Die Autoren möchten sich Michele Allen von der National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) der National Institutes of Health (NIH) für großzügig teilen ihre Expertise in der Maus-Phänotypisierung Methoden und für ihre laufende technische Unterstützung, sowie für danken Timothy Jagd des NHLBI uns helfen, die Schutzvorrichtung zu entwickeln. Diese Studie wird von der Abteilung für Interne Forschung des Nationalen Instituts für Pflegeforschung des NIH, und ein Teil der Validierung Studie unterstützt durch einen Zuschuss von der Oncology Nursing Society Foundation unterstützt.

Ethik-Erklärung: Diese Studie wurde von der National Institutes of Health (NIH) Animal Care und Use Committee genehmigt wurde. Alle Ermittler an die Behandlung der Tiere und die Messung der Studie Ergebnisse wurden entsprechend geschult durch die NIH Office of Animal Care und Verwenden und dem National Heart, Lung, and Blood Institute Murine Phänotypisierung Kern nehmen. Alle Aspekte von Tierversuchen, Wohnen und Umweltbedingungen in dieser Studie verwendet wurden , in Übereinstimmung mit der Führung für die Pflege und Verwendung von Labortieren 11. 1. Gehäuse und Versuchstiere HINWEIS: Haus männlichen C57BL / 6 - Mäuse (rund fünf Wochen alt bei der Ankunft) individuell während des gesamten Experiments und bieten freien Zugang zu Nahrung und Wasser. Alle Käfige sind auf einem 12:12 Stunden Hell-Dunkel-Zyklus mit der Lichtphase beginnt um 6 Uhr morgens und Dunkelphase um 6 Uhr gehalten. <ol><li> Identifizieren Sie die Mäuse und ordnen sie den einzelnen Standard ventilated Mäusekäfige. Lassen Sie 24 Stunden nach der Identifizierungsverfahren für die Wiederherstellung. HINWEIS: Schwanz Tätowierung wird als Mittel zur Identifizierung empfohlen, um die Möglichkeit auszuschließen, dass eine Ohrmarke in einem Laufrad verfangen könnten. Tattoo eine Nummer auf dem Schwanz jeder Maus, mit der Nummer auf dem Schwanz Anpassung der Zahl geschrieben auf dem Käfig des Maus. </li><li> Lassen Sie Mäuse in ihre Käfige für mindestens drei Tage zu akklimatisieren, jede Maus sanft für einen Zeitraum von drei Minuten pro Tag Handhabung. </li></ol> 2. Laufrad Akklimatisierung und Baseline <ol><li> Einzuführen, um die Mäuse zu einzelnen VWRA Käfige, die jeweils mit einem Laufrad für kontinuierliche Aufzeichnung auf einen elektronischen Zähler verbunden ausgestattet. HINWEIS: Alle Rad-Zähler auf einen Computer über eine einzige USB-Schnittstelle anschließen (siehe Materialliste). Die Computersoftware berechnet die Anzahl der Radumdrehungen, zurückgelegte Strecke, und die Durchschnittsgeschwindigkeit über jeden vorgesehenen Zeitintervall des spezifizierten Gesamt duration. Sobald die Aufzeichnung stoppt, werden die Daten automatisch sowohl als Text und als Tabellen gespeichert. </li><li> Die Speicherung von VWRA durch die Computer-Software-Schnittstelle. Stellen Sie die Aufnahmeintervalle bis zu einer Stunde und die Dauer von mindestens fünf Tagen. Weiterhin VWRA Aufnahme mindestens fünf Tage. HINWEIS: Am Ende von Schritt 2.2 alle Mäuse eine relativ konsistente Menge der täglichen Radfahr Aktivität erreichen sollte. Wenn nicht, dann identifizieren und keine Ausreißer auszuschließen. </li><li> Stoppen Sie VWRA durch die Software-Schnittstelle der Aufnahme und gibt die Mäuse auf ihre Standardkäfigen in Schritt 1.1 beschrieben (Käfige ohne Räder ausgeführt wird). </li><li> Randomize Mäuse entweder in schein-bestrahlten Kontroll oder bestrahlten Gruppen. </li></ol> 3. Die Bestrahlung Hinweis: Führen Sie die folgenden Schritte für alle Mäuse in beiden Gruppen, einmal pro Tag für drei aufeinander folgenden Tagen. Behandeln Sie Mäuse in der gleichen jeden Tag um. <ol><li> Anästhesieren jeder Maus durch intraperitoneale Injektion vona Ketamin (100 mg / kg) und Xylazin (10 mg / kg) -Mischung. </li><li> Bestätigen Anästhesie mit einer Zehe Prise und verwenden Salbe auf die Augen Trockenheit während der Narkose zu verhindern. </li><li> Übertragen Sie die narkotisierten Maus in eine Bleiabschirmung Gerät. Ordnen Sie die Maus in die Abschirmung, so dass nur die untere Bauch- / Beckenbereich ausgesetzt ist. HINWEIS: Die Abschirmung von zwei Blei besteht &quot;Boxen&quot; , mit einem schmalen offenen Raum zwischen dem die Strahlenexposition zu einem kleinen, Zielregion der Maus ermöglicht (siehe Abbildung 1). </li><li> Verwenden Sie medizinische Band die Unterseite der Maus den Schwanz in Position innerhalb der Abschirmung zu sichern. HINWEIS: Schritt 3.4 ist optional, aber so kann dabei helfen, sicherzustellen, dass die Position der Maus nicht während des folgenden Schritt nicht ändert. </li><li> Transport der Abschirmvorrichtung in die Bestrahlungsvorrichtung, um sicherzustellen, dass das Tier Position innerhalb der Abschirmung gehalten wird. </li><li> Wenn die Maus in der Bestrahlungsgruppe ist, liefern 800 cGy an einem dose Rate von etwa 110 cGy / min. Wenn die Maus in der Sham-Bestrahlung Kontrollgruppe ist, lassen Sie die Maus in der inaktiven Beleuchter für die äquivalente Zeit. HINWEIS: Die optimale Bestrahlungs Einstellungen auf dem jeweiligen Gerät ab. Die Dosisleistung von 110 cGy / min von einer 137 Cesium Quelle geliefert ist die zentrale Dosisrate des Bestrahlungs hier verwendet. Die Belichtungszeit wurde angepasst, um die gewünschte Gesamtdosis von 800 cGy zu erreichen. </li><li> Entfernen Sie die Maus aus der Bestrahlungsvorrichtung und Abschirmung, und dann wieder in seine ursprüngliche, Standardkäfig erwähnt in Schritt 1.1. </li><li> Kontinuierlich die Maus überwachen, bis es ausreichend, das Bewusstsein zu halten Brustlage wiedergewonnen hat. </li></ol> 4. Strahleninduzierte Fatigue Mess <ol><li> Am Tag nach der Beendigung von drei aufeinanderfolgenden Tagen nach der Bestrahlung, übertragen die Mäuse auf ihre individuellen VWRA Käfige in Schritt 2.1 beschrieben. </li><li> Nehmen Sie VWRA, wie in Schritt 2.2 beschrieben hier außer den AufzeichnungseinstelltasteDauer um mehr als 15 Tage. Am Ende der 15 Tage, manuell stoppen VWRA durch die Software-Schnittstelle aufnehmen. HINWEIS: Die Daten von jeder Aufzeichnungsperiode werden automatisch als Tabellen gespeichert werden, von denen jeder die Drehung, Distanz und Geschwindigkeitsmessungen für alle Tiere (Spalten) und in allen Abständen (Zeilen) während der gesamten Dauer der Aufzeichnung. Am Ende des Experiments gibt es zwei von der Aufnahme-Software erzeugten Tabellen: eine für die Vorbestrahlung VWRA, und eine für die post-Bestrahlung VWRA. </li></ol>

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M., Brene, S., Baumans, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+assessment+of+intermittent+wheel+running+and+individual+housing+in+mice+in+the+laboratory.">Behavioral assessment of intermittent wheel running and individual housing in mice in the laboratory.</a> J Appl Anim Welf Sci. 8 (3), 157-173 (2005).</li><li>Knab, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repeatability+of+exercise+behaviors+in+mice.">Repeatability of exercise behaviors in mice.</a> Physiol Behav. 98 (4), 433-440 (2009).</li><li>Novak, C. M., Burghardt, P. R., Levine, J. 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L., Barry, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stress+responses+of+rats+to+acute+body+or+neck+restraint.">Stress responses of rats to acute body or neck restraint.</a> Physiol Behav. 5 (4), 443-448 (1970).</li><li>Iwakawa, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Different+radiation+susceptibility+among+five+strains+of+mice+detected+by+a+skin+reaction.">Different radiation susceptibility among five strains of mice detected by a skin reaction.</a> J Radiat Res. 44 (1), 7-13 (2003).</li><li>Travis, E. L., Peters, L. J., McNeill, J., Thames, H. 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Diese Forschung wurde von der Abteilung für Interne Forschung, Nationales Institut für Pflegeforschung, National Institutes of Health.

Wir haben ein Protokoll durch gezielte Bestrahlung peripheren beschrieben, ohne verwirrende Morbidität oder Mortalität eine Reduktion von VWRA in Mäusen zu induzieren. Wichtig ist, dass eine einfache Schutzvorrichtung erlaubt Bestrahlung in diesem Protokoll konsequent eine gewünschte Region, zur Beschränkung der Bestrahlungen erhalten von Patienten mit Becken-Krebs nachahmt. Im Gegensatz zu bestehenden CRF - Modelle beteiligt Gehirn oder Ganzkörperbestrahlung 8, <sup class="xref"...

Krebs-related fatigue (CRF) ist eine schmerzliche und teure Erkrankung , die häufig Patienten Behandlungen empfangen Krebs betrifft 1. Die Müdigkeit ist weder proportional zur aktuellen Aktivitäten noch durch Ruhe gelindert, und es ist mit einer Vielzahl von Störungen auf die Stimmung, Motivation, Aufmerksamkeit und Kognition 2 im Zusammenhang verbunden. Die biologischen Ursachen von CRF sind unbekannt, obwohl es in vielen Fällen gezeigt wurde , mit einer Entzündung und Cytokinspiegel, in einigen Fällen auch mit Hämoglobinwerte und die Funktion der verschiedenen Hormonsysteme (siehe Saligan et al. 3 für eine Überprüfung der biologischen korrelieren Studien von CRF). Kontrollierte Studien an Tiermodellen sind notwendig, um das Verhalten und die Biologie mit diesem komplexen Bedingung verbunden zu verstehen. Während tumorbedingten 4 oder im Zusammenhang mit Chemotherapie 5, 6 FettIgue hat in Nagetiermodellen kann die Ätiologie von CRF sein behandlungsspezifische untersucht worden. Um CRF untersuchen im Zusammenhang mit Strahlentherapie, hat unsere Gruppe entwickelte kürzlich ein Mausmodell der Strahlung verursachte Ermüdung 7. Im Gegensatz zu bestehenden CRF - Modelle beteiligt Gehirn oder Ganzkörperbestrahlung 8, 9, erforscht dieses Modell wie eine Veränderung der zentral-driven Verhalten, wie Müdigkeit, kann durch eine peripher-gezielt Bestrahlungsvorgang ausgelöst werden. Das hier beschriebene Verfahren ist so konzipiert, Bestrahlungstherapie an Patienten mit Krebs verabreicht Becken zu modellieren, Bleiabschirmung mit der unteren Bauch / Beckenbereich mit einer Bestrahlung abzuzielen. Jedoch durch die Bleiabschirmung oder seine Anordnung relativ zu Versuchstieren Modifizierung könnte dieses Verfahren die Bestrahlung der anderen Teile des Körpers zu modellieren angepasst werden. Freiwillige Rad-Laufaktivität (VWRA) wird verwendet, um ermüdungs ​​wie behavio messenr; weil es sich um ein freiwilliges und normales Verhalten ist 10, sollte es die gleichzeitige Verwendung anderer Verhaltens- und biologischen Tests ermöglichen. Wir haben festgestellt , dass periphere Bestrahlung ausreichend ist VWRA bei Mäusen zu reduzieren , ohne offenkundige Morbidität 7 verursacht. Zukünftige Experimente mit diesem Modell helfen Auswirkungen der peripheren Bestrahlung auf das Immunsystem und andere biologische Signalgebung sowie die nachgelagerten Veränderungen im zentralen Nervensystem kann sich herausstellen, dass Defizite im Zusammenhang mit CRF produzieren kann.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1098">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:255px;">C57BL/6 Mice</td>
			<td style="width:135px;">Charles River</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:591px;">Strain code 027 (http://www.criver.com/products-services/basic-research/find-a-model/c57bl-6n-mouse)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Ketamine HCl</td>
			<td style="width:135px;">Putney</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:591px;">100 mg/ml stock solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Xylazine HCl</td>
			<td style="width:135px;">Lloyd Laboratories</td>
			<td></td>
			<td style="width:591px;">100 mg/ml stock solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Rodent Tattoo System</td>
			<td style="width:135px;">AIMS</td>
			<td style="width:119px;">ATS-3</td>
			<td>http://animalid.com/lab-animal-identification-systems/ats-3-general-rodent-tattoo-system</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:255px;">Lead Shielding Apparatus</td>
			<td style="width:135px;">(custom made)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:591px;">One-inch thick lead shielding arranged as two boxes with a one-inch thick gap between them for targeted irradiation</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:255px;">Plexiglass shielding container</td>
			<td style="width:135px;">(custom made)</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:591px;">Plexiglass container filled with styrofoam. Styrofoam cutouts hold the lead shielding in place.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">GammaCell 40 Exactor</td>
			<td style="width:135px;">Best Theratronics</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>http://www.theratronics.ca/product_gamma40.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">RAD Disk Ultra</td>
			<td style="width:135px;">Best Theratronics</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>http://www.theratronics.ca/product_rad.html</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;">Mouse Single Activity Wheel Chamber</td>
			<td style="width:135px;">Lafayette Instrument Company</td>
			<td style="width:119px;">#80820</td>
			<td>http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=980</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:255px;">Activity Wheel Counter for Computer Monitoring</td>
			<td style="width:135px;">Lafayette Instrument Company</td>
			<td style="width:119px;">#86061</td>
			<td>http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1052</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:255px;">Modular Cable for Wheel Counters</td>
			<td style="width:135px;">Lafayette Instrument Company</td>
			<td style="width:119px;">#86051-7</td>
			<td>http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1046</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:255px;">USB Computer Interface for Activity Wheel Counters</td>
			<td style="width:135px;">Lafayette Instrument Company</td>
			<td style="width:119px;">#86056A</td>
			<td>http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1047</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:255px;">Activity Wheel Monitor Software</td>
			<td style="width:135px;">Lafayette Instrument Company</td>
			<td style="width:119px;">#86065</td>
			<td>http://www.lafayetteneuroscience.com/product_detail.asp?itemid=1053</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a mouse model of fatigue induced by peripheral irradiation

Krebs-related fatigue (CRF) ist eine schmerzliche und teure Erkrankung, die häufig Patienten Behandlungen empfangen Krebs betroffen sind, einschließlich Strahlentherapie. Hier beschreiben wir eine Methode gezielt periphere Bestrahlung mit ermüdungs ​​Verhalten bei Mäusen zu induzieren. Bei entsprechender Abschirmung zielt die Bestrahlung der unteren Bauch- / Beckenbereich der Maus, um das Gehirn zu schonen, in dem Bemühen, Strahlenbehandlung von Personen mit Becken-Krebs erhalten zu modellieren. Wir liefern eine Bestrahlungsdosis, die ausreichend ist Müdigkeit artiges Verhalten bei Mäusen zu induzieren, gemessen durch freiwillige Rad laufende Tätigkeit (VWRA), ohne offensichtliche Morbidität verursacht. Da Radfahr eine normale, freiwillige Verhalten bei Mäusen ist, sollte seine Verwendung haben wenig verwirrende Wirkung auf andere Verhaltenstests oder biologische Maßnahmen. Daher kann Radfahr als machbar Ergebnis Maßnahme verwendet werden, um die Verhaltens- und biologischen Korrelate von Müdigkeit zu verstehen. CRF ist ein komplexer Zustand mit häufigen CoMorbiditäten und hat wahrscheinlich Ursachen sowohl für Krebs und seine verschiedenen Behandlungen im Zusammenhang. Die Verfahren in diesem Papier beschrieben sind nützlich für die strahlungsinduzierte Veränderungen zu untersuchen, die für die Entwicklung von CRF und generell dazu beitragen, die biologische Netzwerke zu erforschen, die die Entwicklung und Persistenz einer peripher ausgelöst, sondern zentral getriebene Verhalten wie Müdigkeit erklären kann .

Drei Chargen von Mäusen wurden durch das Protokoll laufen oben beschrieben. Es gab insgesamt 16 Schein und 20 bestrahlten (2400 cGy, 3 x 800 cGy / Tag) Mäusen. Nach drei aufeinander folgenden Tagen der Bestrahlung zeigten die bestrahlten Gruppe VWRA signifikant reduziert im Vergleich zu den schein (gemischte ANOVA mit wiederholten Messungen: Haupteffekt der Bestrahlungsbehandlung, F 1,13 = 19,233, p &lt;0,001). Der Effekt war signifikant für die ersten sieben Tage nach der ...

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A Mouse Model of Fatigue Induced by Peripheral Irradiation

Wir beschreiben ein Verfahren gezielt periphere Bestrahlung mit ermüdungs ​​Verhalten bei Mäusen zu induzieren. Die gewählte nicht-tödliche Strahlungsdosis führt zu einer einwöchigen Reduzierung der freiwilligen Rad laufenden Tätigkeit.

Ein Maus-Modell der Fatigue, induziert durch Peripheral Bestrahlung

Cancer-related fatigue (CRF) is a distressing and costly condition that often affects patients receiving cancer treatments, including radiation therapy. ...

a-mouse-model-of-fatigue-induced-by-peripheral-irradiation

Research

JoVE Journal

Cancer Research

7.8K Aufrufe.  National Institutes of Health.  Wir beschreiben ein Verfahren gezielt periphere Bestrahlung mit ermüdungs ​​Verhalten bei Mäusen zu induzieren. Die gewählte nicht-tödliche Strahlungsdosis führt zu einer einwöchigen Reduzierung der freiwilligen Rad laufenden Tätigkeit. 

Serie: A Mouse Model of Fatigue Induced by Peripheral Irradiation

Fluorescent Orthotopic Mouse Model of Pancreatic Cancer

Pancreatic cancer remains one of the cancers for which survival has not improved substantially in the last few decades. Only 7% of diagnosed patients will survive longer than five years. In order to understand and mimic the microenvironment of pancreatic tumors, we utilized a murine orthotopic model of pancreatic cancer that allows non-invasive imaging of tumor progression in real time. Pancreatic cancer cells expressing green fluorescent protein (PANC-1 GFP) were suspended in basement membrane matrix, high concentration, (e.g., Matrigel HC) with serum-free media and then injected into the tail of the pancreas via laparotomy. The cell suspension in the high concentration basement membrane matrix becomes a gel-like substance once it reaches room temperature; therefore, it gels when it comes in contact with the pancreas, creating a seal at the injection site and preventing any cell leakage. Tumor growth and metastasis to other organs are monitored in live animals by using fluorescence. It is critical to use the appropriate filters for excitation and emission of GFP. The steps for the orthotopic implantation are detailed in this article so researchers can easily replicate the procedure in nude mice. The main steps of this protocol are preparation of the cell suspension, surgical implantation, and whole body fluorescent in vivo imaging. This orthotopic model is designed to investigate the efficacy of novel therapeutics on primary and metastatic tumors.

A procedure to implant green fluorescent protein-expressing pancreatic cancer cells (PANC-1 GFP) orthotopically into the pancreas of Balb-c Ola Hsd-Fox1nu mice to assess tumor progression and metastasis is presented here.

Fluoreszierende orthotopen Mausmodell des Bauchspeicheldrüsenkrebs

Pancreatic cancer remains one of the cancers for which survival has not improved substantially in the last few decades. Only 7% of diagnosed patients will ...

Forschung

Krebsforschung

Transduction-Transplantation Mouse Model of Myeloproliferative Neoplasm

Transduction-transplantation is a quick and efficient way to model human hematologic malignancies in mice. This technique results in expression of the gene of interest in hematopoietic cells and can be used to study the gene's role in normal and/or malignant hematopoiesis. This protocol provides a detailed description on how to perform transduction-transplantation using calreticulin (CALR) mutations recently identified in myeloproliferative neoplasm (MPN) as an example. In this protocol whole bone marrow cells from 5-flurouracil (5-FU) treated donor mice are transduced with a retrovirus encoding mutant CALR and transplanted into lethally irradiated syngeneic hosts. Donor cells expressing mutant CALR are marked with green fluorescent protein (GFP). Transplanted mice develop an MPN phenotype including elevated platelets in the peripheral blood, expansion of megakaryocytes in the bone marrow, and bone marrow fibrosis. We provide a step-by-step account of how to generate retrovirus, calculate viral titer, transduce whole bone marrow cells, and transplant into irradiated recipient mice.

This manuscript provides a description of the methodology used to establish transduction-transplantation mouse models. A detailed account is given of technical errors to avoid when performing bone marrow transplants. A clear understanding should be gained of the importance of high viral titer, transfection/transduction, and irradiation.

Transduction-Transplantation Maus-Modell der myeloproliferativen Neoplasien

Transduction-transplantation is a quick and efficient way to model human hematologic malignancies in mice. This technique results in expression of the ...

Isolation of Circulating Tumor Cells in an Orthotopic Mouse Model of Colorectal Cancer

Despite the advantages of easy applicability and cost-effectiveness, subcutaneous mouse models have severe limitations and do not accurately simulate tumor biology and tumor cell dissemination. Orthotopic mouse models have been introduced to overcome these limitations; however, such models are technically demanding, especially in hollow organs such as the large bowel. In order to produce uniform tumors which reliably grow and metastasize, standardized techniques of tumor cell preparation and injection are critical. 
We have developed an orthotopic mouse model of colorectal cancer (CRC) which develops highly uniform tumors and can be used for tumor biology studies as well as therapeutic trials. Tumor cells from either primary tumors, 2-dimensional (2D) cell lines or 3-dimensional (3D) organoids are injected into the cecum and, depending on the metastatic potential of the injected tumor cells, form highly metastatic tumors. In addition, CTCs can be found regularly. We here describe the technique of tumor cell preparation from both 2D cell lines and 3D organoids as well as primary tumor tissue, the surgical and injection techniques as well as the isolation of CTCs from the tumor-bearing mice, and present tips for troubleshooting.

We describe the establishment of orthotopic colorectal tumors via injection of tumor cells or organoids into the cecum of mice and the subsequent isolation of circulating tumor cells (CTCs) from this model.

Isolierung von zirkulierenden Tumorzellen in einem orthotopischen Mausmodell des Darmkrebses

Despite the advantages of easy applicability and cost-effectiveness, subcutaneous mouse models have severe limitations and do not accurately simulate ...

A Genetically Engineered Mouse Model of Sporadic Colorectal Cancer

Despite the advantages of easy applicability and cost-effectiveness, colorectal cancer mouse models based on tumor cell injection have severe limitations and do not accurately simulate tumor biology and tumor cell dissemination. Genetically engineered mouse models have been introduced to overcome these limitations; however, such models are technically demanding, especially in large organs such as the colon in which only a single tumor is desired.
As a result, an immunocompetent, genetically engineered mouse model of colorectal cancer was developed which develops highly uniform tumors and can be used for tumor biology studies as well as therapeutic trials. Tumor development is initiated by surgical, segmental infection of the distal colon with adeno-cre virus in compound conditionally mutant mice. The tumors can be easily detected and monitored via colonoscopy. We here describe the surgical technique of segmental adeno-cre infection of the colon, the surveillance of the tumor via high-resolution colonoscopy and present the resulting colorectal tumors.

A protocol for the establishment of a genetically engineered mouse model of colorectal cancer by segmental adeno-cre infection and its surveillance via high-resolution colonoscopy is presented.

Ein genetisch manipuliertes Mausmodell des sporadischen Darmkrebses

Despite the advantages of easy applicability and cost-effectiveness, colorectal cancer mouse models based on tumor cell injection have severe limitations ...

Tumor Engraftment in a Xenograft Mouse Model of Human Mantle Cell Lymphoma

B lymphocytes are key players in immune cell circulation and they mainly home to and reside in lymphoid organs. While normal B cells only proliferate when stimulated by T lymphocytes, oncogenic B cells survive and expand autonomously in undefined organ niches. Mantle cell lymphoma (MCL) is one such B cell disorder, where the median survival rate of patients is 4 - 5 years. This calls for the need of effective mechanisms by which the homing and engraftment of these cells are blocked in order to increase the survival and longevity of patients. Therefore, the effort to develop a xenograft mouse model to study the efficacy of MCL therapeutics by blocking the homing mechanism in vivo is of utmost importance. Development of animal recipients for human cell xenotransplantation to test early stage drugs have long been pursued, as relevant preclinical mouse models are crucial to screen new therapeutic agents. This animal model is developed to avoid human graft rejection and to establish a model for human diseases, and it may be an extremely useful tool to study disease progression of different lymphoma types and to perform preclinical testing of candidate drugs for hematologic malignancies, like MCL. We established a xenograft mouse model that will serve as an excellent resource to study and develop novel therapeutic approaches for MCL.

Mantle cell lymphoma (MCL) is a difficult to treat B cell disorder and it is equally difficult to establish a xenograft mouse model of primary MCL to study and develop therapeutics. Here, we describe the successful establishment of MCL xenografts in mice to help understand its underlying biology.

Tumor Engraftment in einem Xenograft-Maus-Modell der menschlichen Mantel-Zell-Lymphom

B lymphocytes are key players in immune cell circulation and they mainly home to and reside in lymphoid organs. While normal B cells only proliferate when ...

Development of a Human Preclinical Model of Osteoclastogenesis from Peripheral Blood Monocytes Co-cultured with Breast Cancer Cell Lines

The crosstalk between tumor cells and bone cells in the bone microenvironment is crucial to understanding the mechanism of bone metastasis formation. We developed an in vitro fully human preclinical model of a co-culture of breast cancer cells and monocytes undergoing differentiation towards osteoclasts. We optimized a model of osteoclastogenesis starting from a sample of peripheral blood collected from healthy donors. Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) were first separated by density gradient centrifugation, seeded at a high density and induced to differentiate by adding two growth factors (GFs): receptor activator of nuclear factor-&#954;B ligand (RANKL) and macrophage colony-stimulating factor (MCSF). The cells were left in culture for 14 days and then fixed and analyzed by downstream analysis. In osteolytic bone metastases, one of the effects of cancer cell arrival in bone is the induction of osteoclastogenesis. We thus challenged our model with co-cultures of breast cancer cells to study the differentiation power of cancer cells with respect to GFs. A straightforward way of studying cancer cell-osteoclast interaction is to perform indirect co-cultures based on the use of conditioned medium collected from breast cancer cell cultures and mixed with fresh medium. This mixture is then used to induce osteoclast differentiation. We also optimized a method of direct co-culture in which cancer cells and monocytes undergoing differentiation share the medium and exchange secreted factors. This is a significant improvement over the original indirect co-culture method as researchers can observe the reciprocal interactions of the two cell types and perform downstream analyses for both cancer cells and osteoclasts. This method enables us to study the effect of drugs on the metastatic bone microenvironment and to seed cell lines other than those derived from breast cancer. The model can also be used to study other diseases such as osteoporosis or other bone conditions.

This protocol describes development of an in vitro human preclinical model of osteoclastogenesis from peripheral blood monocytes cultured with breast cancer cell lines to mimic the cancer cell-osteoclast interaction. The model could be used to further our understanding of bone metastasis formation and improve therapeutic options.

Entwicklung eines menschlichen präklinischen Modell der Osteoclastogenesis aus peripherem Blut Monozyten Co mit Brustkrebszelllinien kultiviert

The crosstalk between tumor cells and bone cells in the bone microenvironment is crucial to understanding the mechanism of bone metastasis formation. We ...

PET and MRI Guided Irradiation of a Glioblastoma Rat Model Using a Micro-irradiator

For decades, small animal radiation research was mostly performed using fairly crude experimental setups applying simple single-beam techniques without the ability to target a specific or well-delineated tumor volume. The delivery of radiation was achieved using fixed radiation sources or linear accelerators producing megavoltage (MV) X-rays. These devices are unable to achieve sub-millimeter precision required for small animals. Furthermore, the high doses delivered to healthy surrounding tissue hamper response assessment. To increase the translation between small animal studies and humans, our goal was to mimic the treatment of human glioblastoma in a rat model. To enable a more accurate irradiation in a preclinical setting, recently, precision image-guided small animal radiation research platforms were developed. Similar to human planning systems, treatment planning on these micro-irradiators is based on computed tomography (CT). However, low soft-tissue contrast on CT makes it very challenging to localize targets in certain tissues, such as the brain. Therefore, incorporating magnetic resonance imaging (MRI), which has excellent soft-tissue contrast compared to CT, would enable a more precise delineation of the target for irradiation. In the last decade also biological imaging techniques, such as positron emission tomography (PET) gained interest for radiation therapy treatment guidance. PET enables the visualization of e.g., glucose consumption, amino-acid transport, or hypoxia, present in the tumor. Targeting those highly proliferative or radio-resistant parts of the tumor with a higher dose could give a survival benefit. This hypothesis led to the introduction of the biological tumor volume (BTV), besides the conventional gross target volume (GTV), clinical target volume (CTV), and planned target volume (PTV).
At the preclinical imaging lab of Ghent University, a micro-irradiator, a small animal PET, and a 7 T small animal MRI are available. The goal was to incorporate MRI-guided irradiation and PET-guided sub-volume boosting in a glioblastoma rat model.

In the past, small animal irradiation was usually performed without the ability to target a well-delineated tumor volume. The goal was to mimic the treatment of human glioblastoma in rats. Using a small animal irradiation platform, we performed MRI-guided 3D conformal irradiation with PET-based sub-volume boosting in a preclinical setting.

PET und MRT geführte Bestrahlung von einem Glioblastom Rattenmodell mit einer Mikro-Moorpackung

For decades, small animal radiation research was mostly performed using fairly crude experimental setups applying simple single-beam techniques without ...

Evaluating the Role of Mitochondrial Function in Cancer-related Fatigue

Fatigue is a common and debilitating condition that affects most cancer patients. To date, fatigue remains poorly characterized with no diagnostic test to objectively measure the severity of this condition. Here we describe an optimized method for assessing mitochondrial function of PBMCs collected from fatigued cancer patients. Using a compact extracellular flux system and sequential injection of respiratory inhibitors, we examined PBMC mitochondrial functional status by measuring basal mitochondrial respiration, spare respiratory capacity, and energy phenotype, which describes the preferred energy pathway to respond to stress. Fresh PBMCs are readily available in the clinical setting using standard phlebotomy. The entire assay described in this protocol can be completed in less than 4 hours without the involvement of complex biochemical techniques. Additionally, we describe a normalization method that is necessary for obtaining reproducible data. The simple procedure and normalization methods presented allow for repeated sample collection from the same patient and generation of reproducible data that can be compared between time points to evaluate potential treatment effects.

Our goal was to develop a practical protocol to evaluate mitochondrial dysfunction associated with fatigue in cancer patients. This innovative protocol is optimized for clinical use involving only standard phlebotomy and basic laboratory procedures.

Bewertung der Rolle der mitochondrialen Funktion in krebsbedingte Fatigue

Fatigue is a common and debilitating condition that affects most cancer patients. To date, fatigue remains poorly characterized with no diagnostic test to ...

Important Endpoints and Proliferative Markers to Assess Small Intestinal Injury and Adaptation using a Mouse Model of Chemotherapy-Induced Mucositis

Intestinal adaptation is the natural compensatory mechanism that occurs when the bowel is lost due to trauma. The adaptive responses, such as crypt cell proliferation and increased nutrient absorption, are critical in recovery, yet poorly understood. Understanding the molecular mechanism behind the adaptive responses is crucial to facilitate the identification of nutrients or drugs to enhance adaptation. Different approaches and models have been described throughout the literature, but a detailed descriptive way to essentially perform the procedures is needed to obtain reproducible data. Here, we describe a method to estimate important endpoints and proliferative markers of small intestinal injury and compensatory hyperproliferation using a model of chemotherapy-induced mucositis in mice. We demonstrate the detection of proliferating cells using a cell cycle specific marker, as well as using small intestinal weight, crypt depth, and villus height as endpoints. Some of the critical steps within the described method are the removal and weighing of the small intestine and the rather complex software system suggested for the measurement of this technique. These methods have the advantages that they are not time-consuming, and that they are cost-effective and easy to carry out and measure.

Here, we present a protocol to establish important endpoints and proliferative markers of small intestinal injury and compensatory hyperproliferation using a model of chemotherapy-induced mucositis. We demonstrate the detection of proliferating cells using a cell cycle specific marker and using small intestinal weight, crypt depth, and villus height as endpoints.

Wichtige Endpunkte und proliferative Marker zur Beurteilung von kleinen Darmverletzungen und Anpassung mit einem Mausmodell der Chemotherapie-induzierten Mukositis

Intestinal adaptation is the natural compensatory mechanism that occurs when the bowel is lost due to trauma. The adaptive responses, such as crypt cell ...

An Oncogenic Hepatocyte-Induced Orthotopic Mouse Model of Hepatocellular Cancer Arising in the Setting of Hepatic Inflammation and Fibrosis

The absence of a clinically relevant animal model addressing the typical immune characteristics of hepatocellular cancer (HCC) has significantly impeded elucidation of the underlying mechanisms and development of innovative immunotherapeutic strategies. To develop an ideal animal model recapitulating human HCC, immunocompetent male C57BL/6J mice first receive a carbon tetrachloride (CCl4) injection to induce liver fibrosis, then receive histologically-normal oncogenic hepatocytes from young male SV40 T antigen (TAg)-transgenic mice (MTD2) by intra-splenic (ISPL) inoculation. Androgen generated in recipient male mice at puberty initiates TAg expression under control of a liver-specific promoter. As a result, the transferred hepatocytes become cancer cells and form tumor masses in the setting of liver fibrosis/cirrhosis. This novel model mimics human HCC initiation and progression in the context of liver fibrosis/cirrhosis and reflects the most typical features of human HCC including immune dysfunction.

Here, we describe the development of a clinically relevant murine model of liver cancer recapitulating the typical immune features of hepatocellular cancer (HCC).

Ein onkogenes Hepatozyten-induziertes orthotopisches Mausmodell von hepatozellulärem Krebs, der bei der Einstellung von Leberentzündungen und Fibrose entsteht

The absence of a clinically relevant animal model addressing the typical immune characteristics of hepatocellular cancer (HCC) has significantly impeded ...