Name: murine prostate micro-dissection and surgical castration
Uploaded: 2016-05-11T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 49 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Murine Prostate Micro-dissection and Surgical Castration at JoVE.com

Algunas de las figuras de este manuscrito fueron generosamente proporcionadas por el laboratorio de Bart O. Williams. Los autores son apoyados por el Instituto Nacional del Cáncer otorga U54CA143803, CA163124, CA093900, CA143055 Y.

Este protocolo se reúne y sigue las directrices establecidas por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad Johns Hopkins. 1. micro-disección de una próstata de ratón <ol><li> La eutanasia a los ratones por asfixia con dióxido de carbono o un método alternativo autorizado conforme a las directrices para el cuidado y uso de animales institucionales. </li><li> Pin el ratón en una posición supina a una tabla de disección por poner un pasador a través de cada una de las cuatro patas. </li><li> Pulverizar el abdomen con 70% de etanol. </li><li> Mantenga la piel de la parte inferior del abdomen con unas pinzas, y usar las tijeras para cortar a través de la piel y el peritoneo aproximadamente 1 cm por delante del orificio del pene, cuidado de no cortar cualquier órgano. </li><li> Cortar la piel y el peritoneo de la parte inferior del abdomen, hasta ambos lados del abdomen a la caja torácica, la exposición de la cavidad peritoneal. </li><li> Identificar la vejiga y el tracto urogenital, y exponerlos moviendo suavemente los órganos de grasa y otros a un lado. </li><li> Usiunas pinzas de agarre Ng, los conductos deferentes en la base cerca de la uretra, y arrancarla. </li><li> Repita con el conducto deferente opuestos. </li><li> Con unas pinzas, agarre cuidadosamente la vejiga y tire hacia arriba, mientras que al mismo tiempo el uso de tijeras para cortar a través de la uretra por debajo de la vejiga y la próstata ventral (aproximadamente 1 cm por debajo de la base de la vejiga). Nota: A medida que la vejiga se detuvo, el (la vejiga que contiene, una sección de la uretra, todos los lóbulos de la próstata y las vesículas seminales) todo el tracto urogenital vendrá con él. Puede haber un poco de resistencia. </li><li> Coloque el tracto urogenital (UGT) en una placa de Petri que contiene 60 a 100 mm aproximadamente 5-10 ml de fosfato salino tamponado (PBS). </li><li> Realizar la parte restante del protocolo bajo un microscopio de disección. Use dos pinzas finas, una en cada mano. Mantenga la pinza &quot;como un lápiz&quot; y descansar los antebrazos en la mesa de trabajo con el fin de mantener el equilibrio ellos. </li><li> Utilice unas pinzas finas para posicionar el UGT de tal manera que la vejiga estáen la parte superior, la uretra está apuntando hacia abajo, y las vesículas seminales están colocados a ambos lados de la vejiga. </li><li> Agarre la uretra con uno fórceps y con cuidado tire de la grasa con los otros fórceps sin que se rompa la basura cualquier tejido de la próstata. Nota: Fat aparecerá relativa &quot;brillante&quot; para el tejido circundante. </li><li> Una vez que se elimina la grasa, el uso de fórceps para rasgar el tejido conectivo entre los dos lóbulos ventrales de la próstata y separarlos. </li><li> Para eliminar uno de los lóbulos ventrales, utilice uno de fórceps para agarrar un solo lóbulo ventral cerca de la punta, y el uso de las otras pinzas para agarrar ese lóbulo en la base lo más cercano a la uretra como sea posible. Mientras que aún agarrando la base del lóbulo, utilizar las otras pinzas para agarrar la uretra. Tire del lóbulo lejos de la uretra con un movimiento firme y lisa. Asegúrese de que se mantiene sin tejido de la próstata unido a la uretra. Coloque el lóbulo en el medio apropiado, dependiendo de la siguiente etapa experimental. <ol><li> Para fijar y parafina incrustar los samplio para el análisis histológico, colocar el lóbulo en 10% de formalina tamponada neutra (NBF) 8. </li><li> Coloque el lóbulo en medio de congelación, tales como PTU, para la crioconservación y el corte 8. </li><li> Coloque el lóbulo en PBS frío para el aislamiento de células individuales para la cultura o citometría de flujo 9. </li></ol></li><li> Repita el paso 1.15 con el otro lóbulo ventral. </li><li> Para eliminar uno de los lóbulos anteriores, el uso de fórceps para tirar suavemente del lóbulo lejos de la vesícula seminal, teniendo cuidado de no perforar la vesícula seminal. Una vez que el lóbulo es independiente de la vesícula seminal, y eliminar de la misma manera como el lóbulo ventral en el paso 1,15. </li><li> Repita el paso 1.17 con el otro lóbulo anterior. </li><li> Da la vuelta al tracto urogenital restante sobre tal que la próstata dorsal es visible. </li><li> Para eliminar uno de los lóbulos dorsolaterales, el uso de fórceps para rasgar el tejido conectivo entre los dos lóbulos dorsolaterales y también el tejido conectivo entre los lóbulos y tél región posterior de las vesículas seminales. Retire el lóbulo de una manera similar como el lóbulo ventral en el paso 1,15. </li><li> Repita el paso 1.20 con el otro lóbulo dorsolateral. </li></ol> 2. La castración quirúrgica Nota: Esta es una cirugía de supervivencia, por lo que la asepsia, anestesia y el tratamiento del dolor son importantes para la realización ética y exitosa de este protocolo. Siga todas las directrices para el cuidado y uso de animales institucionales. Utilice una fuente de calor externa, tal como una manta de agua de recirculación, durante el procedimiento quirúrgico para prevenir la hipotermia. No deje un animal sin vigilancia hasta que se haya recuperado el conocimiento suficiente para mantener decúbito esternal. No devuelva un animal que ha sido sometido a una cirugía para la compañía de otros animales hasta que esté completamente recuperado. Autoclave todos los instrumentos quirúrgicos antes de su uso en cirugía. <ol><li> En una superficie limpia y estéril anestesiar al ratón usando las medidas apropiadas (por ejemplo, 2% de isoflurano inhalado) y la posición de la mOuse en una posición supina. Nota: los métodos de anestesia alternativos, como la ketamina, también se pueden utilizar, dependiendo del protocolo de animales aprobado. </li><li> Comprobar los reflejos del ratón apretando los dedos de los pies. Si el ratón no reacciona, proceder al siguiente paso. Si no reacciona, espere 1-3 minutos, y puedes volver a intentarlo. Afeitar el área quirúrgica con una maquinilla de afeitar eléctrica. </li><li> Asépticamente preparar el abdomen del ratón usando alternando matorrales de etanol al 70% y el yodo o los procedimientos recomendados por el personal veterinario institucional o IACUC. </li><li> Con un bisturí estéril practicar una incisión vertical de 1 cm a través de la piel en la línea media del abdomen inferior, de aproximadamente 1,5 cm por delante del pene. </li><li> Hacer una pequeña incisión (&lt;1 cm) a través del peritoneo, cuidado de no cortar cualquier órgano. </li><li> El uso de pinzas estériles, agarre el borde del corte del peritoneo y levantarla con cuidado a fin de ser capaz de ver la cavidad peritoneal por debajo. </li><li> El uso de otro pinzas estériles, meter la mano en THe cavidad peritoneal y el agarre sea la almohadilla de grasa de testículo izquierdo o derecho, lateral a la vejiga. Tire de la almohadilla de grasa a través de la abertura en el peritoneo y la piel hasta que el testículo sale así. Tenga cuidado de no lesionar otros tejidos u órganos durante este paso. </li><li> Con un marcador de cauterio, cortar a través de la almohadilla de grasa que mantiene los testículos. Cortar lentamente a través de la arteria testicular con el lápiz cauterio Nota: Si la arteria testicular se corta demasiado rápido, puede haber sangrado excesivo y el ratón pueden tener que ser sacrificados. </li><li> Una vez que se cortan la almohadilla de grasa y la arteria, retire la almohadilla de testículo y grasa. </li><li> Repita los pasos 2.6-2.9 con el otro testículo. Nota: Un método alternativo para la eliminación de los testículos es para ligar quirúrgicamente la arteria testicular, seguido por el corte del recipiente con unas tijeras. </li><li> Suturar el peritoneo se cerró con sutura absorbible. </li><li> Grapa la piel se cerró con grapas para heridas quirúrgicas. </li><li> Administrar un analgésico para controlar el dolor, y el lugarel ratón en una jaula limpia en una jaula más caliente durante 5-10 minutos. Monitorear el ratón para detectar signos de dolor o sangrado. </li></ol>

<ol>
	<li>Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+statistics.">Cancer statistics.</a> CA Cancer J Clin. 65 (1), 5-29 (2015).</li><li>Roehrborn, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathology+of+benign+prostatic+hyperplasia.">Pathology of benign prostatic hyperplasia.</a> Int J Impot Res. 20 (suppl 3), 11-18 (2008).</li><li>Valkenburg, K. C., Williams, B. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+models+of+prostate+cancer.">Mouse models of prostate cancer.</a> Prostate Cancer. , 895238 (2011).</li><li>Shappell, S. B., 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=Prostate+pathology+of+genetically+engineered+mice:+definitions+and+classification.+The+consensus+report+from+the+Bar+Harbor+meeting+of+the+Mouse+Models+of+Human+Cancer+Consortium+Prostate+Pathology+Committee.">Prostate pathology of genetically engineered mice: definitions and classification. The consensus report from the Bar Harbor meeting of the Mouse Models of Human Cancer Consortium Prostate Pathology Committee.</a> Cancer Res. 64 (6), 2270-2305 (2004).</li><li>Valkenburg, K. C., Pienta, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drug+discovery+in+prostate+cancer+mouse+models.">Drug discovery in prostate cancer mouse models.</a> Expert Opin Drug Discov. , 1-14 (2015).</li><li>El-Alfy, M., Pelletier, G., Hermo, L. S., Labrie, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unique+features+of+the+basal+cells+of+human+prostate+epithelium.">Unique features of the basal cells of human prostate epithelium.</a> Microsc Res Tech. 51 (5), 436-446 (2000).</li><li>Prins, G. S., Huang, L., Birch, L., Pu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+estrogens+in+normal+and+abnormal+development+of+the+prostate+gland.">The role of estrogens in normal and abnormal development of the prostate gland.</a> Ann N Y Acad Sci. 1089, 1-13 (2006).</li><li>Valkenburg, K. C., 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=Activation+of+Wnt/beta-catenin+signaling+in+a+subpopulation+of+murine+prostate+luminal+epithelial+cells+induces+high+grade+prostate+intraepithelial+neoplasia.">Activation of Wnt/beta-catenin signaling in a subpopulation of murine prostate luminal epithelial cells induces high grade prostate intraepithelial neoplasia.</a> Prostate. 74 (15), 1506-1520 (2014).</li><li>Lukacs, R. U., Goldstein, A. S., Lawson, D. A., Cheng, D., Witte, O. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation,+cultivation+and+characterization+of+adult+murine+prostate+stem+cells.">Isolation, cultivation and characterization of adult murine prostate stem cells.</a> Nat Protoc. 5 (4), 702-713 (2010).</li><li>Michiel Sedelaar, J. P., Dalrymple, S. S., Isaacs, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Of+mice+and+men--warning:+intact+versus+castrated+adult+male+mice+as+xenograft+hosts+are+equivalent+to+hypogonadal+versus+abiraterone+treated+aging+human+males,+respectively.">Of mice and men--warning: intact versus castrated adult male mice as xenograft hosts are equivalent to hypogonadal versus abiraterone treated aging human males, respectively.</a> Prostate. 73 (12), 1316-1325 (2013).</li><li>Wang, X., 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=A+luminal+epithelial+stem+cell+that+is+a+cell+of+origin+for+prostate+cancer.">A luminal epithelial stem cell that is a cell of origin for prostate cancer.</a> Nature. 461 (7263), 495-500 (2009).</li><li>Pascal, L. E., 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=5alpha-Reductase+inhibition+coupled+with+short+off+cycles+increases+survival+in+the+LNCaP+xenograft+prostate+tumor+model+on+intermittent+androgen+deprivation+therapy.">5alpha-Reductase inhibition coupled with short off cycles increases survival in the LNCaP xenograft prostate tumor model on intermittent androgen deprivation therapy.</a> J Urol. 193 (4), 1388-1393 (2015).</li><li>Shen, M. M., Abate-Shen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+genetics+of+prostate+cancer:+new+prospects+for+old+challenges.">Molecular genetics of prostate cancer: new prospects for old challenges.</a> Genes Dev. 24 (18), 1967-2000 (2010).</li></ol>

Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.

Próstata micro-disección permite la experimentación de lóbulos específica y el análisis de la próstata de ratón (Figura 1). En modelos de ratones genéticamente modificados, los fenotipos se pueden observar en un lóbulo que no se ve en otros. Además, para el análisis histológico, este protocolo asegura que la máxima cantidad de tejido de la próstata puro puede ser seccionadas y teñidas, sin otros tejidos del tracto urogenital presentes en la sección. Por último, para los experimentos de...

La próstata es el sitio más común de cáncer en hombres en los EE.UU.. Cerca de 220.000 hombres cada año serán diagnosticados con cáncer de próstata, y aproximadamente 27.000 hombres sucumbirán a la enfermedad 1. Los hombres tienen un riesgo de 1 en 7 tiempo de vida de un diagnóstico de cáncer de próstata en los EE.UU. 1. Hiperplasia de próstata benigna (BPH), un agrandamiento no canceroso relacionada con la edad de la próstata, es también una condición generalizada, que afecta a más del 80% de los hombres de más de 80 2. Como tal, la próstata es el foco de una investigación considerable. Los modelos de ratón se han utilizado ampliamente para estudiar las enfermedades de la próstata 3. En general, la próstata del ratón es un excelente representante de la glándula humana 4, pero hay similitudes y diferencias entre el ratón y la anatomía y la fisiología de próstata humana 5. En ambas especies, la próstata se encuentra en la base de la vejiga, que rodea a la uretra. La glándula de la próstata humana es una única loser, dividido en cuatro zonas: central, de transición, periférica, y el estroma fibromuscular anterior. En contraste, la próstata de ratón consta de tres lóbulos pareadas en diferentes posiciones alrededor de la uretra: anterior, ventral y dorsolateral. A nivel celular, la diferencia principal es que la célula basal a la proporción de células luminal en humanos es de aproximadamente 1: 1, pero es 1: 4 en ratones 6. El estroma murino también es diferente en ratones en relación con los seres humanos - los seres humanos tienen más extensa del músculo liso, mientras que la capa muscular es mucho más delgada en la próstata murino. La adecuada identificación, disección, y la manipulación de la próstata del ratón son esenciales para la investigación de la próstata del ratón. Los niveles hormonales afectan drásticamente el desarrollo y la homeostasis de la glándula de la próstata en los seres humanos y ratones. Mientras que el estrógeno parece desempeñar un papel en el desarrollo de la próstata 7, la hormona más importante en la próstata es la testosterona. La testosterona es esencial para un desarrollo glandularmantenimiento d. Después de cualquiera de la castración física o química, aproximadamente el 90% de las células luminales en el apoptose adulto de próstata y la glándula reduce. Si se vuelve a introducir la testosterona a un individuo en condiciones de castración, la próstata es capaz de regenerarse a sí mismo a plena capacidad. La testosterona también parece conducir a cáncer de próstata, por lo que la terapia de privación de andrógenos es una estrategia terapéutica utilizada comúnmente. Sin embargo, muchos cánceres de próstata se vuelven resistentes a la privación de andrógenos. Además, los hombres sometidos a terapia de privación de andrógenos para el tratamiento del cáncer de próstata sometidos a ciclos de condiciones castrados y regeneradas. En el ratón, la castración quirúrgica, junto con la regeneración hormonal de la próstata mediante la reintroducción de la testosterona, es una herramienta importante con el que para estudiar la resistencia a la castración y los efectos de la bicicleta testosterona en la próstata. En este artículo, vamos a discutir y demostrar las técnicas apropiadas por los que pueda LOCATe y micro-diseccionar una próstata de ratón, así como quirúrgicamente castrar a un ratón.

<table><tbody><tr><td>Surgical tools</td><td>Roboz</td><td>Various</td><td></td></tr><tr><td>Formaldehyde</td><td>Sigma</td><td>F8775</td><td></td></tr><tr><td>OCT medium</td><td>VWR</td><td>25608-930</td><td>Must be placed on dry ice to freeze, and stored at -80 &amp;deg;C</td></tr><tr><td>PBS</td><td>Life Technologies</td><td>10010</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Johns Hopkins</td><td></td><td>Also available from vendors online</td></tr><tr><td>Cautery Pen</td><td>Medline</td><td>ESCT002</td><td></td></tr><tr><td>Silk suture</td><td>AD Surgical</td><td>M-S330R19</td><td></td></tr><tr><td>Surgical Wound Clips</td><td>Roboz</td><td>RS-9265</td><td></td></tr></tbody></table>

murine prostate micro-dissection and surgical castration

Mouse models are used extensively to study prostate cancer and other diseases. The mouse is an excellent model with which to study the prostate and has been used as a surrogate for discoveries in human prostate development and disease. Prostate micro-dissection allows consistent study of lobe-specific prostate anatomy, histology, and cellular characteristics in the absence of contamination of other tissues. Testosterone affects prostate development and disease. Androgen deprivation therapy is a common treatment for prostate cancer patients, but many prostate tumors become castration-resistant. Surgical castration of mouse models allows for the study of castration resistance and other facets of hormonal biology on the prostate. This procedure can be coupled with testosterone reintroduction, or hormonal regeneration of the prostate, a powerful method to study stem cell lineages in the prostate. Together, prostate micro-dissection and surgical castration opens up a multitude of opportunities for robust and consistent research of prostate development and disease. This manuscript describes the protocols for prostate micro-dissection and surgical castration in the laboratory mouse.

Todos los seis lóbulos prostáticos fueron retirados de un ratón a través de la próstata micro-disección (Figura 1). El tracto urogenital completa (UGT) se compone de todos los lóbulos de la próstata, la vejiga, vesículas seminales y la uretra (Figura 1a). El conducto deferente se une a la uretra, pero no es necesaria para la próstata micro-disección, y por lo tanto se pueden separar antes de la retirada de la UGT cortando la uretra (Fi...

Watch this Scientific Journal Video about Murine Prostate Micro-dissection and Surgical Castration at JoVE.com

Murine Prostate Micro-dissection and Surgical Castration

Este manuscrito describe los protocolos de próstata micro-disección y la castración quirúrgica en el ratón de laboratorio. También se representan los resultados representativos producidos por estos protocolos. Finalmente, se discuten las ventajas y utilización de estos protocolos.

Murino de próstata micro-disección y la castración quirúrgica

Mouse models are used extensively to study prostate cancer and other diseases. The mouse is an excellent model with which to study the prostate and has ...

murine-prostate-micro-dissection-and-surgical-castration

Research

JoVE Journal

Medicine

45.3K vistas.  Johns Hopkins University.  Este manuscrito describe los protocolos de próstata micro-disección y la castración quirúrgica en el ratón de laboratorio. También se representan los resultados representativos producidos por estos protocolos. Finalmente, se discuten las ventajas y utilización de estos protocolos. 

Video: Murine Prostate Micro-dissection and Surgical Castration

A Bioluminescent and Fluorescent Orthotopic Syngeneic Murine Model of Androgen-dependent and Castration-resistant Prostate Cancer

Orthotopic tumor modeling is a valuable tool for pre-clinical prostate cancer research, as it has multiple advantages over both subcutaneous and transgenic genetically engineered mouse models. Unlike subcutaneous tumors, orthotopic tumors contain more clinically accurate vasculature, tumor microenvironment, and responses to multiple therapies. In contrast to genetically engineered mouse models, orthotopic models can be performed with lower cost and in less time, involve the use of highly complex and heterogeneous mouse or human cancer cell lines, rather that single genetic alterations, and these cell lines can be genetically modified, such as to express imaging agents. Here, we present a protocol to surgically injecting a luciferase- and mCherry-expressing murine prostate cancer cell line into the anterior prostate lobe of mice. These mice developed orthotopic tumors that were non-invasively monitored in vivo and further analyzed for tumor volume, weight, mouse survival, and immune infiltration. Further, orthotopic tumor-bearing mice were surgically castrated, leading to immediate tumor regression and subsequent recurrence, representing castration-resistant prostate cancer. Although technical skill is required to carry out this procedure, this syngeneic orthotopic model of both androgen-dependent and castration-resistant prostate cancer is of great use to all investigators in the field.

The goal of this protocol is to demonstrate the intra-prostatic injection of prostate cancer cells, with subsequent castration. Orthotopic pre-clinical models of androgen-dependent and castration-resistant prostate cancer are critical to study the disease in the context of a clinically relevant tumor microenvironment and an immunocompetent host.

Un modelo murino Syngeneic bioluminiscente y fluorescente ortotópico de cáncer de próstata andrógeno-dependiente y resistente a la castración

Orthotopic tumor modeling is a valuable tool for pre-clinical prostate cancer research, as it has multiple advantages over both subcutaneous and ...

Investigación

Investigación sobre el cáncer

Virus Delivery of CRISPR Guides to the Murine Prostate for Gene Alteration

With an increasing incidence of prostate cancer, identification of new tumor drivers or modulators is crucial. Genetically engineered mouse models (GEMM) for prostate cancer are hampered by tumor heterogeneity and its complex microevolution dynamics. Traditional prostate cancer mouse models include, amongst others, germline and conditional knockouts, transgenic expression of oncogenes, and xenograft models. Generation of de novo mutations in these models is complex, time-consuming, and costly. In addition, most of traditional models target the majority of the prostate epithelium, whereas human prostate cancer is well known to evolve as an isolated event in only a small subset of cells. Valuable models need to simulate not only prostate cancer initiation, but also progression to advanced disease.
Here we describe a method to target a few cells in the prostate epithelium by transducing cells by viral particles. The delivery of an engineered virus to the murine prostate allows alteration of gene expression in the prostate epithelia. Virus type and quantity will hereby define the number of targeted cells for gene alteration by transducing a few cells for cancer initiation and many cells for gene therapy. Through surgery-based injection in the anterior lobe, distal from the urinary track, the tumor in this model can expand without impairing the urinary function of the animal. Furthermore, by targeting only a subset of prostate epithelial cells the technique enables clonal expansion of the tumor, and therefore mimics human tumor initiation, progression, as well as invasion through the basal membrane.
This novel technique provides a powerful prostate cancer model with improved physiological relevance. Animal suffering is limited, and since no additional breeding is required, overall animal count is reduced. At the same time, analysis of new candidate genes and pathways is accelerated, which in turn is more cost efficient.

This protocol describes a newly established method for virus delivery to the murine prostate. Using either CRISPR/Cas9 technology, gene overexpression, or Cre recombinase delivery, the technique allows orthotopic alteration of gene expression and implements a novel mouse model for prostate cancer.

Virus de la entrega de guías CRISPR para la próstata murina por alteración del gen

With an increasing incidence of prostate cancer, identification of new tumor drivers or modulators is crucial. Genetically engineered mouse models (GEMM) ...

Identification, Histological Characterization, and Dissection of Mouse Prostate Lobes for In Vitro 3D Spheroid Culture Models

Genetically engineered mouse models (GEMMs) serve as effective pre-clinical models for investigating most types of human cancers, including prostate cancer (PCa). Understanding the anatomy and histology of the mouse prostate is important for the efficient use and proper characterization of such animal models. The mouse prostate has four distinct pairs of lobes, each with their own characteristics. This article demonstrates the proper method of dissection and identification of mouse prostate lobes for disease analysis. Post-dissection, the prostate cells can be further cultured in vitro for mechanistic understanding. Since mouse prostate primary cells tend to lose their normal characteristics when cultured in vitro, we outline here a method for isolating the cells and growing them as 3D spheroid cultures, which is effective for preserving the physiological characteristics of the cells. These 3D cultures can be used for analyzing cell morphology and behavior in near-physiological conditions, investigating altered levels and localizations of key proteins and pathways involved in the development and progression of a disease, and looking at responses to drug treatments.

Genetically engineered mice are useful models for investigating prostate cancer mechanisms. Here we present a protocol to identify and dissect prostate lobes from a mouse urogenital system, differentiate them based on histology, and isolate and culture the primary prostate cells in vitro as spheroids for downstream analyses.

Identificación, caracterización histológica y disección de ratón próstata lóbulos para modelos In Vitro esferoide 3D cultura

Genetically engineered mouse models (GEMMs) serve as effective pre-clinical models for investigating most types of human cancers, including prostate ...

Generation of Tumor Organoids from Genetically Engineered Mouse Models of Prostate Cancer

Methods based on homologous recombination to modify genes have significantly furthered biological research. Genetically engineered mouse models (GEMMs) are a rigorous method for studying mammalian development and disease. Our laboratory has developed several GEMMs of prostate cancer (PCa) that lack expression of one or multiple tumor suppressor genes using the site-specific Cre-loxP recombinase system and a prostate-specific promoter. In this article, we describe our method for necropsy of these PCa GEMMs, primarily focusing on dissection of mouse prostate tumors. New methods developed over the last decade have facilitated the culture of epithelial-derived cells to model organ systems in vitro in three dimensions. We also detail a 3D cell culture method to generate tumor organoids from mouse PCa GEMMs. Pre-clinical cancer research has been dominated by 2D cell culture and cell line-derived or patient-derived xenograft models. These methods lack tumor microenvironment, a limitation of using these techniques in pre-clinical studies. GEMMs are more physiologically-relevant for understanding tumorigenesis and cancer progression. Tumor organoid culture is an in vitro model system that recapitulates tumor architecture and cell lineage characteristics. In addition, 3D cell culture methods allow for growth of normal cells for comparison to tumor cell cultures, rarely possible using 2D cell culture techniques. In combination, use of GEMMs and 3D cell culture in pre-clinical studies has the potential to improve our understanding of cancer biology.&#160;

We show a method for necropsy and dissection of mouse prostate cancer models, focusing on prostate tumor dissection. A step-by-step protocol for generation of mouse prostate tumor organoids is also presented.

Generación de organoides tumorales a partir de modelos de ratón de ingeniería genética del cáncer de próstata

Methods based on homologous recombination to modify genes have significantly furthered biological research. Genetically engineered mouse models (GEMMs) ...

Genética

An Orthotopic Murine Model of Human Prostate Cancer Metastasis

Our laboratory has developed a novel orthotopic implantation model of human prostate cancer (PCa). As PCa death is not due to the primary tumor, but rather the formation of distinct metastasis, the ability to effectively model this progression pre-clinically is of high value. In this model, cells are directly implanted into the ventral lobe of the prostate in Balb/c athymic mice, and allowed to progress for 4-6 weeks. At experiment termination, several distinct endpoints can be measured, such as size and molecular characterization of the primary tumor, the presence and quantification of circulating tumor cells in the blood and bone marrow, and formation of metastasis to the lung. In addition to a variety of endpoints, this model provides a picture of a cells ability to invade and escape the primary organ, enter and survive in the circulatory system, and implant and grow in a secondary site. This model has been used effectively to measure metastatic response to both changes in protein expression as well as to response to small molecule therapeutics, in a short turnaround time.

This orthotopic model of human prostate cancer allows for quantification of tumor size, circulating tumor cells, and formation of distinct metastasis to the lung. As cells must escape the primary organ, enter the blood stream, and implant into a secondary site, this model effectively recapitulates the scenario in humans.

Un modelo murino de cáncer de próstata humano Metástasis ortotópico

Our laboratory has developed a novel orthotopic implantation model of  human prostate cancer (PCa). As PCa death is not due to the primary tumor, but  ...

Medicina

Microdissection of Primary Renal Tissue Segments and Incorporation with Novel Scaffold-free Construct Technology

Kidney transplantation is now a mainstream therapy for end-stage renal disease. However, with approximately 96,000 people on the waiting list and only one-fourth of these patients achieving transplantation, there is a dire need for alternatives for those with failing organs. In order to decrease the harmful consequences of dialysis along with the overall healthcare costs it incurs, active investigation is ongoing in search of alternative solutions to organ transplantation. Implantable tissue-engineered renal cellular constructs are one such feasible approach to replacing lost renal functionality. Here, described for the first time, is the microdissection of murine kidneys for isolation of living corticomedullary renal segments. These segments are capable of rapid incorporation within scaffold-free endothelial-fibroblast constructs which may enable rapid connection with host vasculature once implanted. Adult mouse kidneys were procured from living donors, followed by stereoscope microdissection to obtain renal segments 200 - 300 &#181;m in diameter. Multiple renal constructs were fabricated using primary renal segments harvested from only one kidney. This method demonstrates a procedure which could salvage functional renal tissue from organs that would otherwise be discarded.

Tissue-engineered renal constructs provide a solution for the organ shortage and deleterious effects of dialysis. Here, we describe a protocol to micro dissect murine kidneys for isolation of cortico-medullary segments. These segments are implanted into scaffold-free cellular constructs, forming renal organoids.

Microdisección de segmentos de tejido Renal primaria y la incorporación con la tecnología de construcción de andamio-libre nuevo

Kidney transplantation is now a mainstream therapy for end-stage renal disease. However, with approximately 96,000 people on the waiting list and only ...

Bioingeniería

Pre-clinical Orthotopic Murine Model of Human Prostate Cancer

To study the multifaceted biology of prostate cancer, pre-clinical in vivo models offer a range of options to uncover critical biological information about this disease. The human orthotopic prostate cancer xenograft mouse model provides a useful alternative approach for understanding the specific interactions between genetically and molecularly altered tumor cells, their organ microenvironment, and for evaluation of efficacy of therapeutic regimens. This is a well characterized model designed to study the molecular events of primary tumor development and it recapitulates the early events in the metastatic cascade prior to embolism and entry of tumor cells into the circulation. Thus it allows elucidation of molecular mechanisms underlying the initial phase of metastatic disease. In addition, this model can annotate drug targets of clinical relevance and is a valuable tool to study prostate cancer progression. In this manuscript we describe a detailed procedure to establish a human orthotopic prostate cancer xenograft mouse model.

Prostate cancer is the second most common cause of cancer-related deaths in the United States. An orthotopic cancer model provides a useful approach to understand the biology of prostate cancer and to evaluate the efficacy of therapeutic regimens. This protocol describes detailed steps necessary to establish an orthotopic prostate cancer mouse model.

Preclínica modelo murino ortotópico de cáncer de próstata humano

To study the multifaceted biology of prostate cancer, pre-clinical in vivo models offer a range of options to uncover critical biological information ...

Murine Orchiectomy and Ovariectomy to Reduce Sex Hormone Production

Sex hormone signaling plays a critical role in multiple organ systems as well as in the progression of various diseases, including neurodegenerative disease. The manipulation of sex hormone levels in the murine model system allows for the study of their impact on organs/tissues and within disease progression. Orchiectomy - the surgical removal of the testes - and ovariectomy - the surgical removal of the ovaries - provide a method to deplete the endogenous sex hormones so that the precise hormone levels can be provided through drug or other delivery methods. Here, we provide rapid and minimally invasive methods for both orchiectomy and ovariectomy in the murine model system for the reduction of sex hormones. This protocol details the surgical preparation and excision of the testes through the scrotal sac, and excision of the ovaries via two incisions in the right and left lateral dorsum.

This manuscript describes a consistent way to quickly perform survival rodent orchiectomies and ovariectomies.

Orquiectomía murina y ovariectomía para reducir la producción de hormonas sexuales

Sex hormone signaling plays a critical role in multiple organ systems as well as in the progression of various diseases, including neurodegenerative ...

Modeling Prostate Cancer in Genetically-engineered Mouse Models: A CRISPR/Cas9-mediated Localized Gene Editing Technique in Mouse Anterior Prostate Lobe Cells

Source: Riedel, M. et al. <a href="https://www.jove.com/video/57525" target="_blank">Virus Delivery of CRISPR Guides to the Murine Prostate for Gene Alteration.</a> J. Vis. Exp. (2018)
This video describes a method for editing specific genes in prostate gland cells using an adenovirus-based delivery system. The approach allows for orthotopic and localized alteration of gene expression utilizing CRISPR technology to develop novel mouse models for prostate cancer.

Modelado del cáncer de próstata en modelos de ratón modificados genéticamente: una técnica de edición de genes localizados mediada por CRISPR/Cas9 en células del lóbulo anterior de la próstata de ratón

Source: Riedel, M. et al. Virus Delivery of CRISPR Guides to the Murine Prostate for Gene Alteration. J. Vis. Exp. (2018)
This video describes a method ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Prostate Cancer

Animal model studies

Intra-prostatic Injection of Cancer Cells: A Technique to Deliver Cancer Cells for Establishing Orthotopic Prostate Cancer Mouse Model

Source: Anker, J. F. et al. <a href="https://www.jove.com/video/57301" target="_blank">Bioluminescent and Fluorescent Orthotopic Syngeneic Murine Model of Androgen-dependent and Castration-resistant Prostate Cancer.</a> J. Vis. Exp. (2018)
In this video, we demonstrate the procedure for administering intra-prostatic injection of prostate cancer cells into a mouse model. Orthotopic murine models can be used to study the disease origin and response to treatment therapies in a non-invasive and clinically relevant environment.

Inyección intraprostática de células cancerosas: una técnica para administrar células cancerosas para establecer un modelo ortotópico de cáncer de próstata en ratones

Source: Anker, J. F. et al. Bioluminescent and Fluorescent Orthotopic Syngeneic Murine Model of Androgen-dependent and Castration-resistant Prostate ...