使用光转换追踪肺转移瘤的肿瘤细胞播散

摘要

我们提出了一种研究肺转移肿瘤细胞再播散的方法，涉及肺转移的选择性光转化手术方案，然后鉴定三级器官中的红化肿瘤细胞。

摘要

转移 - 癌症的全身扩散 - 是癌症相关死亡的主要原因。虽然转移通常被认为是一个单向过程，其中来自原发肿瘤的细胞播散和播种转移，但现有转移中的肿瘤细胞也可以 在称为“转移转移”或“转移转移播种”的过程中重新播散并在三级部位产生新的病变。转移到转移播种可能会增加转移负担，降低患者的生活质量和生存率。因此，了解这种现象背后的过程对于完善转移性癌症患者的治疗策略至关重要。

对转移到转移播种知之甚少，部分原因是后勤和技术限制。关于转移到转移播种的研究主要依赖于测序方法，这对于研究转移到转移播种事件的确切时间或促进或预防它们的研究人员来说可能不实用。这凸显了缺乏促进转移到转移播种研究的方法。为了解决这个问题，我们开发并描述了一种用于肺转移的选择性光转化的小鼠手术方案，允许对从肺到三级部位的肿瘤细胞进行特异性标记和命运跟踪。据我们所知，这是研究肿瘤细胞再扩散和从肺部转移到转移的唯一方法，不需要基因组分析。

引言

转移是癌症相关死亡的主要原因¹.当原发肿瘤的细胞扩散到全身并增殖到远处器官中临床可检测到的肿瘤时，就会发生转移性癌症 ^2,3。

尽管转移通常被认为是肿瘤细胞从原发肿瘤扩散并定植在远处器官的单向过程⁴，但越来越多的临床和实验证据表明，一个更复杂的多向过程正在发挥作用。已经表明，循环肿瘤细胞可以重新接种原发肿瘤（如果仍然存在）5,6,7,8,9，来自现有转移灶的肿瘤细胞可以移动到三级部位并产生新的病变10,11,12,13.事实上，最近的基因组分析证据表明，一些转移性病变不是来自原发性肿瘤，而是....

研究方案

本协议中描述的所有程序均已按照脊椎动物使用的指南和规定执行，包括阿尔伯特爱因斯坦医学院机构动物护理和使用委员会的事先批准。

在手术前，使用表达光转换/光开关蛋白质的癌细胞在小鼠中产生肺转移;已经发表了几种肺转移产生的方案 26,27,28。

1. 手术准备

1. 为小鼠准备（脱毛和插管）、手术和恢复准备不同的工作区域。
2. 在高压灭菌器中对所有手术器械进行消毒。
   注意：由于此手术仅使用尖端技术，因此可以使用热珠灭菌器对器械进行再灭菌以进行后续手术。
3. 打开加热的手术平台，使其达到并稳定在37-40°C。
4. 用5%异氟烷诱导麻醉，然后将异氟烷降低至3%。在整个手术过程中定期进行脚趾捏合测试，以评估麻醉充分性。
5. 将麻醉的小鼠置于右侧卧位。通过在该区域涂抹脱毛膏去除左上胸部/侧身的毛发（见 图 1A）。用水蘸湿一块纱布或纸巾，然后擦去头发和脱毛膏。必要时重复，直到从手术区域去除所有毛发。
   注意： 不要将脱毛霜留在鼠标上超过 20 秒，因为这会损坏皮肤。<....

讨论

在本文中，我们描述了一种用于肺中肿瘤细胞选择性光转化的手术方案。该技术使研究人员能够选择性地标记肺部的肿瘤细胞，并通过在以后的时间点在整个身体中重新识别它们来跟踪它们的命运，从而促进对肺转移转移的研究。使用该方案，可以可视化接受光转换手术的小鼠的大脑，肝脏和非光转换右肺中的光转换细胞，表明这些细胞从光转换的肺转移瘤重新形成到这些三级部位。我们在小鼠?.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
0-30 V, 0-3 A Power Supply	MPJA	9616 PS
12 VDC, 1.2 A Unregulated Plug Supply	MPJA	17563 PD
28 G 1 mL BD Insulin Syringe	BD	329410
400 nm light emitting diode array lamp	LedEngin Inc.	897-LZPD0UA00	Photoconversion lamp, custom-built (individual parts included below)
5-0 braided silk suture with RB-1 cutting needle	Ethicon, Inc.	774B
9 cm 2-0 silk tie	Ethicon, Inc.	LA55G
Baytril 100 (enrofloxacin)	Bayer (Santa Cruz Biotechnology)	sc-362890Rx	Antibiotic used in drinking water
Buprenorphine	Hospira	0409-2012-32	Analgesic
Cables (Cable Assemblies) 2.1 DC JACK-STRAIGHT 72"  BLACK/ZIP CORD	Mouser	172-7426-E
Cables (Cable Assemblies) 2.5 JK-ST 72" ZIP CD	Mouser	172-0250
Chlorhexidine solution	Durvet	7-45801-10258-3	Chlorhexidine Disinfectant Solution
Compressed air canister	Falcon	DPSJB-12
Extra Fine Micro Dissecting Scissors 4" Straight Sharp/Sharp 24 mm	Roboz Surgical	RS-5912	Sharp Micro Dissecting Scissors
Fiber-optic illuminator	O.C. White Company	FL3000	Used during mouse intubation
Gemini Cautery Kit	Harvard Apparatus	726067	Cautery pen
Germinator 500	CellPoint Scientific	GER 5287-120V	Bead Sterilizer
Graefe forceps	Roboz	RS-5135
High power LEDs - single color ultraviolet 90 watts	Mouser	LZP-D0UA00
Infrared heat lamp	Braintree Scientific	HL-1
Isoflurane SOL 250 mL PVL	Covetrus	29405	Anesthetic
Isoflurane vaporizer	SurgiVet	VCT302
Jacobson needle holder with lock	Kalson Surgical	T1-140
Labeling tape	Fisher Scientific	S68702
LED Lighting Reflectors CREE MP-L SNGL LENS REFLECTOR & LOC PIN	Mouser	928-C11395TM
Long cotton tip applicators	Medline Industries	MDS202055
Masscool / Soccket 478 / Intel Pentium 4/Celeron up to 3.4GHz / Ball Bearing / Copper Core / CPU Cooling Fan	CompUSA	#S457-1023
Micro Dissecting Scissors 4" Straight Blunt/Blunt	Roboz Surgical	RS-5980	Blunt Micro Dissecting Scissors
Murine ventilator	Kent Scientific	PS-02	PhysioSuite
Nair Hair Removal Lotion	Amazon	B001RVMR7K	Depilatory cream
Personnet mini retractor	Roboz	RS-6504	Retractor
Phosphate Buffered Saline 1x	Fisher Scientific	14190144	PBS
pLenti.CAG.H2B-Dendra2.W	Addgene	51005	Dendra2 lentivirus
Puralube	Henry Schein Animal Health	008897	Eye Lubricant
Rodent intubation stand	Braintree Scientific	RIS 100
Small animal lung inflation bulb	Harvard Apparatus	72-9083
SurgiSuite Multi-Functional Surgical Platform for Mice, with Warming	Kent Scientific	SURGI-M02	Heated surgical platform
Test Leads 48" TEST LEAD BANANA - Black	Mouser	565-1440-48-0
Test Leads 48" TEST LEAD BANANA - Red	Mouser	565-1440-48-2
Tracheal catheter	Exelint International	26746	22 G catheter
Wound closing system veterinary kit	Clay Adams	IN015	Veterinary surgical stapling kit