P01CA040035 (FE / JAS)과 VA 경력 개발 상 (JAS) : 저자는 다음과 자금 소스를 인정합니다.

1. 셀 유지 보수 <ol><li> MDA-MB-231의 많은 뼈 전이성 subclones는 뼈 식민과 성장을위한 변수 성향을 가지고 그 존재합니다. 실험을 위해 우리는 UTHSCA 2 개발 GFP 태그 MDA-MB-231에서 파생 된 복제를 사용합니다. 이 특정 하위 클론이 사주의 희생으로 약 3 주 후 접종에서 볼 수 osteolytic 뼈 병변을 형성합니다. </li><li> DMEM이 5~8% 2 7 CO에서 37 ° C 10 % FBS와 0.1 MG / ML 페니실린 - 스트렙토 마이신을 포함하는으로 세포를 유지하고 있습니다. </li><li> 1시 10분 희석에 80-90%의 합류와 재 판의 항로 세포 (이 세포 유형과 크기 판에 따라 다릅니다. T-75의 MDA-MB-231 세포의 경우이 약 6x10 5), 그 대략 72 시간입니다. </li><li> MDA-MB-231 세포는 수많은 pseudopodia와 일반적으로 fibroblastic을 유지합니다. 모든 반올림는 인구 과잉 또는 기타 바람직하지 않은 스트레스를 나타내는,이 때문에 피해야한다생체 내 전이성 잠재력에 영향을 미칠 수 있습니다. </li><li> 이상적으로, 세포가 접종 (우리가 미만 한 주를 추천하거나 실험에 충분한 세포를 때까지) 전에 만 간략하게 문화에 유지해야하고, 라운딩 또는 세포 성장 속도의 변화가 발생할 경우 새 유리 병은 해동해야합니다. </li></ol> 2. 셀 준비 <ol><li> 0.15 %로 80-90%의 합류에서 세포를 Trypsinize 트립신 / EDTA (에틸렌 다이아 민 테트라 초산) (PBS에 0.​​5 % Gibco 트립신 EDTA (에틸렌 다이아 민 테트라 초산) 1시 2분을 희석). 이 농도는 빠른 분리 (&lt;2 분)을 허용하고 세포의 거리며 걷게 줄일 수 있습니다. </li><li> 즉시 10 ML 얼음처럼 차가운 DMEM 5 분 200 XG 15 ML 원뿔 튜브와 원심 분리기에 10% FBS, 피펫을 포함하는으로 접시에서 세포를 제거합니다. </li><li> 25 ML 얼음처럼 차가운 PBS (CA와 MG 제외) 수가 50 ML 원뿔 튜브에 Resuspend 펠릿. </li><li> 다시 펠렛에 원심 분리기 및 ML (intracardiac) 당 10 6 셀이나 얼음처럼 차가운 PBS에서 250,000 cells/10 μl (intratibial)에 resuspend. 온도PBS의 진짜야은 세포와 주사 후 후속이 심 하셔서 거리며 걷게되지 않도록하는 것이 중요합니다. 세포 현탁액 주사를 수행하는 동안 얼음에 남아 있어야하며 가능한이어야하며 30 분에 해제 clumped 유지됩니다. 필요한 플레이트의 정확한 수는 조사자의 조사자에 따라 다를 수 있지만, 우리는 일반적으로 8-10 마우스 사이에 한 T-75을 사용합니다. </li></ol> 3. Intracardiac 접종 <ol><li> 4~6주 세 여성 (Foxn 뉴 - / - : 할렌)도 될 수있는 다른 면역 - 손상된 생쥐 (- - RAG2 - / SCID, XID, 등 RAG1-/)이 있지만 마우스가이 실험에 사용되는 인간의 암 세포 실험에 사용. </li><li> 분사 절차에서 사망률을 감소, 및 이미징 절차에 배경 형광을 줄이기 위해 주입 전에 누드 마우스는 먹이 Teklad 2920x 다이어트 5~10일해야 (음식은 알팔파 무료이기 때문에). </li><li> 뉴 / 뉴 이외의 다른 마우스를 사용하는 경우, 복부 복부 AR에 면도기 나 Nair을 (우리의 경험 Nair 더 효과적)를 사용하여 머리를 제거절차를 시작하기 전에 EA. </li><li> 또는 다른 선호 마취 (우리의 경험에서 isoflurane은 intracardiac 예방 접종에 대한 용납 최고) : isoflurane vaporizer (2-3 L / 분 O 2 2.5 % ISO)를 사용하여 격리 챔버에 마우스를 마취. </li><li> 스테인레스 스틸 통풍 후드 내부의 마취 기계의 코 콘에 한 번에 하나의 마우스를 이동합니다. </li><li> 가슴가 직면와의 뒷면에 각 마우스를 배치합니다. </li><li> 2 번을 반복, 70 % 에탄올에 이어 10 % povidone / 요오드 면봉 / 솔루션 가슴을 씻는다. </li><li> 분사에 대한 마크 마우스의 가슴 (멸균 마커를 사용하거나 주사 사이트 무균 유지 측면에 약간 표시). 우리는 가슴의 마크 위치 흉골 노치와 xyphoid 과정의 상단 중간, 그리고 약간 왼쪽 (해부학)을 사용합니다. 300 μl 28g ½ 인슐린 주사기의 플런저와 초승달 모양 사이의 공간을 (심장 펄스를 보는 것이 중요)을 만들 주사기에 공기의 작은 거품을 그릴, 그리고세포의 100 μl를 그린다. </li><li> 수직 바늘세요. 다른 손으로 긴장 마우스의 피부를 누른 상태에서 바늘을 삽입합니다. </li><li> 왼쪽 심장 심실에 성공 삽입 주사기에 혈액의 독특한 밝은 빨간색 펄스가 발생해야합니다. 이 깊이에서주의 깊게 가슴에 고인에 가슴이나 흘리고 세포를 펑 쳐링 피하기 위해 바늘의 뚜렷한 움직임없이 주사기의 플런저 (100 μl 볼륨을) 꺾다. </li><li> 세포 주입 후, 가슴에 고인에 세포의 물이 뚝뚝 떨어지는 감소 부정적인 압력의 적은 양을 만들 수 플런저를 약간 올려. </li><li> 심장의 안감을 찢어과 출혈을 일으킬 수 제거, 동안 기울이기 바늘을 사용하지 않아야하면서 곧바로 가슴 바늘을 당겨. </li><li> 출혈을 줄이기 위해 주사 사이트를 통해 가슴에 부드러운 압력을 적용합니다. </li><li> 코 콘에서 마우스를 제거하고 약 1 분을위한 빛 압력을 적용하고 있습니다. </li><li> 완전 사기꾼까지 가열 패드로 마우스를 이동scious. </li><li> 마우스가 스핀 또는 복구 후 경련하기 시작하면, 원인은 색전증이다. 혈관 저항을 감소하는 반면 혈액 흐름과 심장 출력을 높이기 위해 케타민의 80-120 밀리그램 / kg으로 intraperitonally 마우스를 주입. 이 마우스가 응고를 통과하는 데 도움이됩니다. 이 문제가 발생하면이 세포 거리며 걷게을 나타냅니다로는, 세포 준비를 변경하는 것이 가장 좋습니다. 우리는 약 8 쥐 한 후 셀 준비를 변경하거나 30 분. </li></ol> 4. Intratibial <ol><li> Buprenex (0.1 밀리그램 / kg) 또는 즉시 절차를하기 전에 유사한 승인 진통제와 마우스를 주입. </li><li> isoflurane 사용 마우스를 마취 한 다음 코 콘으로 이동 마취를 유지합니다. </li><li> 10 % povidone / 요오드와 다리를 청소 면봉 / 솔루션, 2 번 반복, 에탄올이 나타납니다. 이전 모피 존재한다면 청소 털을 뽑다 다리 (Nair 또는 이와 유사한 제품과). </li><li> 부드럽게 측면 malleolus, 중간 malleolus, 그리고 집게 손가락과 일이있는 경골의 아래쪽 절반을 파악umb 다음 굽힘 다리 (무릎이 표시 및 액세스 것과 같은 굴곡과 측면 회전의 조합. </li><li> 독특한, 두꺼운 흰색 줄에 표시됩니다 patellar 인대를, 하부의 가시성을 높이기 위해 70 % EtOH로 피부를 축축하고. 단단히 28g 마우스 삽입 ½ 바늘 슬개골 아래 patellar 인대의 중간을 통해의 발목 / 다리를 쥐었고, 그리고 경골의 상단에있는 앞 intercondylar 지역에 있지만. </li><li> 경골에 바늘을 삽입 할 때 약간의 시추 작업과 꾸준한, 회사 압력을 사용하여 성장 판을 통해 신중 안내. </li><li> 정강 성장 플레이트의 침투 후, 바늘이 현저히 적은 저항을 발생합니다. </li><li> 바늘은 경골과 성장 판을 통해을 보장하기 위해 바늘의 부드러운, 측면 운동을 사용합니다. 바늘은 경골 내에서 적절한 위치에있는 경우 이동이 제한됩니다. </li><li> 천천히 셀 솔루션 10 μl를 주입하는 플런저를 우울하게. 더 저항 리틀는이 시점에서 생각해야합니다. </li><li> SLOwly 바늘의 압축을 풉니 다. </li><li> 동일한 절차 후, PBS의 10 μl를 삽입 옆 다리로 진행합니다. </li><li> 마취에서 마우스를 제거하고 회복 될 때까지 가열 패드 계속. </li><li> 24 시간 동안 마우스를 모니터링하고 동물이 고통의 흔적을 보여 계속하면 추가 Buprenex으로 매 12 시간을 투입. </li></ol> 5. 이미징 시간 코스 <ol><li> 루시 페라 제 이미징 : 해당, 루시 페라 영상이 칠일에 후 종양 세포 접종 (대부분의 뼈 전이 모델에서하지만, 가까운 일 14 감지)부터 활용해야 곳. 마우스는 150 밀리그램 / kg luciferin, anesthetized과 intraperitoneally을 주입하고, IVIS 장비 8을 사용 주입 후 8 분 몇 군데 있습니다. </li><li> GFP 이미지 : 일반적으로 GFP-표현 종양 마에스트로 영상 장비 (CRi) 9를 사용 intracardiac 실험에 대한 intratibial 주사하고 16-21에 대해 하루에 10-14 주위에 감지 할 시작합니다. 간단히, 쥐 isoflurane과 anesthetized 아르 (3 %)과 마에스트로 이미징 챔버에서 코 콘을 통해 마취하에 유지. 우리 eGFP - 표현 세포의 경우 우리는 10 nm의 단계 500 밀리 초 노출에서 파란색 필터 세트를 (eGFP를위한 498 excitation/515 방출)을 사용합니다. </li><li> Faxitron (X-레이) : X-선은 주간 14 일 7 사이에 시작 이동합니다. 병변은 일 21시 intracardiac 모델에 볼 수 있으며 일주일 만 일찍 intratibial 주사 3 것입니다. 예를 생체 및 생체에서의 방사선 투과 데이터가 노출 8 초 동안 35 KV에서 Faxitron LX-60을 사용하여 획득 한 것입니다. </li><li> 기타 이미징 : 이미징 modalities는 완전히 특정 연구를 기반으로합니다. 위의 방법 외에도 3D 마이크로 계산 된 단층 촬영 (μCT), 마이크로 양전자 방출 단층 촬영 (μPET) 및 기타 modalities 10,11에 따라 실제 동물 영상 귀중한 정보를 제공 할 수 있습니다. </li></ol> 6. 마우스 희생 <ol><li> 각 모델은 약간 다른 시간 코스가 있습니다. MDA-MB-231 셀 마우스는 보통 21 35 일 이내 일 28 주변 (IT는 21-28일 사이 쥐를 주입) 사이에 cachectic 또는 하반신 마비 환자가된다. </li><li> 한 번에 여러 쥐 대뇌 피질의 뼈를 부러 하반신 마비 환자가, 또는 몸무게의 10~20% 사이에 자궁 경부 전위 (또는 다른 IACUC 승인 방법)과 xylazine / 케타민 과다 복용을 사용하여 연구의 모든 쥐를 희생 잃게하기 시작 병변을 개발할 수 있습니다. </li><li> 버퍼 4% 포르말린에 진학하여 저장에 필요한 뼈를 제거합니다. </li><li> 가슴 종양이있는 쥐들이 놓친 주사의 징조이며, 연구 대상에서 제외됩니다. </li></ol> 7. 예를 생체 분석 <ol><li> μCT : 70 % EtOH로 검색 같은 뼈 표본에서 측정 할 구조 및 조직 학적 매개 변수를 할 수 있습니다. </li><li> 윤곽과 개별 실험 설계 및 제공 장비 (10)에 따라 분석 할 수 있습니다. 우리의 데이터는 12 μM 해상도를 사용하여 Scanco μCT 40 얻은 것입니다. </li><li> Histomorphometry : 원하는 조직 학적 방법을 사용하여 프로세스 표본 및 Hematoxylin / Eosin 7 얼룩 </li></ol> 8. 대표 결과 종양 세포의 intracardiac 또는 intratibial 접종 (그림 1)에 따라 마우스가 이크 스 선 촬영법 및 형광 (또는 발광)에 의해 매주 모니터링됩니다. 그들은 모델 (그림 2)에 따라, 2 주간 초부터 형광 및 발광에 의해 표시 될 수 있습니다 동안 병변은 보통, 주 2, 3 사이에 X 선에 의해 명백하게된다. 병변은 뼈의 어두운 구멍으로 볼 수 있습니다, 시간 (그림 3)를 강조된다. 병변은 radiographs의 Metamorph 분석을 사용하여 정량되었고 형광은 마에스트로 (CRi) 영상 획득 및 분석 소프트웨어를 사용하여 정량되었다. 병변 성장하기 시작하면, 쥐 자주 cachectic된다. 쥐가 자신의 초기 몸무게의 10~20% 사이에 분실했을 때 희생이 필요합니다. 의 상태<html> 마우스는 빠르게 변경할 수 있으며 하루 동안 여러 번 모니터링해야합니다. 3-4주 사이에 마우스 하나 또는 두 다리를 모두 드래그하기 시작하고 전체 연구가 희생되었다. 이미지는 희생 전에 촬영 된 것입니다. 마취 과다 복용하면 혈액은 뼈 매출 또는 기타 요인에 마커를 측정하기 위해 수집되었습니다. 자궁 경부 전위 후, 피부 excised 마우스와 뼈에서 제거되었으며, 최소 7 일 이전에 생체 이미징 기술에 비해 종양 foci의 시각화를 허용합니다 예 생체 이미징 (그림 3)에 대한 청소. 일단 영상이 완성 된 뼈는 표시 카세트에 배치하고 고정 및 추가 조직 학적 처리 또는 μCT 분석을위한 포르말린에 저장되었습니다. μCT는 뼈 파괴의 양 (그림 4) 수량화하기 위해 경골에서 수행 된 후 조직 형태 측정은 종양 부담과 BV / TV을 표시하는 샘플에 수행되었다. / 4260/4260fig1.jpg &quot;/&gt; 1 그림. 분사의 적절한 배치. 복부 radiographical보기 (A) 4 회 갈비 공간과 intracardiac의 접종에 대한 좌심실에 바늘의 적절한 배치를 보여주는 성인 마우스 가슴의. 해부학 적 랜드 마크 흉골 (흰색에 명시된)에서 수평 점선으로 표시됩니다. 마우스의 피부에 흉골 노치와 xyphoid 과정은 랜드 마크 역할을하고, 바늘은 가슴의 왼쪽 약간 삽입됩니다. 복부 radiographical보기 (B) condyles 사이에 정렬, 근위 경골에 바늘의 적절한 배치를 보여주는 성인 마우스 다리. 측면 관점에서 바늘의 끝은 정강 tuberosity와 epiphyseal 플레이트에 깊은 뒤에 배치됩니다. 분사에 대한 이상적인 위치는 흰색 원으로 표시됩니다. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/4260/4260fig2.jpg" /> 그림 2. 뼈 전이 모델의 시간 코스입니다. CA의 진행ncer 유도 뼈 질환은 X-레이와 GFP가 표시 + 종양의 형광 이미지를 intratibial 주사 (A)와 intracardiac 주사 (B)에서 생체 인치 <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/4260/4260fig3.jpg" /> 그림 3. . MDA-MB-231의 intracardiac 주입 후 일 0, 14, 21, 28에서 GFP 형광을 보여주는 예 생체 이미지 : intracardiac MDA-MB-231 모델 상위 행의 시간 코스입니다. 일 14 종양 foci는 부드러운 조직 제거 후 예 생체에서만 볼 수 있다고합니다. 아래 행 : osteolytic 뼈 병변을 도시 같은 femora의 예를 생체 방사선 투과 이미지. 뼈 파괴 3 주 심장 주입이 끝날 때까지 일반적으로 표시되지 않습니다. <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/4260/4260fig4.jpg" /> 4 그림. tibi의 마에스트로 이미징 전 생체의 시각화 등의 뼈 전이성 진행. GFP의 정량화는 + 종양비 종양 베어링 마우스 (A) 그리고 4 주 MDA-MB-231 subclone (B)를 표현 GFP의 intracardiac 주입 후 마우스 AE. 종양 foci가 Faxitron (D)에 의해 그림과 같이 뼈 파괴의 분야와 연관 종양 (C)없이 뼈를 비교했다. microCT 측정의 뼈 구조와 미네랄 데이터는 건강한 뼈 (E)와 종양 베어링 뼈 (F) 뼈 파괴의 영역을 무효 영역으로 표시됩니다의 3D 이미지로 렌더링됩니다. 또한 뼈와 종양 세부는 해당 H &amp; E 스테인드 조직 학적 부분 (G &amp; H)에서 볼 수있다.

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	<li>Sterling, J. A., Edwards, J. R., Martin, T. J., Mundy, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+the+biology+of+bone+metastasis:+how+the+skeleton+affects+tumor+behavior.">Advances in the biology of bone metastasis: how the skeleton affects tumor behavior.</a> Bone. 48, 6-15 (2011).</li><li>Yoneda, T., Sasaki, A., Mundy, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteolytic+bone+metastasis+in+breast+cancer.">Osteolytic bone metastasis in breast cancer.</a> Breast Cancer Res. Treat. 32, 73-84 (1994).</li><li>Johnson, R. 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관심 없음 충돌이 선언 없습니다.

종양 유발 뼈 질환의 연구 가장 일반적으로 사용되는 두 intracardiac 및 intratibial 예방 접종되어있는 여러 동물 모델에 의존하고 있습니다. 대부분의 경우 intracardiac이 뼈에 전이를 공부를위한 최선의 방법입니다, 그러나, 전체 전이성 과정을 의미하지 않으며, 따라서 유방 지방 패드 나 다른 orthotopic 주사가 이상적으로 그 끝으로 사용해야합니다. 종양 세포는 인간의 세포를 사용하여 대부분의 연구?...

<table border="1"><tbody><tr><td> 시약의 이름 </td><td> 회사 </td><td> 카탈로그 번호 </td></tr><tr><td> MDA-MB-231 인간의 유방암 세포 </td><td> 원래 ATCC - 내부적으로 복제 및 선택 </td><td></td></tr><tr><td> DMEM </td><td> GIBCO </td><td> 11,885 </td></tr><tr><td> PBS </td><td> Mediatech 주식회사 </td><td> 21-040 - CV </td></tr><tr><td> FBS </td><td> 아틀라스 생물 </td><td> F-0050a </td></tr><tr><td> 트립신 </td><td> GIBCO </td><td> 15,400 </td></tr><tr><td> Faxitron </td><td> Faxitron </td><td></td></tr><tr><td> 거장 </td><td> CRi </td><td></td></tr><tr><td> μCT 스캐너 </td><td> Scanco </td><td></td></tr><tr><td> Athymic 누드 마우스 </td><td> 할렌 </td><td> 폭스 뉴 - / - </td></tr><tr><td> 인슐린 주사기 (300 μl, 28.5 g) </td><td> Becton 디킨슨 </td><td> 309300 </td></tr><tr><td> IVIS </td><td> 캘리퍼스 </td><td></td></tr><tr><td> 방사능 쥐 다이어트 </td><td> Teklad </td><td> 2920x </td></tr></tbody></table>

models of bone metastasis

뼈 metastases 유방, 전립선 및 폐 등 여러 malignancies에서 일반적으로 발생합니다. 일단 뼈 년에 설립 된, 종양이 중요한 병적 상태와 사망률 1 책임이 있습니다. 따라서, 뼈에 종양의 설립, 성장과 활동을 제어하는​​ 분자 메커니즘을 이해하는 중요한 필요가있다. 생체 모델의 일부는이 사건을 연구하기 위해 설립 각은 특정 혜택과 제한 사항이 있습니다되었습니다. 가장 일반적으로 사용되는 모델은 직접 athymic (누드) BalbC 마우스의 동맥 혈액 공급에 종양 세포의 intracardiac 접종을 활용합니다. 이 절차는 여러 가지 종양 유형 (PC-3 전립선 암, 폐 암, 및 마우스 유방 지방 패드의 종양 포함)에 적용 할 수 있지만,이 원고에서 우리는, MDA-MB-231 유방암 모델에 초점을 맞출 것이다. 이 모델에서 우리는 원래 산 안토니오 (San Antonio) 2 박사 Mundy의 그룹에 파생 매우 뼈 선택 클론을, 활용이 H이후 GFP를 표현 transfected과 그룹 3 다시 복제되고 있습니다. 이 클론은 osteotropism의 높은 속도와 폐, 간, 또는 부신 분비에 거의 전이가있는 전이성 뼈 변형입니다. intracardiac 주사가 가장 일반적으로 특정 경우에 뼈 전이 2, 연구에 사용하고 있지만 4 intratibial 또는 유방 지방 패드 주사가 더 적합합니다. , 뼈에 체포 생존, 세포 분열 따위에 의해 번식, 암 유발 뼈 질환으로 발전 종양을 설정하는 데, 특히 암 세포의 능력을 전이 이후 단계를 모니터링의 목적으로 인간의 종양 세포를 사용하는 경우 Intracardiac 주사는 일반적으로 수행됩니다. 종양이 설립 전이성 뼈 질환에 약 상호 뼈에 metastasized 한 후 암 세포와 뼈의 관계에 초점을 경우 Intratibial 주사가 수행됩니다. 색전증 및 항목도 이러한 모델 recapitulates의 전이성 과정에서 초기 단계 이전순환에 종양 세포의. 뼈에 기본 사이트에서 차 종양의 성장이나 전이를 모니터링한다면, 유방 지방 패드의 예방 접종은 일반적으로 선호되지만, 거의 종양 세포 라인은 지속적으로, 4T1 뼈 우대 클론과 함께 주요 사이트에서 뼈 유방 마우스를 metastasize합니다 암, 예외 5,6된다. 이 원고 내용을 접종 절차 및 게시물 접종 분석의 주요 키 단계. 특히, 그것은 세포 배양, intracardiac 및 intratibial 예방 접종에 대한 종양 세포 접종 절차뿐만 아니라 X 선, 형광 및 histomorphometric 분석하여 매주 모니터링에 대한 간략한 정보가 포함되어 있습니다.

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Models of Bone Metastasis

동물 모델은 자주 뼈에 암 전이를 공부하는 활용하고 있습니다. 이 프로토콜에서 우리는 뼈 전이 연구에 대한 종양 접종의 일반적인 두 가지 방법을 설명하고 간략하게이 모델을 모니터링하고 정량화하기 위해 이용 분석의 일부를 설명합니다.

뼈 전이의 모델

Bone metastases are a common occurrence in several malignancies, including breast, prostate, and lung. Once established in bone, tumors are responsible ...

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41.9K 조회수.  Vanderbilt University. 동물 모델은 자주 뼈에 암 전이를 공부하는 활용하고 있습니다. 이 프로토콜에서 우리는 뼈 전이 연구에 대한 종양 접종의 일반적인 두 가지 방법을 설명하고 간략하게이 모델을 모니터링하고 정량화하기 위해 이용 분석의 일부를 설명합니다.

비디오: Models of Bone Metastasis

Experimental Metastasis Assay

Metastasis is the leading cause of death in cancer patients. To understand the mechanism of metastasis, an experimental metastasis assay was established using immunodeficient mice. This article delineates the procedures involved in this assay, including sample preparation, intravenous injection, and culturing cells from lung metastases. Briefly, a pre-determined number of human cancer cells were prepared in vitro and directly injected into the circulation of immunodeficient mice through their tail veins. A small number of cells survive the turbulence in the circulation and grow as metastases in internal organs, such as lung. The injected mice are dissected after a certain period. The tissue distribution of metastases is determined under a dissecting microscope. The number of metastases in a specific tissue is counted and it directly correlates with the metastatic ability of the injected cancer cells. The arisen metastases are isolated and cultured in vitro as cell lines, which often show enhanced metastatic abilities than the parental line when injected again into immunodeficient mice. These highly metastatic derivatives become useful tools for identifying genes or molecular pathways that regulate metastatic progression.

This article describes the procedures of an experimental metastasis assay that is used to determine the metastatic potential of human cancer cell lines.

실험 전이 분석

Metastasis is the leading cause of death in cancer patients.  To understand the mechanism of metastasis, an experimental metastasis assay was established ...

연구

의학

In vitro Mesothelial Clearance Assay that Models the Early Steps of Ovarian Cancer Metastasis

Ovarian cancer is the fifth leading cause of cancer related deaths in the United States1. Despite a positive initial response to therapies, 70 to 90 percent of women with ovarian cancer develop new metastases, and the recurrence is often fatal2. It is, therefore, necessary to understand how secondary metastases arise in order to develop better treatments for intermediate and late stage ovarian cancer. Ovarian cancer metastasis occurs when malignant cells detach from the primary tumor site and disseminate throughout the peritoneal cavity. The disseminated cells can form multicellular clusters, or spheroids, that will either remain unattached, or implant onto organs within the peritoneal cavity3 (Figure 1, Movie 1). 
All of the organs within the peritoneal cavity are lined with a single, continuous, layer of mesothelial cells4-6 (Figure 2). However, mesothelial cells are absent from underneath peritoneal tumor masses, as revealed by electron micrograph studies of excised human tumor tissue sections3,5-7 (Figure 2). This suggests that mesothelial cells are excluded from underneath the tumor mass by an unknown process. 
Previous in vitro experiments demonstrated that primary ovarian cancer cells attach more efficiently to extracellular matrix than to mesothelial cells8, and more recent studies showed that primary peritoneal mesothelial cells actually provide a barrier to ovarian cancer cell adhesion and invasion (as compared to adhesion and invasion on substrates that were not covered with mesothelial cells)9,10. This would suggest that mesothelial cells act as a barrier against ovarian cancer metastasis. The cellular and molecular mechanisms by which ovarian cancer cells breach this barrier, and exclude the mesothelium have, until recently, remained unknown. 
Here we describe the methodology for an in vitro assay that models the interaction between ovarian cancer cell spheroids and mesothelial cells in vivo (Figure 3, Movie 2). Our protocol was adapted from previously described methods for analyzing ovarian tumor cell interactions with mesothelial monolayers8-16, and was first described in a report showing that ovarian tumor cells utilize an integrin &#x2013;dependent activation of myosin and traction force to promote the exclusion of the mesothelial cells from under a tumor spheroid17. This model takes advantage of time-lapse fluorescence microscopy to monitor the two cell populations in real time, providing spatial and temporal information on the interaction. The ovarian cancer cells express red fluorescent protein (RFP) while the mesothelial cells express green fluorescent protein (GFP). RFP-expressing ovarian cancer cell spheroids attach to the GFP-expressing mesothelial monolayer. The spheroids spread, invade, and force the mesothelial cells aside creating a hole in the monolayer. This hole is visualized as the negative space (black) in the GFP image. The area of the hole can then be measured to quantitatively analyze differences in clearance activity between control and experimental populations of ovarian cancer and/ or mesothelial cells. This assay requires only a small number of ovarian cancer cells (100 cells per spheroid X 20-30 spheroids per condition), so it is feasible to perform this assay using precious primary tumor cell samples. Furthermore, this assay can be easily adapted for high throughput screening.

In vitro Mesothelial Clearance Assay that Models the Early Steps of Ovarian Cancer Metastasis

The mesothelial clearance assay described here takes advantage of fluorescently labeled cells and time-lapse video microscopy to visualize and quantitatively measure the interactions of ovarian cancer multicellular spheroids and mesothelial cell monolayers. This assay models the early steps of ovarian cancer metastasis.

체외 Mesothelial 정리 분석에서는 그것이 난소 암 전이의 초기 단계 모델

Ovarian cancer is the fifth leading cause of cancer related deaths in the United States1. Despite a positive initial response to therapies, 70 to 90 ...

Multi-modal Imaging of Angiogenesis in a Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastasis Using Magnetic Resonance Imaging, Volumetric Computed Tomography and Ultrasound

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell proliferation in the bone marrow cavity as well as for interaction of tumor and bone cells resulting in local bone destruction. Our aim was to develop a model of experimental bone metastasis that allows in vivo assessment of angiogenesis in skeletal lesions using non-invasive imaging techniques.
For this purpose, we injected 105 MDA-MB-231 human breast cancer cells into the superficial epigastric artery, which precludes the growth of metastases in body areas other than the respective hind leg1. Following 25-30 days after tumor cell inoculation, site-specific bone metastases develop, restricted to the distal femur, proximal tibia and proximal fibula1. Morphological and functional aspects of angiogenesis can be investigated longitudinally in bone metastases using magnetic resonance imaging (MRI), volumetric computed tomography (VCT) and ultrasound (US).
MRI displays morphologic information on the soft tissue part of bone metastases that is initially confined to the bone marrow cavity and subsequently exceeds cortical bone while progressing. Using dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) functional data including regional blood volume, perfusion and vessel permeability can be obtained and quantified2-4. Bone destruction is captured in high resolution using morphological VCT imaging. Complementary to MRI findings, osteolytic lesions can be located adjacent to sites of intramedullary tumor growth. After contrast agent application, VCT angiography reveals the macrovessel architecture in bone metastases in high resolution, and DCE-VCT enables insight in the microcirculation of these lesions5,6. US is applicable to assess morphological and functional features from skeletal lesions due to local osteolysis of cortical bone. Using B-mode and Doppler techniques, structure and perfusion of the soft tissue metastases can be evaluated, respectively. DCE-US allows for real-time imaging of vascularization in bone metastases after injection of microbubbles7.
In conclusion, in a model of site-specific breast cancer bone metastases multi-modal imaging techniques including MRI, VCT and US offer complementary information on morphology and functional parameters of angiogenesis in these skeletal lesions.

In the pathogenesis of bone metastasis, angiogenesis is a crucial process and therefore represents a target for imaging and therapy. Here, we present a rat model of site-specific breast cancer bone metastasis and describe strategies to non-invasively image angiogenesis in vivo using magnetic resonance imaging, volumetric computed tomography and ultrasound.

자기 공명 영상, 체적 계산의 Tomography 및 초음파를 이용한 유방암의 뼈 전이의 누드 쥐 모델에서 Angiogenesis의 멀티 모달 이미징

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell ...

Pre-clinical Evaluation of Tyrosine Kinase Inhibitors for Treatment of Acute Leukemia

Receptor tyrosine kinases have been implicated in the development and progression of many cancers, including both leukemia and solid tumors, and are attractive druggable therapeutic targets. Here we describe an efficient four-step strategy for pre-clinical evaluation of tyrosine kinase inhibitors (TKIs) in the treatment of acute leukemia. Initially, western blot analysis is used to confirm target inhibition in cultured leukemia cells. Functional activity is then evaluated using clonogenic assays in methylcellulose or soft agar cultures. Experimental compounds that demonstrate activity in cell culture assays are evaluated in vivo using NOD-SCID-gamma (NSG) mice transplanted orthotopically with human leukemia cell lines. Initial in vivo pharmacodynamic studies evaluate target inhibition in leukemic blasts isolated from the bone marrow. This approach is used to determine the dose and schedule of administration required for effective target inhibition. Subsequent studies evaluate the efficacy of the TKIs in vivo using luciferase expressing leukemia cells, thereby allowing for non-invasive bioluminescent monitoring of leukemia burden and assessment of therapeutic response using an in vivo bioluminescence imaging system. This strategy has been effective for evaluation of TKIs in vitro and in vivo and can be applied for identification of molecularly-targeted agents with therapeutic potential or for direct comparison and prioritization of multiple compounds.

Receptor tyrosine kinases are ectopically expressed in many cancers and have been identified as therapeutic targets in acute leukemia. This manuscript describes an efficient strategy for pre-clinical evaluation of tyrosine kinase inhibitors for the treatment of acute leukemia.

급성 백혈병의 치료에 대한 티로신 키나제 억제제의 전임상 평가

Receptor tyrosine kinases have been implicated in the development and progression of many cancers, including both leukemia and solid tumors, and are ...

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.

인간의 전립선 암 전이의 동소 쥐과 모델

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  ...

Adjustable Stiffness, External Fixator for the Rat Femur Osteotomy and Segmental Bone Defect Models

The mechanical environment around the healing of broken bone is very important as it determines the way the fracture will heal. Over the past decade there has been great clinical interest in improving bone healing by altering the mechanical environment through the fixation stability around the lesion. One constraint of preclinical animal research in this area is the lack of experimental control over the local mechanical environment within a large segmental defect as well as osteotomies as they heal. In this paper we report on the design and use of an external fixator to study the healing of large segmental bone defects or osteotomies. This device not only allows for controlled axial stiffness on the bone lesion as it heals, but it also enables the change of stiffness during the healing process in vivo. The conducted experiments have shown that the fixators were able to maintain a 5 mm femoral defect gap in rats in vivo during unrestricted cage activity for at least 8 weeks. Likewise, we observed no distortion or infections, including pin infections during the entire healing period. These results demonstrate that our newly developed external fixator was able to achieve reproducible and standardized stabilization, and the alteration of the mechanical environment of in vivo rat large bone defects and various size osteotomies. This confirms that the external fixation device is well suited for preclinical research investigations using a rat model in the field of bone regeneration and repair.

One constraint of preclinical research in the field of bone repair is the lack of experimental control over the local mechanical environment within a healing bone lesion. We report the design and use of an external fixator for bone repair with the ability to change fixator stiffness in vivo.

조정 강성, 쥐 대퇴골 절골술 부위 별 뼈 결함 모델에 대한 외고정

The mechanical environment around the healing of broken bone is very important as it determines the way the fracture will heal. Over the past decade there ...

High-frequency Ultrasound Imaging of Mouse Cervical Lymph Nodes

High-frequency ultrasound (HFUS) is widely employed as a non-invasive method for imaging internal anatomic structures in experimental small animal systems. HFUS has the ability to detect structures as small as 30 &#181;m, a property that has been utilized for visualizing superficial lymph nodes in rodents in brightness (B)-mode. Combining power Doppler with B-mode imaging allows for measuring circulatory blood flow within lymph nodes and other organs. While HFUS has been utilized for lymph node imaging in a number of mouse&#160; model systems, a detailed protocol describing HFUS imaging and characterization of the cervical lymph nodes in mice has not been reported. Here, we show that HFUS can be adapted to detect and characterize cervical lymph nodes in mice. Combined B-mode and power Doppler imaging can be used to detect increases in blood flow in immunologically-enlarged cervical nodes. We also describe the use of B-mode imaging to conduct fine needle biopsies of cervical lymph nodes to retrieve lymph tissue for histological&#160; analysis. Finally, software-aided steps are described to calculate changes in lymph node volume and to visualize changes in lymph node morphology following image reconstruction. The ability to visually monitor changes in cervical lymph node biology over time provides a simple and powerful technique for the non-invasive monitoring of cervical lymph node alterations in preclinical mouse models of oral cavity disease.

This protocol describes the application of high-frequency ultrasound (HFUS) for imaging mouse cervical lymph nodes. This technique optimizes visualization and quantification of cervical lymph node morphology, volume and blood flow. Image-guided biopsy of cervical lymph nodes and processing of lymph tissue for histological evaluation is also demonstrated.

마우스 경부 림프절의 고주파 초음파 이미징

High-frequency ultrasound (HFUS) is widely employed as a non-invasive method for imaging internal anatomic structures in experimental small animal ...

A "Patient-Like" Orthotopic Syngeneic Mouse Model of Hepatocellular Carcinoma Metastasis

The majority of cancer-related deaths are caused by the metastasis of the cancer rather than the primary tumor itself. Yet, the underlying mechanisms of cancer metastasis are still unclear. Animal models are essential for elucidating the mechanisms and for evaluating novel strategies for the treatment of metastatic cancers. Here, an in-depth description of a &#8220;patient-like&#8221; orthotopic syngeneic mouse model for exploring the mechanisms of metastasis of solid organ tumors is provided. The survival surgical implantation of BNL 1ME A.7R.1 mouse hepatocellular carcinoma cells directly into the liver (the organ of origin) of the inbred wild-type immune competent laboratory mouse strain, BALB/c is described. The success and reproducibility of this methodology recommends it for widespread use in elucidating the biological mechanisms of solid organ cancer metastasis.

A &quot;Patient-Like&quot; Orthotopic Syngeneic Mouse Model of Hepatocellular Carcinoma Metastasis

The metastatic spread of cancer is the major cause of cancer-related deaths. We provide an in-depth description of our survival surgery methodology for establishing a &#8220;patient-like&#8221; orthotopic syngeneic mouse model system for studying the mechanisms of metastasis in solid organ tumors.

&quot;환자와 같은&quot;동소 이식 동계 마우스 모델 간세포 암의 전이

The majority of cancer-related deaths are caused by the metastasis of the cancer rather than the primary tumor itself. Yet, the underlying mechanisms of ...

Quantitation of Intra-peritoneal Ovarian Cancer Metastasis

Epithelial ovarian cancer (EOC) is the leading cause of death from gynecologic malignancy in the United States. Mortality is due to diagnosis of 75% of women with late stage disease, when metastasis is already present. EOC is characterized by diffuse and widely disseminated intra-peritoneal metastasis. Cells shed from the primary tumor anchor in the mesothelium that lines the peritoneal cavity as well as in the omentum, resulting in multi-focal metastasis, often in the presence of peritoneal ascites. Efforts in our laboratory are directed at a more detailed understanding of factors that regulate EOC metastatic success. However, quantifying metastatic tumor burden represents a significant technical challenge due to the large number, small size and broad distribution of lesions throughout the peritoneum. Herein we describe a method for analysis of EOC metastasis using cells labeled with red fluorescent protein (RFP) coupled with in vivo multispectral imaging. Following intra-peritoneal injection of RFP-labelled tumor cells, mice are imaged weekly until time of sacrifice. At this time, the peritoneal cavity is surgically exposed and organs are imaged in situ. Dissected organs are then placed on a labeled transparent template and imaged ex vivo. Removal of tissue auto-fluorescence during image processing using multispectral unmixing enables accurate quantitation of relative tumor burden. This method has utility in a variety of applications including therapeutic studies to evaluate compounds that may inhibit metastasis and thereby improve overall survival.

Ovarian cancer metastasis is characterized by numerous diffuse intra-peritoneal lesions, such that accurate visual quantitation of tumor burden is challenging. Herein we describe a method for in situ and ex vivo quantitation of metastatic tumor burden using red fluorescent protein (RFP)-labeled tumor cells and optical imaging.

복강 내 난소 암 전이의 정량

Epithelial ovarian cancer (EOC) is the leading cause of death from gynecologic malignancy in the United States.  Mortality is due to diagnosis of 75% of ...

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.

정량 실시간 PCR에 의해 마우스 유방 종양 모델에서 폐 전이의 평가

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 ...