الجسم الحي لتطعيم خطوط خلايا سرطان النساء والمسالك البولية والأورام المشتقة من المريض.
نماذج الماوس هي الاختبارات القياسية في دراسات السرطان في الجسم الحي. ومع ذلك، أدت التكلفة والوقت والاعتبارات الأخلاقية إلى دعوات لبديل في نماذج السرطان في الجسم الحي. يوفر نموذج غشاء الدجاج (CAM) بديلًا سريعًا وغير مكلف يسمح بالتصور المباشر لتطور الورم ومناسب للتصوير في الجسم الحي. على هذا النحو، سعينا لتطوير بروتوكول الأمثل لتطعيم الأورام النسائية والمسالك البولية في هذا النموذج، الذي نقدم هنا. ما يقرب من 7 أيام بعد الإخصاب ، يتم نقل خلية الهواء إلى الجانب الوعائي من البيض ، حيث يتم إنشاء فتحة في القشرة. ثم يمكن أن الأورام من المورين وخطوط الخلايا البشرية والأنسجة الأولية أن تتطعيم. وعادة ما تزرع هذه في خليط من مصفوفة خارج الخلية والمتوسطة لتجنب التشتت الخلوي وتوفير الدعم الغذائي حتى الخلايا تجنيد إمدادات الأوعية الدموية. قد تنمو الأورام بعد ذلك لمدة تصل إلى 14 يومًا إضافيًا قبل تفقيس البيض. من خلال زرع الخلايا المنقولة بشكل ثابت مع لوسيفيراز اليراعة ، يمكن استخدام التصوير الحيوي للكشف الحساس عن نمو الورم على الغشاء والخلايا السرطانية المنتشرة في جميع أنحاء الجنين. يمكن استخدام هذا النموذج لدراسة الورم والغزو والانبثاث والفعالية العلاجية. نموذج CAM الدجاج يتطلب وقتا أقل بكثير والموارد المالية بالمقارنة مع نماذج المورين التقليدية. نظرًا لأن البويضات لا تُحصى المناعة وتتسم بالمناعة، فمن المحتمل أن يتم زرع الأنسجة من أي كائن حي دون الحيوانات المعدلة وراثياً المكلفة (مثل الفئران) اللازمة لزرع الأنسجة البشرية. ومع ذلك، فإن العديد من مزايا هذا النموذج يمكن أن تكون أيضا القيود، بما في ذلك وقت توليد الورم القصير وحالة مناعة/مناعة متسامحة. بالإضافة إلى ذلك، على الرغم من أن جميع أنواع الأورام المعروضة هنا في engraft نموذج غشاء chorioallantoic الدجاج، يفعلون ذلك مع درجات متفاوتة من نمو الورم.
وقد عملت الفئران ككائن تقليدي نموذجي لدراسة الأمراض البشرية، بما في ذلك الأورام الخبيثة. كما الثدييات، فإنها تشترك في العديد من أوجه التشابه مع البشر. وقد سمحت درجة عالية من التشابه الجيني التلاعب المعدلة وراثيا من جينوم الماوس لتوفير نظرة هائلة في السيطرة الجينية للأمراض البشرية1. وقد أدت الخبرة الواسعة في التعامل مع الفئران وتجريبها في كونها النموذج المفضل للبحوث الطبية الحيوية. ومع ذلك ، بالإضافة إلى المخاوف الأخلاقية والعلمية بشأن نماذج المورين ، فإنها يمكن أن تكون مكلفة للغاية وتستغرق وقتًا طويلاً2،3. يمكن أن يستغرق تطور الأورام أسابيع أو حتى أشهر. السكن في مؤسسة نموذجية وحدها يمكن أن تعمل في مئات إلى آلاف الدولارات في حين أن الأورام تتطور. سرطان المبيض هو مثال على هذا العيب لأن نموه في نماذج مورين يمكن أن يستغرق أشهرا بسهولة. التأخير في التقدم البحثي يحتمل أن تؤثر على مرضى سرطان المبيض منخفضة باستمرار 5 سنوات معدل البقاء على قيد الحياة من 47٪ فقط (أي زيادة في البقاء على قيد الحياة فقط 10٪ على مدى 30 عاما)4. وبالمثل، تشكل سرطانات المسالك البولية (سرطانات الكلى والبروستاتا والمثانة) 19% من جميع حالات السرطان في الولايات المتحدة و11% من الوفيات المرتبطة بالسرطان4. وهكذا، فإن رواية في الجسم الحي لنهج لدراسة أمراض النساء وسرطان المسالك البولية يمكن أن توفر مختبر الكثير من الوقت، والعمل، والمال، حتى لو تم تطبيق هذا النموذج فقط على تجارب الفحص الأولي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤثر تسارع نتائج البحوث الناتج عن ذلك بشكل كبير على 177,000 شخص يتم تشخيصهم بهذه السرطانات سنويًا.
نموذج كام الدجاج يقدم العديد من المزايا التي تعالج القضايا المذكورة أعلاه. نموذج شعبي لدراسة تولد الأوعية5،6، غزو الخلايا السرطانية7،8، والانبثاث7،9، وقد تم بالفعل استخدام نموذج الفرخ الجنين CAM لدراسة العديد من أشكال السرطان ، بما في ذلك الورم الدبقي10،11،12، سرطان الخلايا الحرشفية الرأس والرقبة13،14، سرطان الدم15،16، سرطان البنكرياس17، و سرطان القولون والمستقيم18. بالإضافة إلى ذلك، تم إنشاء نماذج CAM للورم الأرومي العصبي19، سرطان الغدد الليمفاوية بيركيت20، سرطان الجلد21، والفيساركوما القطط22. وقد قدمت الدراسات السابقة أيضا تطعيم سرطان المثانة23 وخطوط خلايا سرطان البروستاتا24، ولكن مع تفاصيل بروتوكول محدودة. ليس فقط البيض أرخص بكثير من الفئران ، ولكنها تنتج أيضا نتائج قابلة للاستنساخ للغاية25،26. أنها تظهر تطور الأوعية الدموية السريع، ويمكن أن يحدث تطعيم الورم في أسرع بضعة أيام وتصور طوليا من خلال النافذة المفتوحة. مع الإطار الزمني 21 يوما بين تخصيب البويضة والفقس، يمكن الانتهاء من التجارب في غضون أسابيع قليلة. وعلاوة على ذلك، فإن انخفاض التكلفة، ومحدودية الاحتياجات السكنية، وصغر الحجم يسمحان بسهولة بإجراء تجارب واسعة النطاق من شأنها أن تكون مانعة لدراسات الفئران.
لذلك ، سعينا إلى تحسين نموذج CAM لتطعيم سرطانات أمراض النساء والمسالك البولية. نظرًا لحالة نقص المناعة لجنين الدجاج المبكر27، يمكن زرع كل من الخلايا الماوسية والبشرية بسهولة. على هذا النحو، نجحنا في تطعيم سرطانالمبيض والكلى والبروستاتا والمثانة. لكل من هذه الأنواع من الأورام, CAM يقبل بسهولة المورين المنشأة و / أو خطوط خلايا الورم البشري. الأهم من ذلك، يمكن أن الأنسجة الورم البشري الأولية حصادها حديثا أيضا إينجرافمنالمن الخلايا المهضمة أو قطع من الأنسجة الصلبة مع معدلات عالية من النجاح. كل من هذه الأنواع السرطان ومصادر الخلايا يتطلب التحسين، والتي نشارك هنا.
تم استعراض جميع التجارب المعروضة هنا والموافقة عليها من قبل اللجان الأخلاقية المناسبة في جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس (UCLA). تمت الموافقة على استخدام الأورام البشرية الأولية غير المحددة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية في جامعة كاليفورنيا (أرقام البروتوكول 17-000037 و 17-001169 و 11-001363). في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجليس، لا يلزم مراجعة لجنة بحوث الحيوان للتجارب باستخدام أجنة الدجاج. مطلوب موافقة البروتوكول فقط عندما سيتم تفقيس البيض. ومع ذلك، تم استخدام أفضل الممارسات، مثل إرشادات AVMA للقتل الرحيم للحيوانات، للتعامل مع أجنة الدجاج بشكل أخلاقي وتجنب الألم قدر الإمكان. ويُحث الباحثون على التحقق من متطلبات الرقابة في مؤسستهم قبل الشروع في إجراء دراسات باستخدام نماذج CAM.
1. إعداد البيض
2. فتح البيض
ملاحظة: يجب أن يتم فتح البيض عندما تكون CAM قد تطورت بالكامل. هذا هو عادة في يوم التنمية 7 أو 8.
3. إعداد تعليق الخلايا السرطانية للزرع (الخيار 1)
ملاحظة: هذا هو أن تكتمل قبل الزرع، والتي ينبغي أن تتم بشكل مثالي بين الأيام 7 و 10. يرجى الاطلاع على الملاحظات في بداية الخطوة 5 أو 6 للحصول على مزيد من المعلومات حول تاريخ الزرع. وقد استخدم هذا النهج لجميع خطوط الخلايا وهضم ورم سرطان الكلى المستزرع.
4. إعداد قطع الورم للزرع (الخيار 2)
ملاحظة: هذا هو أن تكتمل قبل زرع، والتي ينبغي أن تتم بشكل مثالي بين الأيام 7 و 10. يرجى الاطلاع على الملاحظات في بداية الخطوة 5 أو 6 للحصول على مزيد من المعلومات حول تاريخ الزرع. تم زرع سرطانالمبيض والمثانة الأولية كقطع ورم.
5. زرع باستخدام حلقة غير لاصقة (الخيار 1)
ملاحظة: قد يتم زرع الخلايا بداية من يوم التطوير 7 إذا تم تطوير CAM بالكامل. يمكن أن يحدث الزرع في أي وقت قبل الفقس الذي يسمح بوقت كاف لتطوير الورم والتجربة المرجوة ، ولكن لاحظ أن الخلايا المناعية للجنين تبدأ في أن تكون موجودة حوالي اليوم 10 بعد الإخصاب27. معدل نمو الورم يختلف اختلافا كبيرا حسب نوع الخلية ويحتاج إلى تحديد تجريبي لنوع الخلية من الفائدة. تم زرع سرطان المبيض وخلايا سرطان البروستاتا باستخدام طريقة الحلقة غير اللاصقة. لاحظ أنه عند عدم توفر حلقة غير لاصقة، قد يتم قطع طرف أنبوب إلى حجم مماثل واستخدامه.
6. زرع دون حلقة غير لاصقة (الخيار 2)
ملاحظة: قد يتم زرع الخلايا بداية من يوم التطوير 7 إذا تم تطوير CAM بالكامل. يمكن أن يحدث الزرع في أي وقت قبل الفقس الذي يسمح بوقت كاف لتطوير الورم والتجربة المرجوة ، ولكن لاحظ أن الخلايا المناعية للجنين تبدأ في أن تكون موجودة حوالي اليوم 10 بعد الإخصاب27. وقد استخدمت هذه الطريقة لزرع خلايا سرطان الخلايا الكلوية وخلايا سرطان المثانة.
7. تصوير الإضاءة الحيوية من الأورام لوسيفيراز اليراعة
ملاحظة: إذا تم نقل الخلايا المزروعة بشكل ثابت مع الجين ترميز لوسيفراز اليراعة أو غيرها من عوامل التصوير، ثم يمكن تصور الأورام الناتجة باستخدام التصوير الإنارة الحيوية. لا ينصح التصوير الفلوري على البيض سليمة بسبب خلفية عالية من قشر البيض. هذا هو تحليل نقطة النهاية ، حيث أن فتح القشرة يقلل بشكل كبير من البقاء على قيد الحياة. قد يتم التصوير بالأورام في أي وقت يناسب الاحتياجات التجريبية وسرعة نمو الورم. ومع ذلك ، في المتوسط ، يفقس البيض بعد 21 يومًا من التخصيب. لذلك، يوم التطوير 18 هو نقطة نهاية مناسبة لتجنب الفقس غير المرغوب فيها.
8. حصاد الأورام
ملاحظة: قد يتم حصاد الأورام في أي وقت يتناسب مع الاحتياجات التجريبية وسرعة نمو الورم. ومع ذلك ، في المتوسط ، يفقس البيض بعد 21 يومًا من التخصيب. لذلك، يوم التطوير 18 هو نقطة نهاية مناسبة لتجنب الفقس غير المرغوب فيها.
حتى الآن ، وجدنا أن هذه الطريقة في الزرع ناجحة لسرطان المبيض والكلى والبروستاتا والمثانة. تم تحسين كل منها لتحديد شروط محددة للزرع ، على الرغم من أنه قد تكون هناك مرونة. من أنواع الورم المختبرة ، كان نمو سرطان المبيض أقل وضوحًا ولا يظهر عادة ً دون مساعدة من التصوير الحيوي
توسيع الورم وتطعيم باستخدام نموذج CAM يسمح نمو الورم أسرع ويمكن ملاحظته مباشرة من الموجودة في نماذج الحيوانات الحي. وبالإضافة إلى ذلك، فإن التكاليف تكون أقل بكثير بمجرد الانتهاء من الشراء الأولي للمعدات، لا سيما بالمقارنة مع تكلفة الفئران التي لا تنقصها المناعة. تسمح الحالة الأولية المنق?...
وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.
ويود المؤلفان أن يشكرا الدكتور فويوهيكو تامانوي وبينه فو على التدريب الأولي على هذه الطريقة. وكانت المناقشات مع الدكتورة إيفا كوزيوليك مفيدة في تحسين هذا النهج وحظيت بتقدير كبير. لم يكن هذا العمل ممكناً بدون تمويل من المصادر التالية: زمالة ما بعد الدكتوراه في برنامج أبحاث الأمراض المرتبطة بالتبغ (27FT-0023، إلى ACS)، وزارة الدفاع (وزارة الدفاع) برنامج أبحاث سرطان المبيض (W81XWH-17-1-0160)، NCI/NIH (1R21CA216770)، برنامج أبحاث الأمراض المرتبطة بالتبغ جائزة تجريبية عالية التأثير (27IR-0016)، والدعم المؤسسي في جامعة كاليفورنيا، بما في ذلك منحة بذور JCCC (NCI/NIH P30CA016042) ومنحة 3R من مكتب نائب المستشار للبحوث إلى LW.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
-010 Teflon (PTFE) White 55 Duro Shore D O-Rings | The O-Ring Store | TEF010 | Nonstick ring for cell seeding. 1/4"ID X 3/8"OD X 1/16"CS Polytetrafluoroethylene (PTFE). |
C4-2 | ATCC | CRL-3314 | Human prostate cancer cell line. |
CWR22Rv1 | CWR cells were the kind gift of Dr. David Agus (Keck Medicine of University of Southern California) | ||
Cytokeratin 8/18 Antibody (C-51) | Novus Biologicals | NBP2-44929-0.02mg | Used at a dilution of 1:100 for immunohistochemical analysis of human ovarian CAM tumors. |
D-Luciferin Firefly, potassium salt | Goldbio | LUCK-1G | |
Delicate Operating Scissors; Curved; Sharp-Sharp; 30mm Blade Length; 4-3/4 in. Overall Length | Roboz Surgical | RS6703 | This is provided as an example. Any similar curved scissors would work as well. |
Dremel 8050-N/18 Micro 8V Max Tool Kit | Dremel | 8050-N/18 | This kit contains all necessary tools. |
Fertilized chicken eggs (Rhode Island Red - Brown, Lab Grade) | AA Lab Eggs Inc. | N/A | A local egg supplier would need to be identified, as this supplier only delivers regionally. |
HT-1376 | ATCC | CRL-1472 | Human bladder cancer cell line. |
Hovabator Genesis 1588 Deluxe Egg Incubator Combo Kit | Incubator Warehouse | HB1588D-NONE-1102-1588-1357 | Other egg incubators may be used, but their reliability would need to be verified. After implantation, a cell incubator with the CO2 disabled may also be used. |
ID8 | Not commercially available, please see PMID: 10753190. | ||
Incu-Bright Cool Light Egg Candler | Incubator Warehouse | 1102 | Other candlers may be used; however, this is preferred among those that we have tested. This candler is included in the aforementioned incubator kit. |
Iris Forceps, 10cm, Curved, Serrated, 0.8mm tips | World Precision Instrument | 15915 | This is provided as an example. Any similar curved forceps would work as well. Multiple brands have been used for this method. |
Isoflurane | Clipper Distributing | 0010250 | |
IVIS Lumina II In Vivo Imaging System | Perkin Elmer | ||
Matrigel Membrane Matrix HC; LDEV-Free | Corning | 354248 | Extracellular matrix solution |
MyC-CaP | ATCC | CRL-3255 | Murine prostate cancer cell line. |
Portable Pipet-Aid XP Pipette Controller | Drummond Scientific | 4-000-101 | Any similar pipet controller would be appropriate. |
PrecisionGlide Hypodermic Needles | BD | 305196 | This is provided as an example. Any 18G needle would work similarly. |
RENCA | ATCC | CRL-2947 | |
Semken Forceps | Fine Science Tools | 11008-13 | This is provided as an example. Any similar forceps or another style that suits researcher preference would be appropriate. |
SKOV3 | ATCC | HTB-77 | Human ovarian cancer cell line. |
Specimen forceps | Electron Microscopy Sciences | 72914 | This is provided as an example. The forceps used for pulling away the shell for bioluminescence imaging are approximately 12.8 cm long with 3 mm-wide tips. |
Sterile Cotton Balls | Fisherbrand | 22-456-885 | This is provided as an example. Any sterile cotton balls would suffice. |
Stirring Rods with Rubber Policeman; 5mm diameter, 6 in. length | United Scientific Supplies | GRPL06 | This is provided as an example. Any similar glass stir rods would work as well. |
T24 | ATCC | HTB-4 | Human bladder cancer cell line. |
Tegaderm Transparent Dressing Original Frame Style 2 3/8" x 2 3/4" | Moore Medical | 21272 | |
Tissue Culture Dishes, 10 cm diameter | Corning | 353803 | This is provided as an example. Any similar, sterile 10-cm dish may be used. Tissue culture treatment is not necessary. |
Tygon Clear Laboratory Tubing - 1/4 x 3/8 x 1/16 wall (50 feet) | Tygon | AACUN017 | This is provided as an example. Any similarly sized tubing would work as well. |
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