JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

כאן, אנו מציגים פרוטוקול להשתיל תאים סרטניים בשד אל תוך כרית שומן החלב פשוטה, פחות פולשנית, אחיזה נוחה בדרך, והוא מודל סרטן השד זה העכבר orthotopic עם סביבה נאותה כרית שומן החלב יכול לשמש כדי לחקור היבטים שונים של סרטן.

Abstract

דגם בעל חיים ראוי חיוני לצורך הבנה טובה יותר של מחלות. בעלי חיים שהוקם על ידי שיטות שונות (זריקות תת עורית, xenografts, הנדסה גנטית, אינדוקציה ריאקטיבים כימיים, וכו ') יש תווים פתולוגיים שונים ומודלים תפקיד חשוב בחקירת היבטים מסוימים של מחלות. למרות שאין דגם אחד לגמרי לחקות את התקדמות המחלה האנושי כולו, orthotopic האיברים המחלה דגמים עם סביבה סטרומה ראוי לשחק תפקיד מיוחד במינו להבנת מחלות, הקרנת עבור תרופות. במאמר זה, אנו מסבירים כיצד ניתן להשתיל תאים סרטניים בשד אל תוך כרית שומן החלב פשוטה, דרך פחות פולשנית, אחיזה נוחה, ובצע את גרורות לאיברים מרוחקים. עם התכונות נאותה של הגידול העיקרי, השד הפטמה שינויים פתולוגיים, מופע גבוהה גרורה של איברים אחרים, מודל זה maximumly מחקה התקדמות סרטן השד אנושי. הגידול העיקרי לצמיחה בחיי עירגרורות לונג-מרוחק, את microenvironment הגידול של סרטן השד יכול ייחקרו על ידי שימוש במודל זה.

Introduction

סרטן השד הוא הגורם המוביל של תמותת נשים ברחבי העולם. שכיחותה הגוברת בהדרגה, סרטן השד הפכה אתגר רציני לבריאות הציבור1. סרטן מאתר מודלים טובים גשרים בין קליניים וקליניים, מודל טוב מחקים מחלות מאתר יגדיל את הדיוק של מחקר על מחלות ותרופות.

הגידול העיקרי מתחיל את ההתקדמות של מחלות ממאירות, ואילו גרורות וסיבוכים הם הגורמים העיקריים למוות איכויות החיים המסכן אצל רוב חולי סרטן. מספר מודלים מאתר משמשים כדי לחקות את הפתולוגיה של השד אנושי סרטן2,3,4. מודלים xenograft נמצאים בשימוש נרחב למחקר סרטן להבין את הדמויות פתולוגי, מסך תרופות יעילות5,6,7ובטיחות. עכברים מהונדסים גנטית (פנינה) נוצרים כדי לחקות את סרטן השד אנושי על ידי מיקוד oncogenes או גידול משתיק קול גנים8מסוימים. פנינה יש רקע פשוטה יחסית, במדים כדי להבין את התפקיד של הגנים בתהליך סרטני; עם זאת, הסביבה מלאכותי ועל רקע מוגבלות כדי לחקור את הפתולוגיה גרורות הקשורים טיפולים9. תאים סרטניים אנושיים, אך עם תכונות פתולוגיים האנושית, יכול רק להיות קטנטנים בעכברים חיסונית לקויה, וזה אי ספיקה של הגידול-פונדקאי החיסון אינטראקציה עשוי להוביל מוטה תוצאות10.

איפה הגידול מוצק יוזם יש השפעה ישירה על הדמויות ביולוגיים ופתולוגיים של המחלה11,12,13. כיוון התקדמות סרטני הוא התוצאה מסובך של אינטראקציות בין תאים סרטניים סטרומה תאים, התאים אימונולוגיה, תאים דלקתיים, גורמי גדילה, פרוטאזות, ראשי גידולים מושתל בחיי עיר לספק תובנה טובה יותר ומחקים תהליך סרטני באופן מדויק יותר מאשר גידולים המושרה על ידי חומרים כימיים או זריקה תת עורית של גידול תאים. ריאקטורים המשמש לזירוז גידולים עשויים להיות מזיקים חוקרים וסביבה, אסור אפילו במדינות מסוימות. בהעדר סביבה כרית שומן החלב, ההתקדמות פתולוגי של זריקה תת עורית עשויות להשתנות עם חולי סרטן השד האמיתי, סרטן אשר מקורו וזה מעצבן מהמקלדת שומן החלב. החסרונות של זריקות תת עורית לעודד את השימוש של מודלים orthotopic ללמוד את צמיחת הגידול. במחקרים קודמים, גידולים גרורות מאוד מד א-MB-231, פיתחה לאחר השתלות orthotopic שבע, ציינו את החשיבות של מיקום ההזרקה14. לאחרונה, orthotopic ההשתלה של תאים סרטניים בשד אל תוך כרית שומן החלב עם הניתוח היה דיווח15,16. עם הסביבה pad החלב, את הגידול, ההעברה לתוך איברים רחוקים לכסות כל התהליך של סרטן השד באתרים רלוונטיים באופן פתולוגי, מה שהופך את המודל מיניאטורה של ההתקדמות של מחלות האדם הזה. עם זאת, לאחר הניתוח, העור באופן אוטומטי מנסה לרפא את עצמו, אשר עשויים להביא את הסיכון הפוטנציאלי של הפרעה המקור סרטן השד רגיל, הטיה את התוצאות.

יש דגמים של סרטן השד בהשוואה ואנו הקימה מודל orthotopic פולשנית לחקור את ההשפעה הפוטנציאלי של סמים על השד סרטן התקדמות17,18. במחקר זה, פרוטוקול וידאו על איך orthotopically מזריקים תאים סרטניים בשד אל תוך כרית שומן החלב פשוטה, מוצג בצורה פחות פולשנית. זו שיטת הזרקת orthotopic ללא ניתוח היא יתרון מבחינות רבות. ראשית, הפעולה היא פשוטה ומהירה, בערך 1 בדקה העכבר. שנית, עם הגידול העיקרי מוקדים החל באתרים ממש פתולוגי, זה מכסה התהליך כולו tumorigenic של התקדמות סרטן השד מן הגידול כדי אחרים גרורה איברים, אשר מספק מודל ניסויי בבעלי חיים ללמוד האינטראקציה של תאים סרטניים, גידול microenvironment. חוץ מזה, זה יכול להיות מודל חשוב להעריך את ההשפעות של טיפול בכל שלבי סרטן השד. מטרת שיטה זו היא לספק מודל חיה כדי התקדמות סרטן השד אנושי מחקים maximumly.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

ניסויים בבעלי חיים נערכו על פי הוראה של ההמלצה הכללית החקיקה הסינית ממשל ניסיוני בעלי חיים ואושרו על ידי מוסד של בעלי חיים טיפול ועל שימוש הוועדה של ההון האוניברסיטה הרפואית (Ref. לא. AEEI-2014-052). עכברים Balb/c הנשית בגילאי 6 עד 8 שבועות שימשו.

1. הכנה של תאים בעלי חיים

  1. יום אחד לפני הניתוח, לגלח את שיער סביב הפטמות הרביעי לחשוף את אזור ההפעלה.
    1. השתמש יד אחת כדי להחזיק את העכבר בחוזקה מאחור כדי לוודא העכבר לא לנוע בחופשיות, תגביר את העכבר כדי לחשוף את הכרס למפעיל, ולאחר מכן השתמש עוד יד לגלח את הפרווה מסביב לפטמות הרביעית עם גילוח אלקטרונית.
    2. לשים שכבה דקה של הסרת שיער קרם מסביב לפטמות עבור s 30-60, משם קרם המכיל מים מזוקקים, ואז יבש ונקי את העכבר עם נייר רך.
  2. ביום של הפעולה, לאסוף תאים סרטניים בשד מאתר (4T1-luc2), לספור את מספר התאים, ולא להתאים את צפיפות התאים כדי 2 x 105 תאים/מ ל תמיסת מלח באגירה פוספט (PBS) צינורות סטרילי microcentrifuge ולשמור אותם על קרח. עבור כל עכבר, עונה 1 פרק 104 תאים/50 µL ב 1-mL. במזרק מוכן.

2. Orthotopic הזרקה

  1. הרדמה של עכברים
    1. לגרום הרדמה. לשים את העכברים במיכל שקוף סגור והפעל גז 2% איזופלוריין עזים ומתנגד העכברים בערך 5 דקות, עד כולם לשכב ונפילתו ישן.
    2. לשמור על הרדמה. להעביר את העכברים מהגורם הרדמה בודדים מסכות למרוח משחה הוטרינר על העיניים שלהם כדי למנוע יובש, לשמור על העכברים supinely עם הפיטמות שלהן נחשפים המפעיל, תן להם להמשיך לשאוף גז איזופלוריין לכמה דקות עד ההזרקה בוצעה.
    3. לאשר את ההצלחה של הרדמה על ידי העדר רפלקס הנסיגה קמצוץ הבוהן.
    4. משחה אופטלמולוגיות חלות על העיניים של העכברים למניעת יובש בעין.
      הערה: על פי גודל מיכל מספר מסכות הרדמה בודדים זמין, קבוצה של עכברים יכולים. להיות מורדם יחד, מוזרק אחת תחת הרדמה בודדים.
  2. ביצועים של הזריקה
    1. השתמש ביד אחת לאוהל את העור סביב הפטמה הרביעית עם פינצטה, כדי להגדיר מרומם "מנהרת" עבור המזרק לעקוב. תשתמש ביד השנייה כדי להחזיק את המזרק עם מחט התהפכו בחוריהן כדי להזין את העור subcutaneously ב 5-10 מ מ מ הפטמה; לאחר מכן, בצע "המנהרה" עד קצה המחט מתקרב הפטמה, הזז בזהירות המחט עצה אל תוך כרית שומן החלב עד שהעין המחט יבוא תחת קצה הפטמה, למחוק את הפינצטה, ולהזריק את התאים לאט.
    2. תסתובב קצת את המחט ומשכו את המזרק לאט; השתמש ספוגית כותנה כדי ללחוץ את המחט פצע במשך 10-20 s כדי לוודא שאין שום דליפה נוזלים.
    3. לצפות את הפטמה הרביעית כדי לאשר זריקה מוצלחת: אחד כדור שטוח לבן שקוף עם הפטמה כמרכז יכול להיות שנצפו (איור 1).
  3. לשמור על העכברים ומורדמת עוד דקה להימנע לתת העכברים לשחזר ולהעביר מהר מדי, אשר יגרום הזריקה הפצע כדי לפתוח את תאי הגידול לדלוף.

3. ניתוח של הגידול, גרורות

הערה: גידולים העיקרי מזוהים כפי בליטות שקוף או דמויי שלפוחית לאחר זריקות, וכפי כדורית או אליפסואיד גושים מוצקים עם הפטמה כעבור כמה ימים. הגידול מוערך על-ידי הגידול ביולומינסנציה ונפח של הגידול.

  1. כדי ליצור את אמצעי האחסון של הגידול, החזק את העכבר עם יד אחת. לחשוף את הכרס למפעיל ולהשתמש מצד caliper את אורך הגידול (L) ורוחב (W). לחשב את עוצמת הקול של הגידול (V) כדלקמן.
    V = (L x W2) / 2
  2. כדי ללכוד את ביולומינסנציה הגידול, להזריק 150 מ"ג/ק"ג של D-luciferin בחלק האחורי של העכבר הצוואר, 10 דקות לפני הדמיה. עזים ומתנגד העכברים עם 2% גז איזופלוריין במשך 5 דקות ומעבירים אותם אל הרדמה בודדים מסכות לתת להם לשאוף גז איזופלוריין למשך עוד 5 דקות. עקבתי אחרי ההוראות של היצרן, ללכוד תמונות ביולומינסנציה של הגידול העיקרי, גרורה, עם זמן חשיפה אוטומטית, binning בינונית ו f/להפסיק-1.

4. קציר של הגידול העיקרי, גרורות לאיברים לניתוח

הערה: כאשר השגת המטרה של הניסוי הזה, או להגיע הקצה הומאני, הגידול העיקרי ניתן לקצור ללימוד נוסף. במחקר זה, גידולים יוסרו בגיל 4 עד 5 שבועות לאחר ההזרקה האחסון הגידול מגיע כ-800 מ מ3. הריאות יוסרו בשבוע 8.

  1. קציר של הגידול העיקרי
    1. לבצע את הניתוח ברדס סטרילי כדי לשמור על אווירה סטרילית. עזים ומתנגד החיות על ידי איזופלוריין. לאשר את ההצלחה של הרדמה על ידי חוסר של הבוהן קמצוץ נסיגה רפלקסים. משחה אופטלמולוגיות חלות על העיניים של העכברים כדי למנוע ייבוש.
    2. מביצועם הגידול מן העור עם מספריים, משכך כאבים dropwise (טרמדול 1 מ"ג/מ"ל, טיפה 1 של µL כ- 50 לכל העכבר) כדי להקל על כאב לאחר הניתוח.
    3. לתפור את העור עם תפירה, לחתוך בתפר עודף, לעטוף את החתך.
    4. לחתוך את הגידול העיקרי במחצית עם איזמל, מכניסים 1/2 של הגידול paraformaldehyde 4% עבור נוספת hematoxylin אאוזין (H & E) צביעת ואת אימונוהיסטוכימיה, מיד להקפיא את אחרים 1/2 עם חנקן נוזלי עבור סופג המערבי או של RNA בידוד מחקר מאוחר יותר.
    5. לאחר תפירת, לחמם העכברים עם מנורה עד שהם להתאושש, לשמור על העכברים בכלובים יחיד עד החלים לחלוטין. ללא הרף לנהל טרמדול 10 מ"ג/ק"ג עם gavage אוראלי עבור 3 d לאחר הניתוח.
  2. קצירת איברים גרורות
    1. המתת חסד העכברים עם מנת יתר של פנטוברביטל לפתוח חזם עם מספריים, להוציא את הריאות ובעדינות לשטוף אותם עם PBS. ניתן לזהות מוקדים לונג גרורות כפי בליטות לבן שקוף אשר הם מורפולוגית שונה להבדיל בין רקמת הריאה ורוד נורמלי.
    2. מכניסים את הריאות paraformaldehyde 4% כדי לאמת את גרורות מאת H & E מכתים.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

תוצאות

לאחר זריקה מוצלחת, אחד כדור שטוח לבן שקוף עם הפטמה כמו יותר לפני השטח סביב מרכז יכול להיות שנצפו (איור 1). הגידול העיקרי יכול להימדד על-ידי הגידול ונפח החי סרטניים תא ביולומינסנציה (איור 2). אמצעי האחסון הגידול והן את השטף הכולל גדל במהלך הניס...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

התאים השתמשו במחקר זה הם 4T1-luc2, תאים סרטניים בשד טריפל-שלילי מאתר עם לוציפראז תיוג, אשר הם כלי שימושי עבור משקיעה antitumor ואפקטים antimetastatic של תרופות בשל שלהם מאוד החודרני2,19 . Luciferases, יציב לדור הסלולרי הבא, משמשים כדי לציין את הגידול חי תאים, שניהם את בלוטת חלב ועל ?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgements

המחברים רוצה להודות את נבחרת מדעי הטבע קרן של סין (גרנט מס 81873111, 81673924, 81774039, 81503517), קרן מדעי הטבע בייג'ינג (גרנט מס 7172095, 7162084, 7162083), והוא יסוד שיה שו ח בייג'ינג של רפואה סינית מסורתית (גרנט לא, xx201701). אנו מודים פרופסור ליו צ'אנג-ג'ן, ממרכז מחקר נסיוני, סין האקדמיה למדעי הרפואה הסינית, לתמונות זוהרים.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
anesthesia machineMidmark Corporation, Dayton, OH, USAMatrx VMSanesthesia
In-Vivo Imaging SystemPerkinElmerIVIS Spectrumused for bioluminescence detecion
 isofluraneHebei yipin chemical reagents  companyO21400anesthesia
1 ml syringeBecton,Dickinson and  CompanyA257cell injection
digital caliperShang Hai Shen Han Measuring Tools Co., Ltd.S-Hvolume measurement
tramadolMundipharma company-pain killer
D-luciferinGold Biotechnology Inc.LUCK-1Gused for bioluminescence detecion
The primary antibody against cluster of differentiation (CD) 31Abcam ab28364used for MVD detection
hematoxylin and eosin staining kit Beijing Zhong Shan Jinqiao Biotechnology Co., Ltd.ZLI-9615histology 
hair removal creamVeet-hair removal cream
Carbomer Eye GelDr.GerhardMannChem-Pharm.FabrikGmbH-ophthalmic ointment
sewing needleShanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd. 17U0302Jsuture

References

  1. Torre, L. A., et al. Global cancer statistics. CA: A Cancer Journal for Clinicians. 65 (2), 87-108 (2012).
  2. Rashid, O. M., Takabe, K. Animal models for exploring the pharmacokinetics of breast cancer therapies. Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology. 11 (2), 221-230 (2015).
  3. Wagner, K. U. Models of breast cancer: quo vadis, animal modeling. Breast Cancer Research. 6 (1), 31-38 (2004).
  4. Horas, K., Zheng, Y., Zhou, H., Seibel, M. J. Animal models for breast cancer metastasis to bone: opportunities and limitations. Cancer Investigation. 33 (9), 459-468 (2015).
  5. Kawaguchi, T., Foster, B. A., Young, J., Takabe, K. Current Update of Patient-Derived Xenograft Model for Translational Breast Cancer Research. Journal of Mammary Gland Biology and Neoplasia. 22 (2), 131-139 (2017).
  6. Wright, L. E., et al. Murine models of breast cancer bone metastasis. BoneKEy Reports. 5, 804(2016).
  7. Cassidy, J. W., Batra, A. S., Greenwood, W., Bruna, A. Patient-derived tumour xenografts for breast cancer drug discovery. Endocrine-Related Cancer. 23 (12), T259-T270 (2016).
  8. Stiedl, P., Grabner, B., Zboray, K., Bogner, E., Casanova, E. Modeling cancer using genetically engineered mice. Methods in Molecular Biology. 1267, 3-18 (2015).
  9. Menezes, M. E., et al. Genetically engineered mice as experimental tools to dissect the critical events in breast cancer. Advances in Cancer Research. 121, 331-382 (2014).
  10. Talmadge, J. E., Singh, R. K., Fidler, I. J., Raz, A. Murine models to evaluate novel and conventional therapeutic strategies for cancer. The American Journal of Pathology. 170 (3), 793-804 (2007).
  11. Spaw, M., Anant, S., Thomas, S. M. Stromal contributions to the carcinogenic process. Molecular Carcinogenesis. 56 (4), 1199-1213 (2017).
  12. Joyce, J. A., Pollard, J. W. Microenvironmental regulation of metastasis. Nature Reviews Cancer. 9 (4), 239-252 (2009).
  13. Hanahan, D., Weinberg, R. A. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 144 (5), 646-674 (2011).
  14. Yano, S., et al. Tumor-targeting adenovirus OBP-401 inhibits primary and metastatic tumor growth of triple-negative breast cancer in orthotopic nude-mouse models. Oncotarget. 7 (51), 85273-85282 (2016).
  15. Kocaturk, B., Versteeg, H. H. Orthotopic injection of breast cancer cells into the mammary fat pad of mice to study tumor growth. Journal of Visualized Experiments. (96), e51967(2015).
  16. Tavera-Mendoza, L. E., Brown, M. A less invasive method for orthotopic injection of breast cancer cells into the mouse mammary gland. Lab Animal. 51 (1), 85-88 (2017).
  17. Zhang, Y., et al. Establishment of a murine breast tumor model by subcutaneous or orthotopic implantation. Oncology Letters. 15 (5), 6233-6240 (2018).
  18. Zhang, Y., et al. Gubenyiliu II Inhibits Breast Tumor Growth and Metastasis Associated with Decreased Heparanase Expression and Phosphorylation of ERK and AKT Pathways. Molecules. 22 (5), (2017).
  19. Kwon, Y. S., Lee, K. S., Chun, S. Y., Jang, T. J., Nam, K. S. Suppressive effects of a proton beam on tumor growth and lung metastasis through the inhibition of metastatic gene expression in 4T1 orthotopic breast cancer model. International Journal of Oncology. 49 (1), 336-342 (2016).
  20. Kalra, J., et al. Validating the use of a luciferase labeled breast cancer cell line, MDA435LCC6, as a means to monitor tumor progression and to assess the therapeutic activity of an established anticancer drug, docetaxel (Dt) alone or in combination with the ILK inhibitor, QLT0267. Cancer Biology & Therapy. 11 (9), 826-838 (2011).
  21. Hoffman, R. M. Orthotopic metastatic mouse models for anticancer drug discovery and evaluation: a bridge to the clinic. Investigational New Drugs. 17 (4), 343-359 (1999).
  22. Hoffman, R. M. Patient-derived orthotopic xenografts: better mimic of metastasis than subcutaneous xenografts. Nature Reviews Cancer. 15, 451(2015).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

143Orthotopicmicroenvironment

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved