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Method Article
줄기 세포는 내재 된 종양 향성으로 인해 뇌종양 치료제로서 유망한 치료제입니다. 비 침습적 비강 내 줄기 세포 전달은 혈액 뇌 장벽을 우회하여 임상 번역의 가능성을 보여줍니다. 이 기사는 신경 교종 마우스 모델에서 비강 줄기 세포 전달의 기본 원리를 요약합니다.
뇌 악성 종양에 대한 내재적 향성은 줄기 세포를 악성 종양 치료제의 유망한 매개체로 만듭니다. 비강 내 경로를 통한 치료 줄기 세포의 전달은 두개 내 이식이나 전신 경로를 통한 전달과 비교하여 비 침습적 특성으로 인해 임상 번역 가능성이 높은 최근에 발견 된 대안 전략입니다. 혈액 뇌 장벽의 부족은 비강 두뇌 진입을 겪고있는 줄기 세포의 치료 가능성을 더욱 강화시킵니다. 이 기사는 본 연구에 사용 된 필수 기술을 요약하고 마우스 모델의 두개강 내 신경 교종 이종 이식편을 사용하여 줄기 세포 전달을위한 비강 내 전략의 기본 원리를 개략적으로 설명합니다. 우리는 특정 사전 결정된 실험 매개 변수를 사용하여 일관되고 재현 가능한 결과를 생성하는 최적화 된 절차를 시연하고 능률적 인 실행 및 신뢰할 수있는 경험을 보장하는 간소화 된 작업 흐름에 대한 지침을 제공합니다.결과. 이 기사는 가설, 줄기 세포 유형 또는 종양 특이성에 근거한 추가 실험 맞춤화를위한 기준선 역할을하도록 고안되었습니다.
인간 줄기 세포의 낮은 독성, 낮은 면역 원성, 내인성 뇌종양의 방향성은 치료제 전달에있어 매력적인 특성입니다 1 . 최근 악성 뇌종양에 대한 새로운 줄기 세포 기반 치료법은 최근 개발 된 유망한 혁신이며이 치료 전략의 비내 적응은 비 침습적이고 반복적 인 투여가 환자의 응용에 대한 장벽을 크게 줄일 수 있다는 점에서 임상 번역으로의 도약을 의미한다. 침습적 외과 수술 1 , 2 , 3 , 4 와 관련된 전신 마취 또는 오랜 환자 서비스없이 외래 환자 서비스에 적용 할 수 있습니다.
우리와 다른 사람들은 줄기 세포 전달이 뇌종양으로가는 비강 내 경로를 개척했으며 몇 가지 기본 원칙마우스 이종 이식 모델 2 , 3 , 4 를 사용하여 번역 연구를 수행하고 MRI (magnetic resonance imaging) 시약 캐리어를 통해 생체 내에서 줄기 세포 의 이동을 조사했습니다. 이러한 파일럿 실험을 통해 우리는 확립 된 환자 유래 이종 이식 (PDX) 마우스 모델을 악성 신경 교종으로 사용하여 강력한 전임상 평가 전략을 가장 잘 구축하는 방법에 대한 실질적인 경험과 통찰력을 얻었습니다. 비강으로 전달 된 치료 용 줄기 세포의 비내 두뇌 진입의 정교한 생물학적 현상에 대한 미묘한 메커니즘의 상세한 설명. 여기서는 잘 확립 된 인간 신경 줄기 세포주 인 HB1.F3.CD 5 를 사용하여 실험적 연구의 현재 상태를 보여주기 위해 표준화 된 작동 프로토콜의 원리를 설명합니다 , 6 , 7 , 8 , 치료 용 담체로서 인간 줄기 세포를 사용하는 특정 종양 모델 또는 전략에 적응하기 위해 쉽게 수정할 수있다.
모든 동물 처치는 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC) 또는 동등한 기관의 승인을 받아야합니다. 여기에 설명 된 특정 절차와 관련하여 불확실성이있는 경우 진행하지 마십시오. 해당 기관의 IACUC 및 지정된 수의진 직원과 명확히하십시오.
1. 배양 세포의 무균 유지 및 무균 기술 원칙 준수
2. Glioma 세포의 준비 Vivo 실험 2 , 4
3. Xenograft 마우스 모델을 만들기위한 두개 내 주입 ( 그림 1A ) 2 , 4 , 13
4. 종양 성장의 생체 내 Bioluminescence 이미징 (BLI) ( 그림 1B ) 15
참고 : 환자 유래 신경 교종 세포는 개똥 벌레 루시퍼 라제를 발현하도록 변형됩니다. 이것은 우리가 intracranial 주입 후 종양의 진행을 따르도록 허락합니다.
5. 전체 뇌 조사 ( 그림 1C ) 2 , 4 , 13
참고 : intranasally 전달 hNSCs의 이동을 향상시키기 위해 뇌종양, intracranial 종양 이종 이식을 쥐의 전체 뇌 방사선을 활용할 수 있습니다 4 .
6. 인간 신경 줄기 세포의 유전자 변형 (NSCs, Figure 3A) 4
7. 인간 NSCs의 hypoxic preconditioning ( 그림 3A ) 4
8. 후진타오의 로딩Oncolytic Virus를 가진 사람 NSCs ( 그림 3B -3H ) 5
9. 줄기 세포를 마이크로로 적재자기 공명 영상 (MRI; 그림 3B -3H )을 통한 In Vivo 추적을위한 n 크기의 상자성 산화철 (MPIO) 2
10. 치료 용 NSC의 비강 내 전달 ( 그림 1D 및 그림 3D ) 2 , 4
11. 생존 분석 ( 그림 3E )
12. 조직 수집 및 조직학 / Immunocytochemistry 비내 감염의 줄기 세포 뇌 항목의 확인 2 , 4
저산소 전처리 ( 그림 4A ) 4 와 CXCR4 과다 발현 ( 그림 4B 와 4C ) 4 모두는 유동 세포 계측법에 의해 입증 된 것처럼 CXCR4 수용체의 세포막 존재를 현저히 상향 조절합니다. NSC에 의해 입증 된 종양 향성 (파란 화살표)은 종양 조직 조직학 (빨간색 원)에 표시됩니다. 종양에서 MPIO로 표지 된 (
약물 전달의 비강 경로가 소분자, 나노 메디신 및 단백질 화합물 모두에 대해 광범위하게 탐구되었지만, 비내심 뇌종양 표적화를위한 치료 줄기 세포의 적용은 발달중인 뇌종양 치료제 스펙트럼에서 매우 새롭다 2 , 3 , 4 . 비강 내 줄기 세포의 행동과 관련된 본질적인 복잡성이 있으며, 분자의 세부 사항은 아직 명확하지 않습...
저자는 선언 할 이해 관계가 없습니다.
이 작품은 NIH R01NS087990 (MSL, IVB)에 의해 지원되었습니다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Stereotaxic frame | Kopf Instruments | Model 900 | |
Hypoxic Cell Culture Incubator | ThermoFisher Scientific | VIOS 160i | |
Cell culture supplies (Plastics) | ThermoFisher Scientific | Varies | Replaceable with any source |
Legend Micro 21R Refrigerated Microcentrifuge | ThermoFisher Scientific | 75002490 | Replaceable with any source |
Bench centrifuge Sorvall ST16R | ThermoFisher Scientific | 75004240 | Replaceable with any source |
Micro syringe 702N 25 µl (22S/2"/2) | Hamilton Company | 80400 | Flat tip |
Sample Tray for Irradiator | Best Theratronics | A13826 | To set up mice protection with lead shield |
Leica DMi8 Microscope | Leica Microsystem | Custom setup | |
Leica CM1860 UV cryostat | Leica Microsystem | Custom setup | |
Exel International Insulin Syringe | ThermoFisher Scientific | 14-841-31 | |
Corning Phosphate Buffer Saline | Corning Cellgro/ThermoFisher | 21-031-CV | |
Dulbecco's Modified Eagle Medium | Corning Cellgro/ThermoFisher | 11965-084 | |
Trypsin 0.05% | Corning Cellgro/ThermoFisher | 25300054 | |
Hyaluronidase from bovine testes | MilliporeSigma | H3506 |
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