Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Мы представляем протокол для измерения лекарственного и радиационного ответа в режиме реального времени метастатических клеток рака молочной железы в органотипической модели среза мозга. Методы обеспечивают количественный анализ для изучения терапевтического воздействия различных методов лечения на метастазы в мозг от рака молочной железы ex vivo в интерфейсе микроокружения мозга.
Метастазы в мозг являются серьезным последствием рака молочной железы для женщин, поскольку эти опухоли трудно поддаются лечению и связаны с плохими клиническими результатами. Доклинические мышиные модели метастатического роста рака молочной железы (BCBM) полезны, но стоят дорого, и трудно отслеживать живые клетки и инвазию опухолевых клеток в паренхиме мозга. Здесь представлен протокол для культур срезов мозга ex vivo от ксенотрансплантированных мышей, содержащих внутрикраниально введенные клональные сублинии рака молочной железы. Клетки, помеченные люциферазой MDA-MB-231BR , вводились интракраниально в мозг самок мышей Nu/Nu, и после образования опухоли мозги были выделены, разрезаны и культивированы ex vivo. Срезы опухоли были сфотографированы для идентификации опухолевых клеток, экспрессирующих люциферазу, и мониторинга их пролиферации и инвазии в паренхиме головного мозга в течение 10 дней. Кроме того, протокол описывает использование покадровой микроскопии для изображения роста и инвазивного поведения опухолевых клеток после лечения ионизирующим излучением или химиотерапией. Реакция опухолевых клеток на лечение может быть визуализирована с помощью микроскопии с живой визуализацией, измерения интенсивности биолюминесценции и выполнения гистологии на срезе мозга, содержащем клетки BCBM. Таким образом, эта модель среза ex vivo может быть полезной платформой для быстрого тестирования новых терапевтических агентов отдельно или в сочетании с радиацией для идентификации лекарств, персонализированных для нацеливания на метастатический рост рака молочной железы отдельного пациента в микросреде мозга.
Метастазы рака молочной железы в мозг (BCBM) развиваются, когда клетки распространяются от первичной опухоли молочной железы к мозгу. Рак молочной железы является второй наиболее частой причиной метастазирования в мозг после рака легких, причем метастазы встречаются у 10-16% пациентов1. К сожалению, метастазы в мозг остаются неизлечимыми, так как >80% пациентов умирают в течение года после постановки диагноза метастазирования в мозг, а качество их жизни ухудшается из-за неврологических дисфункций2. Существует острая необходимость в определении более эффективных вариантов лечения. Однослойные двухмерные или трехмерные модели культур являются наиболее часто используемыми методами тестирования терапевтических агентов в лаборатории. Тем не менее, они не имитируют сложную микросреду BCBM, основной фактор фенотипа и роста опухоли. Хотя эти модели полезны, они не охватывают сложные опухолево-стромальные взаимодействия, уникальные метаболические требования и гетерогенность опухолей3. Чтобы более точно повторить опухолево-стромальные взаимодействия и гетерогенность микроокружения, наша группа и другие начали генерировать органотипические культуры метастазов в мозг с опухолевыми клетками, полученными от пациента (первичными или метастатическими) или раковыми клеточными линиями 4,5,6. По сравнению с классическими системами in vitro, эта краткосрочная модель ex vivo может обеспечить более подходящие условия для скрининга новых терапевтических средств до доклинической оценки в больших когортах животных.
Модели ex vivo были построены и успешно используются в первую очередь для выявления успешных методов лечения различных видов рака. Они требуют нескольких дней оценки и, кроме того, могут быть адаптированы к скринингу лекарств для конкретного пациента. Например, ткани мочевого пузыря и предстательной железы ex vivo показали дозозависимый противоопухолевый ответ доцетаксела и гемцитабина7. Подобные ткани колоректальной карциномы ex vivo были разработаны для скрининга химиотерапевтических препаратов Оксалиплатина, Цетуксимаба и Пембролизумаба8. Это применение широко используется при раке поджелудочной железы, учитывая существенное взаимодействие между стромальной средой и генотипическими и фенотипическими характеристиками аденокарциномы протоков поджелудочной железы 9,10. Кроме того, такие органотипические модели были разработаны для аналогичных скринингов опухолей головы, шеи, желудка и молочной железы11,12.
Здесь генерируется модель среза мозга ex vivo ксенотрансплантированных метастатических опухолевых клеток рака молочной железы в их микросреде. Мышам интракраниально вводили метастатические трофическиеклетки мозга MDA-MB-231BR рака молочной железы - общий участок метастазирования TNBC14,15 и позволяли развивать опухоли. Срезы мозга были получены из этих ксенотрансплантированных животных и поддерживались ex vivo как оловоорганические культуры, как описано16,17. Эта новая модель ex vivo позволяет анализировать рост клеток BCBM в паренхиме мозга и может быть использована для тестирования терапевтических агентов и радиационного воздействия на опухолевые клетки в микроокружении мозга.
Этот протокол был одобрен и следует руководящим принципам ухода за животными Комитетом по институциональному уходу и использованию животных Медицинского колледжа Университета Дрекселя (IACUC). В этом исследовании использовались nu/Nu атимические самки мышей (6-8 недель).
1. Внутричерепная инъекция опухолевых клеток
2. Генерация срезов мозга
ПРИМЕЧАНИЕ: Выполните шаги после изоляции мозга в стерильном ламинарной вытяжке. Обычно можно генерировать 35-40 отдельных срезов, содержащих опухолевые клетки (сигнал люциферазы), от одной мыши, введенной клетками MDA-MB-231BR (рисунок 1C).
3. IVIS визуализация срезов
ПРИМЕЧАНИЕ: Выполните этапы добавления люциферазы и ингибитора в стерильной ламинарной вытяжке.
4. Живая визуализация роста опухоли в срезах мозга ex vivo
ПРИМЕЧАНИЕ: Поставьте вставки с достаточным количеством среды (1,5 мл) для продолжительности эксперимента, так как невозможно добавить дополнительную среду во время визуализации в реальном времени.
5. МТС анализ и иммуногистохимия тканей головного мозга ex vivo
6. Облучение опухоли в срезах головного мозга ex vivo
Клетки MDA-MB-231BR-GFP-Люциферазы вводили интракраниально в правое полушарие 4-6-недельных мышей Nu/Nu, как описано выше (рисунок 1A), и позволяли расти в течение 12-14 дней, в течение которых рост опухоли контролировался с помощью биолюминесцентной визуализации (рисунок 1...
Это исследование устанавливает новый метод культивирования мозга ex vivo для эксплантированных опухолей головного мозга ксенотрансплантата. Мы показываем, что клетки BCBM MDA-MB-231BR, интракрационно вводимые в мозг мышей, могут выживать и расти в срезах мозга ex vivo . Исследование также...
У авторов нет финансовых конфликтов, которые можно было бы декларировать.
Мы хотим поблагодарить Джулию Фарнан, Кайлу Грин и Тициану ДеАнджелис за их техническую помощь. Эта работа была частично поддержана Пенсильванской универсальной программой грантов на улучшение исследований (MJR, JGJ), UO1CA244303 (MJR), R01CA227479 (NLS), R00CA207855 (EJH) и благотворительными фондами W.W. Smith (EjH).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1 mL syringe, slip tip | BD | 309659 | |
30 G1/2 Needles | BD | 305106 | |
6-well plates | Genessee | 25-105 | |
Automated microscope and LUMAVIEW software | Etaluma | LS720 | |
B27 (GEM21) | Gemini Bio-Products | 400-160 | |
Beaker 50 mL | Fisher | 10-210-685 | |
Blunt sable paintbrush, Size #5/0 | Electron Microscopy Sciences | 66100-50 | |
Bone Wax | ModoMed | DYNJBW25 | |
Brain injection Syringe | Hamilton Company | 80430 | |
CaCl2 | Fisher Scientific | BP510-250 | |
Cleaved caspase 3 Antibody | Cell Signaling | 14220S | |
DAPI | Invitrogen | P36935 | |
D-Luciferin Potassium Salt | Perkin Elmer | 122799 | |
Double edge razor blade | VWR | 55411-060(95-0043) | |
Filter Paper (#1), quantitative circles, 4.25 cm | Fisher | 09-805a (1001-042) | |
Fine sable paintbrush #2/0 | Electron Microscopy Sciences | 66100-20 | |
Forceps | Fine Science Tools | 11251-20 | |
Gamma-H2AX antibody | Millipore | 05-636 | |
GFAP antibody | Thermo Fisher | 13-0300 | |
GFP antibody | Santa Cruz | SC-9996 | |
Glucose | Sigma Aldrich | G8270 | |
Glutamine (200 mM) | Corning cellgrow | 25-005-Cl | |
H&E and KI-67 | Jefferson Core Facility Pathology staining | ||
Hand Drill Set with Micro Mini Twist Drill Bits | Amazon | YCQ2851920086082DJ | |
HEPES, free acid | Fisher Scientific | BP299-1 | |
Just for mice Stereotaxic Frame | Harvard Apparatus (Holliston, MA, USA). | 72-6049, 72-6044 | |
KCl | Fisher Scientific | S271-10 | |
Large surgical scissors | Fine Science Tools | 14001-18 | |
MDA-MB-231BR cells | Kindly provided by Dr. Patricia Steeg | Ref 14 | |
MgCl2·6H2O | Fisher Scientific | M33-500 | |
Mice imaging device | Perkin Elmer | IVIS 200 system | |
Mice imaging software | Caliper Life Sciences (Waltham, MA, USA). | Living Image Software | |
Microplate Reader | Tecan Spark | ||
Mounting solution | Invitrogen | P36935 | |
MTS reagent | Promega CellTiter 96 Aqueous One Solution | (Cat:G3582) | |
N2 supplement | Life Technologies | 17502-048 | |
Neurobasal medium | Life Technologies | 21103049 | |
Nu/Nu athymic mice | Charles Rivers Labs (Wilmington, MA, USA) | ||
Paraformaldehyde | Affymetrix | 19943 | |
Pen/Strep | Life Technologies | 145140-122 | |
Polypropylene Suture | Medex supply | ETH-8556H | |
Povidone Iodine Swab sticks | DME Supply USA | Cat: 689286X | |
Scalpel blade #11 (pk of 100) | Fine Science Tools | 10011-00 | |
Scalpel handle #3 | Fine Science Tools | 10003-12 | |
Sodium Pyruvate | Sigma Aldrich | S8636 | |
Spatula/probe | Fine Science Tools | 10090-13 | |
SS Double edge uncoated razor blades (American safety razor co (95-0043)) | VWR | 55411-060 | |
Sucrose | Amresco | 57-50-1 | |
Surgical Scalpel | Exelint International | D29702 | |
Tissue Chopper | Brinkman | (McIlwain type) | |
Tissue culture inserts | Millipore | PICMORG50 or PICM03050 | |
X-ray machine | Precision 250 kVp |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены