חלק מהדמויות בכתב היד הזה סופק בנדיבות על ידי המעבדה של בארט O. וויליאמס. המחברים נתמכים על ידי המכון הלאומי לסרטן מעניקה U54CA143803, CA163124, CA093900, AND CA143055.

פרוטוקול זה תואם והוא פועל בהתאם להנחיות שנקבעו על ידי טיפול בבעלי חיים מוסדיים באוניברסיטת ג&#39;ונס הופקינס ועדת שימוש. 1. מיקרו לנתח עכבר הערמונית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים את העכבר על ידי מחנק פחמן דו חמצני או שיטה שאושרה חלופית בהתאם להנחיות לטיפול ולשימוש חיה מוסדיות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הצמד את העכבר במצב שכיבה על קרש החיתוך על ידי הצבת סיכה דרך כל אחד מארבעת הכפות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רסס את הבטן עם אתנול 70%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתח את העור של הבטן התחתונה עם מלקחיים, ולהשתמש מספריים לחתוך את העור הצפק כ 1 סנטימטר קדמי פתיחת הפין, לא זהירה לחתוך כל איברים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחתוך את העור הצפק מן הבטן התחתונה, את שני הצדדים של הבטן אל כלוב הצלעות, חושף חלל הצפק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זהה את שלפוחית ​​השתן בדרכי השתן ואברי המין, ולחשוף אותם על ידי הזזת איברים שומן בעדינות אחרים הצידה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Usiמלקחי ng, לאחוז את זרע הזרע בבסיס ליד השופכה, ולקרוע אותו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור עם זרע זרע ההפך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעזרת מלקחיים, בזהירות אחיזה שלפוחית ​​השתן למשוך אותו למעלה, תוך שימוש במספריים זמנית לחתוך דרך השופכה מתחת לשלפוחית ​​השתן והערמונית הגחון (כ 1 ס&quot;מ מתחת לבסיס של שלפוחית ​​השתן). הערה: כפי השלפוחית ​​עצרה, בדרכי השתן ואברי המין כולו (שלפוחית ​​המכילה, קטע של השופכה, כל האונות הערמונית, שלפוחית ​​הזרע) יגיע עם זה. ייתכנו כמה התנגדות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את מערכת ואברי המין (UGT) לתוך צלחת 60-100 מ&quot;מ פטרי המכילה כ מלוחים 5-10 מ&quot;ל פוספט שנאגרו (PBS). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע את החלק הנותר של הפרוטוקול תחת מיקרוסקופ לנתיחה. השתמש בשני מלקחיים בסדר, אחד בכל יד. החזק מלקחיים &quot;כמו עיפרון&quot; ולנוח אמות הידיים על גבי ספסל כדי לייצב אותן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש במלקחיים בסדר למקם את UGT כך השלפוחיתעל גבי, השופכה הוא הצביע למטה, ואת שלפוחית ​​הזרע ממוקמת משני צדי השלפוחית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גריפ השופכה עם מלקחיים ובזהירות למשוך משם שומן עם המלקחיים האחרים מבלי לקרוע את כל רקמת ערמונית. הערה: השומן יופיע קרוב &quot;מבריקים&quot; אל הרקמה שמסביב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שומן מוסר, להשתמש במלקחיים כדי לקרוע את רקמת חיבור בין שתי אונות הגחון של הערמונית ולהפריד אותם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להסיר אחת אונות הגחון, השתמש באחת מלקחי אחיזת אונת גחון אחת ליד הקצה, ולהשתמש המלקחיים האחרים לאחוז שאונה בבסיס קרוב השופכה ככל האפשר. ועדיין לופת את הבסיס של האונה, להשתמש במלקחיים אחרים לאחוז את השופכה. משוך את האונה מן השופכה עם חברה, תנועה חלקה. ודא שאין רקמות הערמונית נשארת מחוברת השופכה. מניחים את האונה לתוך המדיום המתאים, בהתאם לשלב הניסוי הבא. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לתקן פרפין להטביע את היםמספיק לניתוח היסטולוגית, למקם את האונה ב 10% פורמלין נייטרלי שנאגרו (NBF) 8. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את האונה מקפיא בינוני, כגון אוקטובר, עבור cryopreservation ו חתך 8. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את האונה ב PBS קר בידוד תא יחיד לתרבות או cytometry זרימה 9. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 1.15 עם אונת הגחון האחרת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להסיר אחת האונות הקדמיות, להשתמש במלקחיים כדי למשוך את האונה בעדינות מן שלפוחית ​​הזרע, כדי לוודא שלא לנקב את שלפוחית ​​הזרע. לאחר באונה היא עצמאית של שלפוחית ​​הזרע, להסיר אותו באותה צורה כמו האונה הגחון בשלב 1.15. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 1.17 עם האונה הקדמית האחרת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תהפוך בדרכי השתן ואברי המין הנותר לאורך כך ערמונית הגב גלויה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להסיר אחת האונות דורסולטרלי, להשתמש במלקחיים כדי לקרוע את רקמת החיבור בין שתי האונות דורסולטרלי וגם רקמת החיבור בין האונות tהוא אחורי באזור של שלפוחית ​​הזרע. הסר את האונה באופן דומה כמו אונת הגחון בשלב 1.15. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 1.20 עם האונה דורסולטרלי האחרת. </li></ol> 2. סירוס כירורגי הערה: זהו ניתוח הישרדות, כך asepsis, הרדמה, וניהול כאב חשוב להשלמה האתית המוצלחת של פרוטוקול זה. מלאו אחר כל הנחיות לטיפול ולשימוש חיה המוסדיות. השתמש במקור חום חיצוני, כגון שמיכת מים הסירקולציה מחודשת, במהלך ההליך הכירורגי כדי למנוע היפותרמיה. אל תשאירו חיה ללא השגחה עד שהוא שב להכרתו מספיק כדי לשמור שכיבה sternal. אל תחזרו בעל חיים אשר עבר ניתוח לחברה של בעלי חיים אחרים עד התאושש לחלוטין. חיטוי את כל מכשירי הניתוח לפני השימוש בניתוח. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על משטח נקי, סטרילי להרדים את העכבר באמצעות אמצעים מתאימים (למשל 2% isoflurane בשאיפה) ומקם את מ &#39;Ouse בעמדה פרקדן. הערה: שיטות הרדמה חלופיות, כגון קטמין, עשויות לשמש גם, בהתאם לפרוטוקול שאושר החיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את הרפלקסים של העכבר על ידי צובט את הבהונות. אם העכבר אינו מגיב, המשך לשלב הבא. אם זה מגיב, לחכות 1-3 דקות ולבדוק שוב. לגלח את אזור הניתוח עם סכין גילוח חשמלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בסביבה נקיה מחיידקים, להכין את הבטן של העכבר באמצעות סקראבס לסירוגין של 70% אתנול ו יוד או נהלים מומלצים על ידי צוות הווטרינרים המוסדי או IACUC. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות אזמל סטרילי, לעשות חתך אנכי 1 ס&quot;מ דרך העור קו האמצע של הבטן התחתונה, כ -1.5 ס&quot;מ קדמית הפין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעשות חתך קטן (&lt;1 ס&quot;מ) דרך הצפק, נזהרים שלא לחתוך כל האיברים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעזרת מלקחיים סטריליות, אחיזה קצה חתך של הצפק והרם אותו בעדינות כדי להיות מסוגל לראות את חלל הצפק מתחת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש אחר מלקחיים סטריליות, להגיע אל הדואר הצפק חלל אחיזה או כרית שמאלה או ימינה שומן האשכים, לרוחב לשלפוחית ​​השתן. משוך את כרית השומן דרך הפתח הצפק והעור עד testis יוצא גם כן. היזהר שלא לפגוע בכל רקמות אחרות או איברים במהלך שלב זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות עט כווייה, בקע את כרית השומן כי הוא מחזיק לאשכים. חותך לאט דרך עורק האשכים עם ההערה עט כווייה: אם עורק האשכים הוא חתך מהר מדי, ייתכנו מדי דימום והעכבר עשוי להיות מורדם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר פנקס העורק שומן נחתכים, להסיר את כרית testis ושומן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבי 2.6-2.9 עם האשך האחר. הערה: שיטה חלופית להסרת האשכים היא בניתוח ולקשור את העורק האשכים, ואחריו חיתוך כלי במספריים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לתפור את הצפק סגור עם תפר נספג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העור סיכות סגור עם קליפים הפצע כירורגית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נהל משכך כאבים לטיפול בכאב, ומקוםהעכבר בכלוב נקי על כלוב חם למשך 5-10 דקות. צג את העכבר על סימנים של כאב או דימום. </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>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

ערמונית דיסקציה מיקרו מאפשרת לניסויים ספציפיים באונה וניתוח של ערמונית העכבר (איור 1). במודלים של עכברים מהונדסים גנטית, פנוטיפים ניתן לראות אונה אחת כי לא ראיתי אצל אחרים. כמו כן, לניתוח היסטולוגית, פרוטוקול זה מבטיח כי הסכום המקסימאלי של רקמת ערמונית טהורה ...

הערמונית היא האתר השכיח ביותר של סרטן אצל גברים בארה&quot;ב. כמעט 220,000 גברים מדי שנה תאובחן עם סרטן הערמונית, וכ -27,000 גברים יחלו במחלה שלהם 1. לגברים יש סיכון 1 ב -7 שלמים של אבחנה של סרטן הערמונית בארה&quot;ב 1. היפרפלזיה הערמונית (BPH), הגדלה סרטני כתוצאה מהזדקנות של הערמונית, הוא גם מצב נפוץ, המשפיע יותר מ -80% מהגברים מעל גיל 80 2. ככזה, הערמונית היא מוקד למחקר רב. מודלים עכבר כבר בשימוש נרחב כדי לחקור מחלות של הערמונית 3. בסך הכל, ערמונית העכבר הוא נציג מעולה של בלוטת האדם 4, אבל יש קווי דמיון ושוני בין העכבר ואנטומיה ערמונית אדם והפיסיולוגיה 5. בשני המינים, הערמונית ממוקמת בבסיס שלפוחית ​​השתן, המקיפה את השופכה. בלוטת הערמונית האנושית היא lo יחידלהיות, התפצל לארבעה אזורים: stroma fibromuscular, היקפי מרכזי, מעבר, ואת הקדמי. לעומת זאת, ערמונית העכבר מורכבת משלוש אונות לזווג בנקודות שונות סביב השופכה: קדמי, גחון, ואת דורסולטרלי. ברמה התאית, ההבדל העיקרי הוא כי התאים הבזליים יחס תא לומינל ב האדם הוא כ 1: 1, אבל זה 1: 4 בעכברים 6. את stroma בעכברים הוא גם שונה בעכברים ביחס לבני אדם - יש בני אדם נרחב יותר שריר חלק, בעוד שכבת השריר היא הרבה מדלל ערמונית בעכברים. זיהוי הנכון, לנתיחה, והטיפול של ערמונית העכבר חיוני מחקר ערמונית עכבר. רמות הורמון דרסטי להשפיע על התפתחות הומאוסטזיס של בלוטת הערמונית בשני בני אדם ועכברים. בעוד אסטרוגן נראה לשחק תפקיד ערמונית פיתוח 7, ההורמון החשוב ביותר הערמונית הוא טסטוסטרון. טסטוסטרון הוא חיוני עבור פיתוח בלוטותתחזוקת ד. בעקבות או סירוס פיזי או כימי, כ 90% מכלל התאים לומינל ב apoptose הערמונית המבוגרת, ואת הבלוטה מתכווצים. אם טסטוסטרון הוא מחדש ליחיד בתנאי סירוס, הערמונית היא מסוגלת לחדש את עצמו עד אפס מקום מלא. טסטוסטרון גם נראה לנהוג סרטן ערמונית, ולכן טיפול להפחתת אנדרוגן הוא אסטרטגיה טיפולית נפוצה. עם זאת, סרטן הערמונית רב פתח עמידים להפחתה אנדרוגן. בנוסף, גברים שעברו טיפול להפחתת אנדרוגן לטיפול בסרטן הערמונית לעבור מחזורים של תנאים סורסו מחדש. בשנת העכבר, סירוס כירורגי, יחד עם התחדשות הורמונלית של הערמונית על ידי reintroducing טסטוסטרון, הוא כלי חשוב שבה ללמוד התנגדות סירוס ואת ההשפעות של אופניים טסטוסטרון על הערמונית. במאמר זה, נדונו ולהדגים את השיטות הנכונות שבאמצעותו locatדואר ומיקרו לנתח ערמונית העכבר, כמו גם כמנתח לסרס עכבר.

<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.

כל שש אונות הערמונית הוסרו בעכבר באמצעות ערמונית מייקרו לנתיחה (איור 1). בדרכי השתן ואברי המין המלא (UGT) מורכב מכל האונות הערמונית, שלפוחית ​​השתן, שלפוחית ​​הזרע, ואת השופכה (איור 1 א). זרע הזרע מצרף את השופכה, אבל הוא מיותר עבור לנת?...

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

Murine Prostate Micro-dissection and Surgical Castration

כתב יד זה מתאר את פרוטוקולי ערמונית מייקרו לנתיחה וסירוס כירורגית עכבר המעבדה. כמו כן, אנו מתארים תוצאות נציג המיוצר על ידי הפרוטוקולים הללו. לבסוף, אנו דנים ביתרונות וסילוק הפרוטוקולים הללו.

Murine הערמונית מיקרו לנתיחה סירוס כירורגי

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 Views.  Johns Hopkins University.  כתב יד זה מתאר את פרוטוקולי ערמונית מייקרו לנתיחה וסירוס כירורגית עכבר המעבדה. כמו כן, אנו מתארים תוצאות נציג המיוצר על ידי הפרוטוקולים הללו. לבסוף, אנו דנים ביתרונות וסילוק הפרוטוקולים הללו. 

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.

דגם Syngeneic Orthotopic זוהרים, פלורסנט מאתר של סירוס עמידים ו אנדרוגן תלויי סרטן הערמונית

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

Cancer Research

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.

וירוס משלוח של מדריכים CRISPR הערמונית מאתר עבור שינוי גנטי

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.

זיהוי ואפיון היסטולוגית, דיסקציה של האונות הערמונית עכבר במודלים תרבות חוץ גופית ספרואיד תלת-ממד

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.

הדור של אורגנואידים גידול מ מהונדסים גנטית עכבר מודלים של סרטן הערמונית

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

Genetics

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.

מודל Murine orthotopic של אדם סרטן ערמונית גרורה

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  ...

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.

Microdissection של מקטעי רקמת הכליה העיקרי, התאגדות עם טכנולוגיית הרומן לבנות בפיגומים-חופשית

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

Bioengineering

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.

דגם Murine Orthotopic פרה-קליני של סרטן ערמונית האדם

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.

Murine Orchiectomy ו Ovariectomy כדי להפחית את ייצור הורמוני המין

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.

מידול סרטן הערמונית במודלים של עכברים מהונדסים גנטית: טכניקת עריכת גנים מקומית בתיווך CRISPR/Cas9 בתאי האונה הקדמית של הערמונית בעכבר

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.

הזרקה תוך-ערמונית של תאים סרטניים: טכניקה להעברת תאים סרטניים לביסוס מודל עכבר אורתוטופי לסרטן הערמונית

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