Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Настоящий протокол устанавливает и характеризует модель ксенотрансплантата пациента (PDX) анапластической карциномы щитовидной железы (ATC) и плоскоклеточного рака головы и шеи (HNSCC), поскольку модели PDX быстро становятся стандартом в области трансляционной онкологии.
Модели ксенотрансплантата пациента (PDX) точно сохраняют гистологические и генетические характеристики первичной опухоли и поддерживают ее гетерогенность. Фармакодинамические результаты, основанные на моделях PDX, сильно коррелируют с клинической практикой. Анапластическая карцинома щитовидной железы (АТХ) является наиболее злокачественным подтипом рака щитовидной железы с сильной инвазивностью, плохим прогнозом и ограниченным лечением. Хотя уровень заболеваемости АТХ составляет всего 2-5% случаев рака щитовидной железы, уровень смертности от него достигает 15-50%. Плоскоклеточный рак головы и шеи (HNSCC) является одним из наиболее распространенных злокачественных новообразований головы и шеи, ежегодно во всем мире регистрируется более 600 000 новых случаев. Здесь представлены подробные протоколы для создания PDX-моделей УВД и HNSCC. В данной работе были проанализированы ключевые факторы, влияющие на успешность построения модели, а также проведено сравнение гистопатологических особенностей между моделью PDX и первичной опухолью. Кроме того, клиническая значимость модели была подтверждена путем оценки терапевтической эффективности in vivo репрезентативных клинически используемых препаратов в успешно построенных моделях PDX.
Модель PDX представляет собой животную модель, в которой опухолевая ткань человека трансплантируется иммунодефицитным мышам и растет в среде, обеспечиваемой мышами1. Традиционные модели опухолевых клеточных линий страдают от ряда недостатков, таких как отсутствие гетерогенности, неспособность сохранить микроокружение опухоли, уязвимость к генетическим вариациям во время повторных пассажей in vitro и плохое клиническое применение 2,3. Основными недостатками генетически модифицированных животных моделей являются потенциальная потеря геномных особенностей опухолей человека, внедрение новых неизвестных мутаций и сложность определения степени гомологии между опухолями мыши и опухолями человека4. Кроме того, подготовка генно-инженерных моделей животных является дорогостоящей, трудоемкой и относительно неэффективной4.
Модель PDX имеет много преимуществ по сравнению с другими моделями опухолей с точки зрения отражения гетерогенности опухоли. С точки зрения гистопатологии, хотя мышиный аналог со временем заменяет строму человека, модель PDX хорошо сохраняет морфологическую структуру первичной опухоли. Кроме того, модель PDX сохраняет метаболомную идентичность первичной опухоли в течение, по крайней мере, четырех поколений и лучше отражает сложные взаимосвязи между опухолевыми клетками и их микроокружением, что делает ее уникальной в моделировании роста, метастазирования, ангиогенеза и иммуносупрессии опухолевой ткани человека 5,6,7. На клеточном и молекулярном уровнях модель PDX точно отражает меж- и внутриопухолевую гетерогенность опухолей человека, а также фенотипические и молекулярные характеристики исходного рака, включая паттерны экспрессии генов, мутационный статус, число копий, метилирование ДНК и протеомику 8,9. Модели PDX с разными пассажами имеют одинаковую чувствительность к лекарственной терапии, что указывает на высокую стабильность экспрессии генов моделей PDX10,11. Исследования показали отличную корреляцию между реакцией модели PDX на лекарственное средство и клиническими реакциями пациентов на этот препарат12,13. Таким образом, модель PDX стала мощной моделью доклинических и трансляционных исследований, особенно для скрининга лекарств и прогнозирования клинического прогноза.
Рак щитовидной железы является распространенной злокачественной опухолью эндокринной системы и представляет собой злокачественное новообразование человека, которое показало быстрый рост заболеваемости в последние14 лет. Анапластическая карцинома щитовидной железы (АТХ) является наиболее злокачественным раком щитовидной железы, при этом средняя выживаемость пациентов составляет всего 4,8 месяца15. Несмотря на то, что только у меньшинства пациентов с раком щитовидной железы ежегодно диагностируется АТХ в Китае, уровень смертности близок к 100%16,17,18. АТХ обычно быстро растет и проникает в соседние ткани шеи, а также в шейные лимфатические узлы, и около половины пациентов имеют отдаленные метастазы19,20. Плоскоклеточный рак головы и шеи (HNSCC) является шестым по распространенности раком в мире и одной из основных причин смерти от рака, при этом, по оценкам, 600 000 человек страдают от HNSCC каждый год21,22,23. HNSCC включает большое количество опухолей, в том числе в носу, пазухах, рту, миндалинах, глотке и гортани24. ATC и HNSCC являются двумя основными злокачественными новообразованиями головы и шеи. Чтобы облегчить разработку новых терапевтических агентов и персонализированных методов лечения, необходимо разработать надежные и продвинутые доклинические модели животных, такие как модели PDX ATC и HNSCC.
В данной статье представлены подробные методы построения подкожной PDX-модели ATC и HNSCC, проанализированы ключевые факторы, влияющие на скорость захвата опухоли в построении модели, и проведено сравнение гистопатологических характеристик между моделью PDX и первичной опухолью. Между тем, в этой работе были проведены фармакодинамические тесты in vivo с использованием успешно построенных моделей PDX с целью проверки их клинической значимости.
Все эксперименты на животных проводились в соответствии с руководящими принципами и протоколами Ассоциации по оценке и аккредитации ухода за лабораторными животными, утвержденными Институциональным комитетом по уходу за животными и их использованию Западно-Китайской больницы Сычуаньского университета. Для настоящего исследования использовали мышей с иммунодефицитом NOD-SCID в возрасте 4-6 недель (обоего пола) и самок обнаженных мышей Balb/c в возрасте 4-6 недель. Животные были получены из коммерческого источника (см. Таблицу материалов). Комитет по этике Западно-Китайской больницы разрешил проведение исследования на людях (протокол No 2020353). Каждый пациент предоставил письменное информированное согласие.
1. Экспериментальная подготовка
2. Приобретение и транспортировка свежей опухолевой ткани
3. Трансплантация опухоли
4. Сохранение, фиксация и замораживание опухолевой ткани
ПРИМЕЧАНИЕ: Оставшиеся опухолевые ткани были использованы для сохранения, фиксации семян и замораживания ДНК / РНК / белка соответственно.
5. Пассажирование, криоконсервация и реанимация опухолей модели PDX
6. Определение терапевтической эффективности ленватиниба и цисплатина в модели ATC PDX
ПРИМЕЧАНИЕ: Модель ATC PDX была использована для проверки терапевтического эффекта ингибитора тирозинкиназы ленватиниба и химиотерапевтического препарата цисплатина25,26,27.
В общей сложности было пересажено 18 образцов рака щитовидной железы, и были успешно построены пять моделей рака щитовидной железы PDX (27,8% случаев взятия опухоли), включая четыре случая недифференцированного рака щитовидной железы и один случай анапластического рака щитовидной железы. ?...
Это исследование успешно установило подкожные PDX-модели ATC и HNSCC. Есть много аспектов, на которые следует обратить внимание в процессе построения модели PDX. Когда опухолевая ткань отделена от пациента, ее следует положить в ящик со льдом и как можно скорее отправить в лабораторию для инок...
О потенциальном конфликте интересов не сообщается.
Эта работа была поддержана Программой научно-технической поддержки провинции Сычуань (гранты No 2019JDRC0019 и 2021ZYD0097), проектом 1.3.5 по дисциплинам передового опыта, Западно-Китайская больница, Сычуаньский университет (грант No ZYJC18026), проектом 1.3.5 по дисциплинам передового опыта - Проект инкубации клинических исследований, Западно-Китайская больница, Сычуаньский университет (грант No 2020HXFH023), Фонды фундаментальных исследований для центральных университетов (SCU2022D025), Проект международного сотрудничества Научно-технического бюро Чэнду (грант No 2022-GH02-00023-HZ), проект «Инновационная искра» Сычуаньского университета (грант No 2019SCUH0015) и Фонд подготовки талантов для медико-инженерной интеграции Западно-китайской больницы - Университета электронных наук и технологий (грант No HXDZ22012).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
2.4 mm x 2.0 mm trocar | Shenzhen Huayang Biotechnology Co., Ltd | 18-9065 | |
Balb/c nude mice | Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd. | 401 | |
Biosafety cabinet | Suzhou Antai | BSC-1300IIA2 | |
Blade | Shenzhen Huayang Biotechnology Co., Ltd | 18-0823 | |
Centrifuge tube | Corning | 430791/430829 | |
Cryopreservation tube | Chengdu Dianrui Experimental Instrument Co., Ltd | / | |
Custodiol HTK-Solution | Custodiol | 2103417 | |
Dimethyl sulfoxide(DMSO) | SIGMA-ALORICH | D5879-500mL | |
Electronic balance | METTLER | ME104 | |
Electronic digital caliper | Chengdu Chengliang Tool Group Co., Ltd | 0-220 | |
fetal bovine serum(FBS) | VivaCell | C04001-500 | |
IBM SPSS Statistics 26 | IBM | ||
Ketamine | Jiangsu Zhongmu Beikang Pharmaceutical Co., Ltd | 100761663 | |
Lenvatinib | ApexBio | A2174 | |
NOD-SCID immunodeficient mice | Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd. | 406 | |
Pen-Strep Solution | Biological Industries | 03-03101BCS | |
Petri dish | WHB | WHB-60/WHB-100 | |
Saline | Sichuan Kelun | W220051705 | |
Scissor | Shenzhen Huayang Biotechnology Co., Ltd | 18-0110 | |
Tweezer | Shenzhen Huayang Biotechnology Co., Ltd | 18-1241 | |
Vet ointment | Pfizer Inc. | P10015353 | |
Xylazine | Dunhua Shengda Animal Medicine Co., Ltd | 070031777 |
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