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Method Article
이 원고는 전이성 캐스케이드의 모든 단계에서 개입할 수 있는 orthotopically 주입된 유방 종양의 자발적 폐 전이의 확립 및 종단 성장 모니터링을 위한 방법론을 설명합니다.
전이는 암 관련 사망의 주요 원인으로 남아 있습니다. 전이성 연쇄 반응을 특징짓는 일련의 사건은 치료 개입을 위한 여러 기회를 제공하며, 마우스에서 이를 정확하게 모델링하는 능력은 그 효과를 평가하는 데 중요합니다. 여기에서는 in vivo bioluminescence imaging을 사용하여 기립성 원발성 유방 종양의 확립과 폐의 전이성 병변의 확립 및 성장에 대한 후속 모니터링을 위한 단계별 프로토콜을 제시합니다. 이 방법론을 통해 원발성 종양 탈출에서 폐의 증식에 이르기까지 전이성 발달의 전체 범위에 걸쳐 치료 또는 생물학적 효과를 평가할 수 있습니다. 유방 기교성 종양은 4번째 유선에 루시페라아제 표지된 세포 현탁액의 주입을 통해 마우스에서 생성됩니다. 종양은 일정 시간 동안 성장하고 퍼질 수 있도록 허용한 다음 외과적으로 절제합니다. 절제 시 자발적인 폐 전이가 감지되고 in vivo bioluminescence imaging을 사용하여 시간 경과에 따른 성장을 모니터링합니다. 원하는 실험 종점에서 다운스트림 분석을 위해 폐 조직을 수집할 수 있습니다. 확립되고 임상적으로 명백한 전이의 치료는 IV기 암 환자의 결과를 개선하는 데 중요하며, 실험적 폐 전이의 꼬리 정맥 모델을 통해 평가할 수 있습니다. 그러나 유방암에서 전이성 파종은 초기에 발생하며, 많은 환자들이 수술 후 잠복성, 무증상 파종성 질환을 가지고 있습니다. 이와 같은 자발적 모델의 활용은 질병의 전체 스펙트럼, 특히 전이성 틈새 프라이밍과 같은 원발성 종양의 치료에 의해 주도되는 전신 효과를 연구하고 수술 후 휴면 및 무증상 질병에 대한 치료를 평가할 수 있는 기회를 제공합니다.
원발성 종양에서 신체의 다른 부분으로 암세포가 퍼지는 전이는 암 환자의 90% 이상에서 사망 원인으로 남아 있습니다. 이 과정은 원발성 종양에서 종양 세포를 배출하여 순환계로 내장하는 과정, 혈액 내 생존, 표적 장기에서의 외부혈관 및 생존, 증식 상태의 재침투 및 파출 증식을 포함하는 복잡한 과정이다1. 전이의 초기 또는 말기를 조사하기 위해 자발적이고 이식 가능한 쥐암 모델이 사용되었으며, 각각의 장점과 단점이 있으며, 이에 대해서는 철저히 논의되었습니다 2,3,4.
이전에 생각했던 것과는 달리, 종양 세포는 종양 발달 중 초기 단계에서 원발성 종양을 포기하며, 때로는 오랜 기간 동안 먼 조직의 휴면 상태로 남아 있기도 한다 5,6,7,8. 또한, 원발성 종양이 질병 결과에 미치는 강력한 전신 효과에 대한 증거가 증가하고 있으며, 이는 종종 전이성 토양을 조절하거나 악액질 9,10,11,12 동안 근육 소모를 자극하는 용해성 인자와 엑소좀의 분비를 통해 나타납니다. 이러한 이유로, 원발성 종양의 초기 존재에서 전이 과정의 길이를 모델링하는 것은 이러한 과정을 주도하는 생물학에 대한 보다 완전한 이해를 달성하고 과정을 중단시키거나 지연시키는 것을 목표로 하는 잠재적인 새로운 개입을 테스트하는 데 필수적이 되었습니다.
이 연구에서는 유선에 orthotopically 주입된 추적 가능한 세포주에서 자발적으로 발생하는 폐 전이를 정량화하기 위한 프로토콜에 대해 설명하며, 이는 전이성 캐스케이드에서 위의 모든 단계를 모델링하는 프로세스입니다. 이식 가능한 전이 모델은 자발적이고 유전적으로 주도되는 암 모델에 비해 인간 전이를 더 잘 대표하는 것으로 알려져 있어 임상적 번역 가능성이 향상된다2. 또한 이 프로토콜은 생물 발광 이미징을 활용하여 살아있는 동물 내에서 원발성 유방 종양의 자발적 폐 전이의 성장 및 진행을 실시간으로 연구하므로 전이성 전파에 대한 보다 전통적인 조직학 기반 평가보다 효율성을 향상시킵니다. 이 프로토콜에는 원발성 종양을 외과적으로 제거한 후 자발적 전이에 대한 평가도 포함되며, 이는 임상적으로 관련성이 있을 뿐만 아니라 연구자가 전이 과정에 대한 최소 잔류 질환의 영향을 연구할 수 있도록 합니다. 마지막으로, 면역력이 있는 마우스의 사용은 인간 생물학10,11의 경우와 같이 온전한 면역 체계가 전이 과정을 형성할 수 있도록 하는 이점을 제공합니다.
여기에 설명된 모든 동물 절차 및 프로토콜은 버지니아 커먼웰스 대학교의 기관 동물 관리 및 사용 위원회(Institutional Animal Care and Use Committee)의 승인을 받았습니다.
1. 주입을 위한 세포의 준비
2. 유방 지방 패드 주사
참고: 본 프로토콜은 모든 마우스 균주에 사용할 수 있지만 면역 미세환경에 대한 관심을 고려하여 C57BL6 마우스를 사용합니다. 6-8주령의 암컷, 처녀 마우스는 일반적으로 유방암 연구에 사용되며, 이는 동등성이 종양 형성 과정을 향상시키기 때문입니다.
3. 종양 절제
4. 자발적 폐 전이의 생체 내 정량화
5. 조직학적 분석을 위한 폐 조직 수집
참고: 동물은 기관별 IACUC 지침에 따라 실험 시점 또는 동물이 인도적 희생 기준을 충족하는 경우 아래 설명된 대로 희생될 수 있습니다. 우리의 경험에 따르면, 마우스는 원발성 종양의 절제 후 약 21-28일 후에 인도적인 종점에 도달합니다.
마우스의 4번째 유방 지방 패드에 마우스 암 세포주를 정형(orthotopic)으로 주입하는 것은 마우스의 원발성 종양을 유도하기 위한 재현 가능하고 신뢰할 수 있는 절차입니다. 이 프로토콜에 설명된 조건에서 루시페라아제로 transduction된 EO771 세포주를 활용하면 원발성 종양이 촉지되고 주입 후 약 7일 후에 캘리퍼스를 사용하여 측정할 수 있으며 초기 주입 후 약 14일 후에
전이성 전파의 초기 특성과 암의 전신 영향이 더 널리 인식됨에 따라 이러한 두 가지 중요한 요소를 모두 고려하는 모델의 필요성이 대두되고 있습니다. 이 프로토콜을 통해 연구자들은 원발성 유방 종양에서 자발적으로 발생하는 폐 전이의 최소 잔류 질환 및 발육 결과를 모니터링하여 전이 과정에 영향을 미치는 암의 전신 효과를 설명할 수 있습니다. 원발성 종양 제거...
저자는 밝힐 것이 없습니다.
Bos 연구실에서의 연구는 Susan G. Komen Foundation(CCR18548205 P.D.B.), V Foundation(V2018-22 P.D.B.) 및 American Cancer Society(RSG-21-100-01-IBCD P.D.B.)의 지원을 받습니다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.25% Trypsin/EDTA | Hyclone | SH30042.01 | |
1.5ml microcentrifuge tubes | USA Scientific | 1615-5500 | |
10% povidone-iodine solution | Medline | MDS093906 | |
15ml centrifuge tubes | VWR | 89039-666 | |
1X PBS | Hyclone | SH30256.01 | |
28G 0.5ml U-100 Insulin Syringe | BD Biosciences | 329461 | |
Amphotericin B | Gemini Bio-products | 400-104 | |
Cautery Kit | Braintree Scientific | DEL2 | |
D-Luciferin Potassium | SydLabs | MB102 | |
Ethanol | Koptec | V1001 | |
Fetal Bovine Serum | R&D Systems | S11150H | |
Forceps | Fisherbrand | 16-100-110 | |
Growth factor-reduced Matrigel | Corning | 354230 | |
Isoflurane | Covetus | 29405 | |
IVIS Spectrum 200 | Perkin Elmer | 124262 | |
Meloxicam (2mg/ml) | Zoopharm LLC | N/A | By veterinary prescription |
Penicillin/Streptomycin | Gemini Bio-products | 400-109 | |
RPMI1640 | Hyclone | SH30027.01 | |
Scissors | Miltex | 5-300 | |
Silk sutures | Braintree Scientific | SUT-S 103 | |
Surgical staples | Reflex7 | 203-1000 | |
Trypan Blue | Gibco | 15250-061 |
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