この作品は、助成金R01-CA169354によってサポートされていました&#160;とR01-047822 &#160;国立衛生研究所および退役軍人局（ECB）からの優秀賞から。 RKPは、NIH T32 CA009287-30A1、ASCO若手研究賞、カリフォルニア乳がん研究プロジェクトフェローシップ、および米国癌協会指導研究員助成によってサポートされていました。 BAZは、NIHの助成金AI079320によってサポートされていました。 JMは、NIHのT-32訓練助成金T32-AI07290- 25、T32-AI07290-24と米国癌協会ポスドクフェローシップPF-12-052-01-CSMから奨学金によってサポートされていました。

注：全ての動物実験は、承認されたスタンフォード、パロアルトVA HCS、衛生制度AnimalCare使用委員会のガイドラインの国立研究所に従って行った。 1.サンプル収集および処理の準備（所要時間：〜10〜15分） <ol><li>先に説明したように6マウスB16F0メラノーマ細胞を皮下においてまたは雌性C57BL / 6マウスにおける腹部の正中線近く（0.5×10 6）を接種する。あるいは、（ 例えば、腹部、乳房脂肪体など）追加の解剖学的部位に腫瘍細胞を接種する。 注：任意の腫瘍の数（移植または自発的）は、このプロトコルを使用して使用して評価することができる。例えば、C57BL / 6の他の一般的に使用される同系腫瘍は、結腸ラインMC38、ルイス肺癌（LLC）、および前立腺TRAMP-C2ラインが含まれています。免疫不全マウスに接種したヒト異種移植片はまた、このようにして評価することができるが、それは、pことに留意すべきである腫瘍浸潤白血球のrofiles必ずしも宿主マウスの免疫状態に応じて変更される。 <ol><li>完全培地（ 例えば、RPMI、10％FBSおよび添加剤を含有する）または別の適切なタンパク質含有緩衝液（ 例えば、HBSSまたはPBS + 1％FBSまたは1％BCS）を使用する。メディアを冷やしたり前に安楽死に4℃にバッファ。 </li></ol></li><li>切除した腫瘍のためのコレクションチューブとフィルタを設定します。氷の上にこれらを配置。 <ol><li>腫瘍ごとに1つの50ミリリットルコニカルチューブを使用する切除する。各1で40〜70ミクロンの細胞懸濁液フィルタを挿入します。また、金属フィルターメッシュと15ミリリットルコニカルチューブを使用しています。 15mlチューブの上部にカップ状のフィルタを作成することを5mlシリンジプランジャーまたは太いペンを使用。 </li></ol></li><li>切除し、腫瘍の処理のための機器を準備する。腫瘍を切除し、プロセスするために、外科鉗子と細かいハサミを使用しています。切除/腫瘍サンプル間の楽器をきれいに70％エタノールを使用してください。より多くのOにfのサンプル（ 例えば、&gt; 10）、我々は、腫瘍試料との間の処理時間の有意差を回避するために、複数の研究者によるサンプルの同時処理をお勧めします。 </li></ol> 2.腫瘍切除（所要時間：約5分/腫瘍） <ol><li>二酸化炭素または他の承認された方法を使用して個別にB16腫瘍を有するマウスを安楽死させる。 </li><li>外科のステージ上でマウスを固定します。 70％エタノールで腫瘍領域をスプレーし、過剰のオフを拭き取る。これは、任意のヘア存在の広がりを防ぐことができます。必要に応じて非ヌードマウスの場合は、切除前に腫瘍の周りの皮膚領域を剃る。 </li><li>鉗子やハサミを使って、肌の上に重なると周囲のを含め、 一括皮下腫瘍を切除。取ら「余白」は、皮膚の量は変えるが、一般的に腫瘍の周りの皮膚2-3 mmの切除することができます。 <ol><li>この時点で、切除した腫瘍（+/-周囲の皮膚）を秤量する。 PL内に固定フィルタに切除された皮膚/腫瘍セクションを配置asticコニカルチューブ。 </li></ol></li></ol> 3.シングル細胞腫瘍懸濁液を調製する（所要時間：〜5-7分/腫瘍） <ol><li>腫瘍とその上/周囲の皮膚をミンチする鉗子とハサミを使用してください。組織のすべての大きなセクション1〜2 mmのセクションに処理されるまでハサミを使用してサンプルをみじん切りに。 注：一般的に、全体の腫瘍が処理されます。代わりに、より大きな腫瘍のために、腫瘍の代表的な切片はみじん切りして処理することができた。 </li><li>使い捨て5または10 mlシリンジからプランジャーを用いて、機械的に保護されたフィルタに対してミンチ腫瘍組織を脱凝集。 </li><li>ピペッターを使用して、冷たいメディアまたはバッファーの5-10 MLSで処理腫瘍組織を洗う。これは、フィルタを通して単一細胞をフラッシュします。 </li><li>総数と洗浄液の容積が約同じような大きさの腫瘍のために同じであることを保証し、上記の二つのステップを数回繰り返します。 <ol><li>処理された腫瘍組織を洗浄した後、観察する皮膚および/または他の結合組織の小さな断片は、フィルターに残されるべきである。 </li><li>あるいは、単独で、機械的解離は、十分でないかもしれない腫瘍について、コラゲナーゼおよび/または他の酵素による消化の前ミンチプロシージャを実行することができる。これは、より徹底した単一細胞懸濁液を可能にする。しかしながら、そのような消化プロトコルが表面抗原発現20に影響を与えることができることに留意すべきであるので、注意がこれらの結果の解釈に注意すべきである。 </li></ol></li><li>ウォッシュやメディア/緩衝液を添加し、5分間、4℃500×gで遠心分離して細胞をペレット化すること。 </li></ol>単一細胞懸濁液の4 FACS染色（所要時間：〜30〜60分） <ol><li>氷冷FACS緩衝液（PBS + 1％FBS）で細胞を再懸濁。 </li><li>トリパンブルーおよび血球計、または自動細胞カウンターを用いて生細胞を数える。 </li><li>体積あたりの総生細胞収量を決定します。このデータを外挿するために使用することができFACSデータと組み合わせて、腫瘍浸潤白血球の絶対数。 </li><li>決定した細胞の数を染色し、FACSによって分析する。これは、いくつかの要因（ 例えば 、腫瘍の組織学的タイプ、腫瘍の年齢およびサイズ、白血球浸潤の平均割合）に影響される。 NOTE：B16メラノーマでは、腫瘍浸潤白血球の低い割合を見出した（TILを、典型的には&lt;5％）の腫瘍細胞と比較した。したがって、少なくとも1×10 6全腫瘍（腫瘍浸潤白血球+）細胞は、典型的には分析のためにFACSを介して収集した。 <ol><li> FACSのために染色される細胞の量を算出し、トリパン染色し、計数データを使用して。 TILは、典型的には、全腫瘍細胞の5％を構成する場合は、（腫瘍細胞の多くは、トリパン染みに死んでいるだろう）、腫瘍の単一細胞懸濁液の合計数に係数これは、染色される。 </li><li>あまり一般的では白血球サブセット例えば CCR9 + pDCのための）総腫瘍細胞（より大きな番号を使用例えば、2-3×10 6）FACS染色のために、単一細胞懸濁液中でのこれらの細胞の相対的な低周波を与え。 </li></ol></li><li> FACSのための腫瘍の単一細胞懸濁液を染色。 <ol><li>生/死差別については、固定可能な汚れまたは非固定可能な汚れ（ 例えばヨウ化プロピジウム）を使用することができるを使用しています。セルは生/死差別なく染色される場合は、注意が抗体の非特異的結合の可能性を与えられた助言する必要があります。 </li><li>標準的なFACS染色プロトコルを用いて、特定の白血球サブセットのための細胞懸濁液を染色する。 10分間、PBS / FBS、1％ラット血清およびFcブロック（抗CD16 / 32）を含有して非特異的抗体結合を低減するためのブロック細胞抗原特異的抗体で染色する前に。染色が特異的であることを確認するために、正しいアイソタイプコントロール抗体を含む。 </li><li>この時点で、FACS染色が完了した後、4％パラホルムアルデヒドまたは他の同様の固定剤で試料を固定する。ダで4℃で保存サンプルrkの収集と分析の時まで（フルオロフォアの消光を回避するように）。 注：長時間固定したサンプルを保存するフルオロフォア21の信号強度の変化を生じ得る。 </li><li>フローサイトメーターでサンプルを収集します。設定サイトメーター最適な流れは、機器及びレーザ/検出器の設定の種類に応じて変化するであろう。 注：さらに、たとえ同じマシンを使用している場合は、実験間の変動があり得る。したがって、各実験の前のFACS収集および分析に適切な補償の設定を確実にするために（ 例えば、キャリブレーションビーズを使用して）適切な機械の設定を行う。 </li></ol></li><li> leukoctyeサブセットの分析<ol><li>データを分析するために、FACSデータ分析ソフトウェアを使用。生/死染みのために、死細胞をゲーティングすることによって開始する。生きた細胞内の白血球を識別するために、白血球特異的マーカー（ 例えば 、抗CD45）に対する抗体を使用してください。 <ol><li>この後、さまざまなガチを使用ngのスキームは、染色プロトコルに応じて、特定のサブセットを同定することができる。例えば、CD4 + T細胞を同定するためのCD45 +集団からSSC 見よ領域を選択し、CD19-CD3 +細胞を選択する。このCD4 + T細胞からの22を識別することができる。 </li></ol></li><li> （ すなわちサブセットを定量化するために、合計の数字、パーセント、または比率を使用）データを分析し、一貫性を確保し、パターンや傾向を特定するために、さまざまな方法でそれを提示する。 注：例では、収集された全腫瘍細胞（ 図1）の割合として総生存CD45 +細胞を調べた。さらに、我々は次に、腫瘍内の各白血球サブセット（例えば、CD4 + T細胞）の割合を計算し、対照および試験群の間の比率（ 図3）、これらを比較した。 </li></ol></li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

腫瘍微小環境の詳細な分析を実行するメカニズムおよび免疫調節の効果を決定する上で重要である。ヒト臨床分野における免疫療法の増加する存在と、腫瘍浸潤白血球上のこれらの薬剤の影響を理解することは、それらの作用メカニズムを定義するのに必要なになってきている。ヒトでは、しばしばこのように末梢免疫応答の分析を取得し、白血球サブセットの分析のために腫瘍組織を分析?...

腫瘍増殖およびプロモーションと回帰とのバランスが、部分的には、微小環境1,2に存在するプロおよび抗腫瘍浸潤白血球のバランスに依存している。腫瘍微小環境（TME）を研究し、特に浸潤白血球亜集団を同定するために、我々は、マウス腫瘍モデルにおいて皮下腫瘍を評価するための方法を開発した。腫瘍微小環境を研究することの重要性はよく知られており、文献でサポートされています。多くの研究は、プロのバランスおよび抗腫瘍浸潤性免疫細胞がマウスでも（3,4に総説）ヒトの研究だけでなく、腫瘍増殖の結果に影響を与えることができることを示している。例えば、Curiel らは、卵巣癌患者の臨床転帰は、腫瘍浸潤調節性CD4 + T細胞（Tregの）5の割合を増加させるの存在と相関していたが悪化ことが示された。私たち自身の仕事も無いの効果を示したまた、減少、腫瘍増殖と相関したマウス黒色腫モデル6における白血球サブセットの比率にヴェル白血球走化性。このように、腫瘍内の白血球サブセットの詳細な分析は、今より広く認識され、ますます重要。 白血球浸潤のための腫瘍微小環境を評価するための多くの方法があります。例えば、グループはTME 7、例えばMRI、PET、共焦点顕微鏡9-11のような様々な撮像モダリティを含む保存部 8,9、古典的免疫組織化学および免疫蛍光画像への順序で種々の蛍光タンパク質を発現するトランスジェニックマウスを設計している-の能力を有するいくつかのintravitally 10,12監視します。これらは、免疫細胞を標識13または新規造影剤14ナノ粒子のような、種々の分子イメージング剤と共に使用することができる。我々の方法は、フローサイトメトリーに基づくアプローチであり、いくつかの利点を有する。まず、全体の腫瘍微小環境をサンプリングすることができる。解析時に、全体の皮下腫瘍とその周辺の周辺は、外科的に処理するために切除されている。これは、単一の腫瘍内の任意の潜在的にサンプリングバイアスを排除し、全体としての腫瘍の多くの「グローバル」な分析を提供します。第二に、白血球サブセットを分析するためにフローサイトメトリー多色フローを使用すると、私たちは、より具体的に浸潤白血球の表現型を測定することができる。使用される色の数に応じて、非常に特定のサブセットを同定することができる。あるいは一般的なサブタイプ分類 - - いくつかの白血球サブセットは、特定の細胞型内であるように、これは重要である腫瘍の運命を決定するのに潜在的に重要であり、異なる機能を持っている。例えば、形質細胞様樹状細胞（pDC）は、抗腫瘍免疫15に関係している。しかし、pDCはのCCR9 +サブセットは16寛容原性であることが示され、及びBaをシフトされていますこのようなサブセットのランスは、腫瘍増殖に影響を与える可能性がある。 我々の方法は、皮下または一括切除することができる他の腫瘍に適しています。私たちの手では、腫瘍は均一に安楽死の時点で切除した。いくつかの研究で行われているようしかし、皮下腫瘍が完全にこのような動物の追加の評価を可能にする、生存手術17における周囲の皮膚の閉鎖を切除することができること、が考えられる。分析は、その後切除腫瘍に対して行われる。このように、結果は、腫瘍の開発にシングルの時点を表す。これは微小環境を詳細に見てことができますが、それはまた、間違いなく動的なプロセスであるものの静止画です。しかし、単離された白血球（ 例えば介して磁気分離または密度勾配）previされているように、その後、腫瘍上皮および間質から別々に分析するか、さらにそれらの表現型を定義するために、他の機能的アッセイにおいて使用され得るously 18を説明した。この方法は、その後、天然の疾患経過の設定で、または特定の治療的摂動の後であれ、与えられた時点で、腫瘍微小環境内での白血球の組成を理解することに関心の任意の研究者のために有用であろう。我々が行っていないが、この手順のバリエーションはまた、潜在的に分離して、腫瘍の特定の部分を分析するために使用することができる。例えば、腫瘍の大きさを考えると、周辺ゾーン（S）は、研究者の腫瘍微小環境のより空間的に分離されたビューを提供するために、腫瘍の中央、おそらく壊死性コアから離れて解剖することができた。 腫瘍免疫学の急成長分野で、間違いなくマウス腫瘍モデルにおける新規免疫調節薬を評価する研究の指数関数的に増えては存在しません。いくつかの報告は、周辺EN対腫瘍内の特定の白血球機能の違いを強調しているvironment。例えば、シェーファー、ウィーバーらは、それらが腫瘍の微小環境19に売買されると、抗原特異的TエフェクターCD8 +細胞は、末梢におけるアクティブながら、CD8 + Tサプレッサー細胞を形質転換したマウスモデルで示した。これは、TGFβに一部だったが、他の要因は、おそらく同様に関与している。したがって、白血球サブセットの評価 - 数字や比率、ならびに機能状態を - 腫瘍自体の中では、腫瘍の運命の特定の免疫調節効果のより正確な表現を与える。 我々の技術は、腫瘍の詳細な分析を可能にし、研究者に、より密接従来のアプローチよりも白血球集団の変化を識別するための機会を提供する。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="916">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Name of the Material/Equipment</td>
			<td style="width:229px;">Company</td>
			<td style="width:229px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:229px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">RPMI</td>
			<td>Cellgro</td>
			<td>10-040</td>
			<td>http://cellgro.com; keep on ice</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">FBS</td>
			<td>Cellgro</td>
			<td>35-011-CV</td>
			<td>http://cellgro.com</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">50 ml conical tubes</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>14-432-22</td>
			<td>fischersci.com</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">40 micron filter</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>08-771-1</td>
			<td>fischersci.com</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">5 ml syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>14-823-35</td>
			<td>fischersci.com</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">surgical scissors/forceps</td>
			<td>Roboz</td>
			<td>RS-5910</td>
			<td>roboz.com</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PBS</td>
			<td>Cellgro</td>
			<td>MT-21-030-CM</td>
			<td>http://cellgro.com; keep on ice</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">trypan blue</td>
			<td>Cellgro</td>
			<td>MT-25-900-CI</td>
			<td>fischersci.com</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">hemacytometer</td>
			<td>Hausser Scientifice&#160;</td>
			<td>02-671-54&#160;</td>
			<td>fischersci.com</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Live/Dead stain</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>L34957</td>
			<td>lieftechnologies.com</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">FlowJo software</td>
			<td>TreeStar, Inc</td>
			<td></td>
			<td>flowjo.com</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

evaluation of tumor-infiltrating leukocyte subsets in a subcutaneous tumor model

腫瘍微小環境に侵入専門免疫細胞は、腫瘍の成長および生存を調節する。悪性細胞が生き残り、繁栄するために、抗腫瘍免疫応答を逃れるまたは覆す必要があります。腫瘍は、寛容原性DCの動員、免疫調節性T細胞（Tregの）、および細胞傷害性抗腫瘍応答を阻害骨髄由来サプレッサー細胞（MDSC）を含む免疫の異なる多数のメカニズム「脱出」を利用する。逆に、抗腫瘍エフェクター免疫細胞は、悪性腫瘍の成長および拡大を遅らせることができる。免疫刺激性樹状細胞は、生得的な抗腫瘍免疫を保有するナチュラルキラー細胞、および細胞傷害性T細胞は、すべての腫瘍抑制に関与することができる。プロ - および抗腫瘍、白血球との間のバランスは、最終的に行動し、形質転換された細胞の運命を決定する。ヒト臨床研究の多数がこれを裏付けている。内の白血球サブセットのため、詳細な分析腫瘍微小環境はますます重要になってきている。ここでは、マウス腫瘍モデルにおいて腫瘍微小環境に存在する浸潤白血球サブセットを分析するための方法を記載する。マウスB16メラノーマ腫瘍細胞をC57BL / 6マウスに皮下接​​種した。指定された時間に、腫瘍および周囲の皮膚を一括切除し、次に、マルチカラーフローサイトメトリーのために染色した単一細胞懸濁液に加工。白血球サブセットマーカーのさまざまな方法を使って、私たちはコントロールとケマリン発現腫瘍の間で白血球サブセットを浸透させるの相対的な割合を比較することができました。研究者らは、腫瘍微小環境における免疫の存在を研究するためのそのようなツールを使用して、腫瘍増殖の従来のキャリパーサイズの測定と組み合わせた場合、潜在的に、それらは、腫瘍増殖に対する免疫組成の変化の影響を解明することを可能にすることができる。このような技術は、腫瘍とその微小環境cの任意の腫瘍モデルに適用することができる切除して処理すること。

我々の結果は、過剰発現マウスB16腫瘍におけるケマリンの強制は、腫瘍浸潤白血球（TILの）の割合を増強することを示した。さらに、ケマリン発現と関連する腫瘍微小環境内で表現白血球サブセットの相対的な比率の変化を同定した。 Pachynski ら 6から許可を得て再印刷。 図1は、切除された日のFACS分析17腫瘍によって決定されるように、対照と...

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Evaluation of Tumor-infiltrating Leukocyte Subsets in a Subcutaneous Tumor Model

This protocol describes a method for the detailed evaluation of leukocyte subsets within the tumor microenvironment in a mouse tumor model. Chemerin-expressing B16 melanoma cells were implanted subcutaneously into syngeneic mice. Cells from the tumor microenvironment were then stained and analyzed by flow cytometry, allowing for detailed leukocyte subset analyses.

皮下腫瘍モデルにおける腫瘍浸潤白血球サブセットの評価

Specialized immune cells that infiltrate the tumor microenvironment regulate the growth and survival of neoplasia.&#160; Malignant cells must elude or ...

evaluation-tumor-infiltrating-leukocyte-subsets-subcutaneous-tumor

Research

JoVE Journal

Medicine

19.9K ビュー.  Washington University School of Medicine. This protocol describes a method for the detailed evaluation of leukocyte subsets within the tumor microenvironment in a mouse tumor model. Chemerin-expressing B16 melanoma cells were implanted subcutaneously into syngeneic mice. Cells from the tumor microenvironment were then stained and analyzed by flow cytometry, allowing for detailed leukocyte subset analyses. 

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Multi-photon Imaging of Tumor Cell Invasion in an Orthotopic Mouse Model of Oral Squamous Cell Carcinoma

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient management strategies. Orthotopic mouse models of oral cancer have been developed to facilitate the study of factors that impact invasion and serve as model system for evaluating anti-tumor therapeutics. In these systems, visualization of disseminated tumor cells within oral cavity tissues has typically been conducted by either conventional histology or with in vivo bioluminescent methods. A primary drawback of these techniques is the inherent inability to accurately visualize and quantify early tumor cell invasion arising from the primary site in three dimensions. Here we describe a protocol that combines an established model for squamous cell carcinoma of the tongue (SCOT) with two-photon imaging to allow multi-vectorial visualization of lingual tumor spread. The OSC-19 head and neck tumor cell line was stably engineered to express the F-actin binding peptide LifeAct fused to the mCherry fluorescent protein (LifeAct-mCherry). Fox1nu/nu mice injected with these cells reliably form tumors that allow the tongue to be visualized by ex-vivo application of two-photon microscopy. This technique allows for the orthotopic visualization of the tumor mass and locally invading cells in excised tongues without disruption of the regional tumor microenvironment. In addition, this system allows for the quantification of tumor cell invasion by calculating distances that invaded cells move from the primary tumor site. Overall this procedure provides an enhanced model system for analyzing factors that contribute to SCOT invasion and therapeutic treatments tailored to prevent local invasion and distant metastatic spread. This method also has the potential to be ultimately combined with other imaging modalities in an in vivo setting.

A comprehensive overview of the techniques involved in generating a mouse model of oral cancer and quantitative monitoring of tumor invasion within the tongue through multi-photon microscopy of labeled cells is presented. This system can serve as a useful platform for the molecular assessment and drug efficacy of anti-invasive compounds.

口腔扁平上皮癌の同所性マウスモデルにおける腫瘍細胞の浸潤の多光子イメージング

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient ...

医学

An Orthotopic Bladder Tumor Model and the Evaluation of Intravesical saRNA Treatment

We present a novel method for treating bladder cancer with intravesically delivered small activating RNA (saRNA) in an orthotopic xenograft mouse bladder tumor model. The mouse model is established by urethral catheterization under inhaled general anesthetic. Chemical burn is then introduced to the bladder mucosa using intravesical silver nitrate solution to disrupt the bladder glycosaminoglycan layer and allows cells to attach. Following several washes with sterile water, human bladder cancer KU-7-luc2-GFP cells are instilled through the catheter into the bladder to dwell for 2 hours. Subsequent growth of bladder tumors is confirmed and monitored by in vivo bladder ultrasound and bioluminescent imaging. The tumors are then treated intravesically with saRNA formulated in lipid nanoparticles (LNPs). Tumor growth is monitored with ultrasound and bioluminescence. All steps of this procedure are demonstrated in the accompanying video.

Establishing an orthotopic bladder tumor model to evaluate antitumor effects of intravesically delivered saRNA and monitoring tumor growth by ultrasound and bioluminescent imaging.

同所性膀胱腫瘍モデルと膀胱内Sarnaの治療の評価

We present a novel method for treating bladder cancer with intravesically delivered small activating RNA (saRNA) in an orthotopic xenograft mouse bladder ...

Screening for Melanoma Modifiers using a Zebrafish Autochthonous Tumor Model

Genomic studies of human cancers have yielded a wealth of information about genes that are altered in tumors1,2,3. A challenge arising from these studies is that many genes are altered, and it can be difficult to distinguish genetic alterations that drove tumorigenesis from that those arose incidentally during transformation. To draw this distinction it is beneficial to have an assay that can quantitatively measure the effect of an altered gene on tumor initiation and other processes that enable tumors to persist and disseminate. Here we present a rapid means to screen large numbers of candidate melanoma modifiers in zebrafish using an autochthonous tumor model4 that encompasses steps required for melanoma initiation and maintenance. A key reagent in this assay is the miniCoopR vector, which couples a wild-type copy of the mitfa melanocyte specification factor to a Gateway recombination cassette into which candidate melanoma genes can be recombined5. The miniCoopR vector has a mitfa rescuing minigene which contains the promoter, open reading frame and 3'-untranslated region of the wild-type mitfa gene. It allows us to make constructs using full-length open reading frames of candidate melanoma modifiers. These individual clones can then be injected into single cell Tg(mitfa:BRAFV600E);p53(lf);mitfa(lf)zebrafish embryos. The miniCoopR vector gets integrated by Tol2-mediated transgenesis6 and rescues melanocytes. Because they are physically coupled to the mitfa rescuing minigene, candidate genes are expressed in rescued melanocytes, some of which will transform and develop into tumors. The effect of a candidate gene on melanoma initiation and melanoma cell properties can be measured using melanoma-free survival curves, invasion assays, antibody staining and transplantation assays.

A rapid way to screen for melanoma modifiers using a zebrafish autochthonous tumor model is presented. It takes advantage of the miniCoopR vector which allows for expression of candidate melanoma genes in melanocytes. A method to obtain melanoma-free survival curves, an invasion assay, a protocol for antibody staining of scale melanocytes and a melanoma transplantation assay are described.

ゼブラ土着腫瘍モデルを用いたメラノーマの修飾のためのスクリーニング

Genomic studies of  human cancers have yielded a wealth of information about genes that are altered  in tumors1,2,3. A challenge arising from these ...

Renal Capsule Xenografting and Subcutaneous Pellet Implantation for the Evaluation of Prostate Carcinogenesis and Benign Prostatic Hyperplasia

New therapies for two common prostate diseases, prostate cancer (PrCa) and benign prostatic hyperplasia (BPH), depend critically on experiments evaluating their hormonal regulation. Sex steroid hormones (notably androgens and estrogens) are important in PrCa and BPH; we probe their respective roles in inducing prostate growth and carcinogenesis in mice with experiments using compressed hormone pellets. Hormone and/or drug pellets are easily manufactured with a pellet press, and surgically implanted into the subcutaneous tissue of the male mouse host. We also describe a protocol for the evaluation of hormonal carcinogenesis by combining subcutaneous hormone pellet implantation with xenografting of prostate cell recombinants under the renal capsule of immunocompromised mice. Moreover, subcutaneous hormone pellet implantation, in combination with renal capsule xenografting of BPH tissue, is useful to better understand hormonal regulation of benign prostate growth, and to test new therapies targeting sex steroid hormone pathways.

We describe the manufacture of compressed hormone pellets, as well as subcutaneous surgical implantation into mice. This strategy can be combined with the growth of cell and tissue xenografts under the renal capsule of athymic nude mice to evaluate hormonal carcinogenesis and regulation of benign prostate growth.

前立腺発がんおよび良性前立腺過形成の評価のための腎皮膜異種移植および皮下ペレット移植

New therapies for two common prostate diseases,  prostate cancer (PrCa) and benign prostatic hyperplasia (BPH), depend  critically on experiments ...

Candida albicans Biofilm Development on Medically-relevant Foreign Bodies in a Mouse Subcutaneous Model Followed by Bioluminescence Imaging

Candida albicans biofilm development on biotic and/or abiotic surfaces represents a specific threat for hospitalized patients. So far, C. albicans biofilms have been studied predominantly in vitro but there is a crucial need for better understanding of this dynamic process under in vivo conditions. We developed an in vivo subcutaneous rat model to study C. albicans biofilm formation. In our model, multiple (up to 9) Candida-infected devices are implanted to the back part of the animal. This gives us a major advantage over the central venous catheter model system as it allows us to study several independent biofilms in one animal. Recently, we adapted this model to study C. albicans biofilm development in BALB/c mice. In this model, mature C. albicans biofilms develop within 48 hr and demonstrate the typical three-dimensional biofilm architecture. The quantification of fungal biofilm is traditionally analyzed post mortem and requires host sacrifice. Because this requires the use of many animals to perform kinetic studies, we applied non-invasive bioluminescence imaging (BLI) to longitudinally follow up in vivo mature C. albicans biofilms developing in our subcutaneous model. C. albicans cells were engineered to express the Gaussia princeps luciferase gene (gLuc) attached to the cell wall. The bioluminescence signal is produced by the luciferase that converts the added substrate coelenterazine into light that can be measured. The BLI signal resembled cell counts obtained from explanted catheters. Non-invasive imaging for quantifying in vivo biofilm formation provides immediate applications for the screening and validation of antifungal drugs under in vivo conditions, as well as for studies based on host-pathogen interactions, hereby contributing to a better understanding of the pathogenesis of catheter-associated infections.

Candida albicans Biofilm Development on Medically-relevant Foreign Bodies in a Mouse Subcutaneous Model Followed by Bioluminescence Imaging

We present an experimental procedure of Candida albicans biofilm development in a mouse subcutaneous model. Fungal biofilms were quantified by determining the number of colony forming units and by a non-invasive bioluminescence imaging, where the amount of light that is produced corresponds with the number of viable cells.

生物発光イメージングが続くマウス皮下モデルにおける医学関連の異物にカンジダ·アルビカンスバイオフィルム発展

Candida albicans biofilm development on biotic and/or abiotic surfaces represents a specific threat for hospitalized patients. So far, C. albicans ...

Subcutaneous Angiotensin II Infusion using Osmotic Pumps Induces Aortic Aneurysms in Mice

Osmotic pumps continuously deliver compounds at a constant rate into small animals. This article introduces a standard protocol used to induce aortic aneurysms via subcutaneous infusion of angiotensin II (AngII) from implanted osmotic pumps. This protocol includes calculation of AngII amount and dissolution, osmotic pump filling, implantation of osmotic pumps subcutaneously, observation after pump implantation, and harvest of aortas to visualize aortic aneurysms in mice. Subcutaneous infusion of AngII through osmotic pumps following this protocol is a reliable and reproducible technique to induce both abdominal and thoracic aortic aneurysms in mice. Infusion durations range from a few days to several months based on the purpose of the study. AngII 1,000 ng/kg/min is sufficient to provide maximal effects on abdominal aortic aneurysmal formation in male hypercholesterolemic mouse models such as apolipoprotein E deficient or low-density lipoprotein receptor deficient mice. Incidence of abdominal aortic aneurysms induced by AngII infusion via osmotic pumps is 5 - 10 times lower in female hypercholesterolemic mice and also lower in both genders of normocholesterolemic mice. In contrast, AngII-induced thoracic aortic aneurysms in mice are not hypercholesterolemia or gender-dependent. Importantly, multiple features of this mouse model recapitulate those of human aortic aneurysms.

Subcutaneous implantation of osmotic pumps provides a convenient approach for prolonged and consistent delivery of compounds. This approach has been used extensively to study both abdominal and thoracic aortic aneurysms in mice.

浸透圧を使用して皮下アンジオテンシンII注入は、マウスで誘導大動脈瘤パンプス

Osmotic pumps continuously deliver compounds at a constant rate into small animals.  This article introduces a standard protocol used to induce aortic ...

Evaluation of Lung Metastasis in Mouse Mammary Tumor Models by Quantitative Real-time PCR

Metastatic disease is the spread of malignant tumor cells from the primary cancer site to a distant organ and is the primary cause of cancer associated death 1. Common sites of metastatic spread include lung, lymph node, brain, and bone 2. Mechanisms that drive metastasis are intense areas of cancer research. Consequently, effective assays to measure metastatic burden in distant sites of metastasis are instrumental for cancer research. Evaluation of lung metastases in mammary tumor models is generally performed by gross qualitative observation of lung tissue following dissection. Quantitative methods of evaluating metastasis are currently limited to ex vivo and in vivo imaging based techniques that require user defined parameters. Many of these techniques are at the whole organism level rather than the cellular level 3-6. Although newer imaging methods utilizing multi-photon microscopy are able to evaluate metastasis at the cellular level 7, these highly elegant procedures are more suited to evaluating mechanisms of dissemination rather than quantitative assessment of metastatic burden. Here, a simple in vitro method to quantitatively assess metastasis is presented. Using quantitative Real-time PCR (QRT-PCR), tumor cell specific mRNA can be detected within the mouse lung tissue.

This protocol describes how to use quantitative Real-time PCR (QRT-PCR) to detect tumor cell specific mRNA representing metastasis within the mouse lung tissue.

定量的リアルタイムPCRによるマウス乳腺腫瘍モデルにおける肺転移の評価

Metastatic disease is the spread of malignant tumor cells from the primary cancer site to a distant organ and is the primary cause of cancer associated ...

Quantitative Visualization of Leukocyte Infiltrate in a Murine Model of Fulminant Myocarditis by Light Sheet Microscopy

Light-sheet fluorescence microscopy (LSFM), in combination with chemical clearing protocols, has become the gold standard for analyzing fluorescently labelled structures in large biological specimens, and is down to cellular resolution. Meanwhile, the constant refinement of underlying protocols and the enhanced availability of specialized commercial systems enable us to investigate the microstructure of whole mouse organs and even allow for the characterization of cellular behavior in various live-cell imaging approaches. Here, we describe a protocol for the spatial whole-mount visualization and quantification of the CD45+ leukocyte population in inflamed mouse hearts. The method employs a transgenic mouse strain (CD11c.DTR)that has recently been shown to serve as a robust, inducible model for the study of the development of fulminant fatal myocarditis, characterized by lethal cardiac arrhythmias. This protocol includes myocarditis induction, intravital antibody-mediated cell staining, organ preparation, and LSFM with subsequent computer-assisted image post-processing. Although presented as a highly-adapted method for our particular scientific question, the protocol represents the blueprint of an easily adjustable system that can also target completely different fluorescent structures in other organs and even in other species.

Here, we describe a light-sheet microscopy approach to visualize the cardiac CD45+ leukocyte infiltrate in a murine model of aseptic fulminant myocarditis, which is induced by the intratracheal diphtheria toxin treatment of CD11c.DTR mice.

光シート顕微鏡による劇症心筋炎のマウスモデルにおける白血球浸潤の定量的可視化

Light-sheet fluorescence microscopy (LSFM), in combination with chemical clearing protocols, has become the gold standard for analyzing fluorescently ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and drugs. It is widely used in many studies on the physiological functions of vascular smooth muscle, the pathogenesis of vascular diseases such as hypertension, and the development of smooth muscle relaxant drugs. The mouse is a widely used model animal with a large pool of disease models and genetically modified strains. We introduced this method to measure the isometric contraction of mouse mesenteric artery in detail. A 1.4-mm segment of mouse mesenteric resistance artery was isolated and mounted on a myograph chamber by passing two steel wires through its lumen. After equilibration and normalization steps, the vessel segment was potentiated by a high-K+ solution twice prior to the contraction assay. As an example of the application of this method in drug development, we measured the relaxant effect of a novel natural substance, neoliensinine, isolated from a Chinese herb, embryos of the lotus seed (Nelumbo nucifera Gaertn.) on mouse mesenteric arteries. The vessel segments mounted on the myograph chamber were stimulated with a high-K+ solution. When the force tension reached a stable sustained phase, cumulative doses of neoliensinine were added to the chamber. We found that neoliensinine had a dose-dependent relaxant effect on smooth muscle contraction, thus suggesting that it bears potential activity against hypertension. In addition, as the vessel segment can survive at least 4 hours after mounting and maintain contractility induced by the high-K+ solution for many times, we suggest that the wire myograph system may be used for the time-consuming process of drug screening.

The wire myograph technique is used to investigate vascular smooth muscle functions and screen new drugs. We report a detailed protocol for measuring the isometric contractility of the mouse mesenteric artery and for screening new relaxants of vascular smooth muscle.

ワイヤー図法を使用してマウスの腸間膜動脈の等尺性収縮力測定

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...

Standardized Histomorphometric Evaluation of Osteoarthritis in a Surgical Mouse Model

One of the most prevalent joint disorders in the United States, osteoarthritis (OA) is characterized by progressive degeneration of articular cartilage, primarily in the hip and knee joints, which results in significant impacts on patient mobility and quality of life. To date, there are no existing curative therapies for OA able to slow down or inhibit cartilage degeneration. Presently, there is an extensive body of ongoing research to understand OA pathology and discover novel therapeutic approaches or agents that can efficiently slow down, stop, or even reverse OA. Thus, it is crucial to have a quantitative and reproducible approach to accurately evaluate OA-associated pathological changes in the joint cartilage, synovium, and subchondral bone. Currently, OA severity and progression are primarily assessed using the Osteoarthritis Research Society International (OARSI) or Mankin scoring systems. In spite of the importance of these scoring systems, they are semiquantitative and can be influenced by user subjectivity. More importantly, they fail to accurately evaluate subtle, yet important, changes in the cartilage during the early disease states or early treatment phases. The protocol we describe here uses a computerized and semiautomated histomorphometric software system to establish a standardized, rigorous, and reproducible quantitative methodology for the evaluation of joint changes in OA. This protocol presents a powerful addition to the existing systems and allows for more efficient detection of pathological changes in the joint.

The current protocol establishes a rigorous and reproducible method for quantification of morphological joint changes that accompany osteoarthritis. Application of this protocol can be valuable in monitoring disease progression and evaluating therapeutic interventions in osteoarthritis.

外科用マウスモデルにおける変形性関節症の標準化組織形態評価

One of the most prevalent joint disorders in the United States, osteoarthritis (OA) is characterized by progressive degeneration of articular cartilage, ...