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原発性異形性神経膠腫は浸潤性の増殖とイソクエンテインゲナーゼI突然変異

Published: January 14th, 2014

DOI:

10.3791/50865

1Department of Neurology, Vanderbilt University Medical Center, 2Vanderbilt Ingram Cancer Center, Vanderbilt University Medical Center, 3Neurology Service, Veteran Affairs TVHS

悪性神経膠腫は、臨床的および分子的特徴が異なる非常に浸透性の高いグリア新生物の不均一なグループを構成する。原発性異形移植片は、前臨床動物モデルにおける悪性神経膠腫サブタイプの組織病理学的および分子的特徴を再現する。

悪性神経膠腫は、臨床的および分子的特徴が異なる非常に浸透性の高いグリア新生物の不均一なグループを構成する。原発性異形移植片は、前臨床動物モデルにおける悪性神経膠腫サブタイプの組織病理学的および分子的特徴を再現する。移植アッセイでIIIおよびIV悪性神経膠腫を採点するWHOをモデル化するために、ヒト腫瘍細胞は免疫不全マウスの同位体部位、脳に異種移植される。培養した腫瘍細胞を利用する二次異種移植片とは対照的に、ヒトグリオーマ細胞は切除標本から解離され、組織培養で事前に通過せずに移植され、原発性異種移植片を生成する。この報告書の手順は、腫瘍サンプル調製、免疫不全マウスへの頭蓋内移植、腫瘍生着および腫瘍収穫のモニタリングを詳述し、その後のレシピエント動物への通過または分析を行う。腫瘍細胞の調製は2時間を必要とし、外科的処置は20分/動物を必要とする。

悪性神経膠腫は、脳および時には脊髄で起こる中枢神経系の原発性グリア腫瘍である。神経膠腫は、組織学的に天文学的に類似しており、組織学的に占星細胞、オリゴデンドロサイトまたはエセンディマル細胞に従って分類され、悪性腫瘍の病的特徴について数値的に等級(I〜IV)に分類される。最も一般的な組織学的サブタイプは、アストロサイトーマ、オリゴデンドロリオ腫および混合オリゴアストロサイトーマである。WHOグレードII〜IVを包含する悪性神経膠腫は、侵襲的な成長および現在の治療法への再特性によって特徴付けられる。米国では毎年、約15,750人が悪性神経膠腫と診断され、推定12,740人の患者がこの病気に屈しています。これらの統計は、悪性神経膠腫の特に致死的な性質と強化された治療効果の重要な必要性を強調する。

がんモデルは、腫瘍生物学や治療法の調査に不可欠です。ヒト癌細胞株は、インビトロ操作および生体内異種移植研究(二次異種移植片)1に対する重要な第一歩を表す。しかしながら、標準的な癌細胞培養は、二次異種移植片5では回復し得ない形質および遺伝子型変換2~4を受ける。さらに、イソクエン酸デヒドロゲナーゼ(IDH)変異6などの遺伝子改変は、癌細胞培養において、明確な幹細胞集団7および主要なシグナル伝達経路8への依存性....

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1. 腫瘍細胞懸濁液の調製

注: 原発性異種異種移植片を確立し維持するためには、患者材料および動物の使用に関する適切な制度的承認が必要である。ヴァンダービルト大学医療センターでは、診断目的で必要なものを超える切除腫瘍材料を、研究組織リポジトリの患者の同意を得て収集します。検体は無作為化された5桁のREDcapデータベース番号でラベル付け?.......

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解剖したグリオーマ細胞は、免疫不全マウスの脳に直接移植され、一次異形移植ラインを得る。各腫瘍標本には、保護された健康情報を除去する識別プロセスの一環として、移植前に無作為化数が割り当てられる。この目的のために、5桁のREDcapデータベース番号を使用します。 図1 は、イソクエン酸デヒドロゲナーゼ1(IDH1)変異アルギニン132をヒスチジン(R132H)と共に神経膠芽腫(G.......

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培養細胞株、異種移植片および遺伝子組み換えマウスは、神経膠腫をモデル化するための最も一般的な方法であり、各モデルシステム3,13,14には明確な利点と限界がある。原発性異形性神経膠腫の関連する利点には、びまん性神経膠腫を代表する浸潤性増殖と、培養グリオーマ細胞で維持することが非常に困難な遺伝的変化および重要なシグナル伝達メカニズムの保持が含まれる。例?.......

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私たちは、分子脳神経外科組織銀行のための貴重な研究資料を提供したヴァンダービルト大学医療センターの患者に特にお世話になっています。ティッシュバンク、リード・C・トンプソンMD(主任研究者)、チェリー・キナードRN(リサーチナース)、ラリー・A・ピアースMS(マネージャー)を設立し、維持してくれた方に感謝します。組織学的サービスは、ヴァンダービルト大学医療センター(VUMC)トランスレーショナル病理学共有リソース(ヴァンダービルト・イングラムがんセンターに授与5P30 CA068485によってサポートされている)によって部分的に行われました。この作業は、NINDS(1R21NS070139)、バロウズ・ウェルカム・ファンド、VMC開発資金からのMKCへの助成金によって支えられました。MKCは、退役軍人省、退役軍人保健局、研究開発局、生物医学研究所研究開発局の助成金1 I01 BX000744-01によってサポートされています。内容は退役軍人省や米国政府の見解を表すものではありません。

....

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NameCompanyCatalog NumberComments

Phosphate buffered saline

Life Technologies

14040-133

Papain dissociation system

Worthington Biochemical Corp.

LK003150

Trypan blue solution 0.4%

Life Technologies

15250061

Ketamine HCl

Obtained from institutional pharmacy or local veterinary supply company

Xylazine HCl

Ketoprofen

Ophthalmic ointment

Povidone-iodine

Fisher Scientific

190061617

Cryopreservation medium and proliferation supplement

StemCell Technologies

05751

0.2% Heparin sodium salt in PBS

StemCell Technologies

07980

Penicillin-streptomycin

Life Technologies

15140-122

Dimethyl sulfoxide

Sigma-Aldrich

D6250-5X10ML

NOD.Cg-Prkdcscid I/2rgtm1Wjl/SzJ mice

The Jackson Laboratory

005557

NSG mice

Anti-human vimentin antibody

Dako

M7020

Use 1:200 to 1:800

Anti-human IDH1 R132H antibody

Dianova

DIA-H09

Use 1:100 to 1:400

Material

Company

Catalogue Number

Comments

Centrifuge with swinging bucket rotor

Pipetter with dispensing speed control

Disposable hemocytometer

Fisher Scientific

22-600-100

Sterile surgical gloves

Fisher Scientific

11-388128

Disposable gown

Fisher Scientific

18-567

Surgical mask

Fisher Scientific

19-120-1256

Tuberculin syringe

BD

305620

Alcohol pads

Fisher Scientific

22-246-073

Portable electronic scale

Fisher Scientific

01-919-33

Zoom stereomicroscope

Surgical clipper

Stoelting

51465

Scalpel handle

Fine Science Tools

10003-12

Scalpel blades, #10

Stereotaxic instrument

Stoelting

51730

High-speed drill

Stoelting

51449

Drill bit, 0.6 mmStoelting514552

Hamilton syringe

Hamilton

80336

Autoclip, 9 mm

BD

427630

Circulating water warming pad

Kent Scientific

TP-700

TP-1215EA

Hot bead dry sterilizer

Kent Scientific

INS300850

Surgical scissors

Fine Science Tools

14101-14

Fine scissors

Fine Science Tools

14094-11

Spring scissors

Fine Science Tools

15018-10

Dumont forceps

Fine Science Tools

11251-30

Semimicro spatulas

Fisher Scientific

14374

Mouse brain slicer matrix

Zivic Instruments

BSMAS002-1

Cryogenic storage vials

Fisher Scientific

12-567-501

  1. Johnson, J. I., et al. Relationships between drug activity in NCI preclinical in vitro and in vivo models and early clinical trials. Br. J. 84, 1424-1431 (2001).
  2. Witt Hamer, D. e., C, P., et al. The genomic profile of human malignant glioma is altered early in primary cell culture and preserved in spheroids. Oncogene. 27, 2091-2096 (2008).
  3. Lee, J., et al. Tumor stem cells derived from glioblastomas cultured in bFGF and EGF more closely mirror the phenotype and genotype of primary tumors than do serum-cultured cell lines. Cancer Cell. 9, 391-403 (2006).
  4. Pandita, A., Aldape, K. D., Zadeh, G., Guha, A., James, C. D. Contrasting in vivo and in vitro fates of glioblastoma cell subpopulations with amplified EGFR. Genes Chromosomes Cancer. 39, 29-36 (2004).
  5. Daniel, V. C., et al. A primary xenograft model of small-cell lung cancer reveals irreversible changes in gene expression imposed by culture in vitro. Cancer Res. 69, 3364-3373 (2009).
  6. Piaskowski, S., et al. Glioma cells showing IDH1 mutation cannot be propagated in standard cell culture conditions. Br. J. Cancer. 104, 968-970 (2011).
  7. Vescovi, A. L., Galli, R., Reynolds, B. A. Brain tumour stem cells. Nat. Rev. 6, 425-436 (2006).
  8. Sasai, K., et al. Shh pathway activity is down-regulated in cultured medulloblastoma cells: implications for preclinical studies. Cancer Res. 66, 4215-4222 (2006).
  9. Shu, Q., et al. Direct orthotopic transplantation of fresh surgical specimen preserves CD133+ tumor cells in clinically relevant mouse models of medulloblastoma and glioma. Stem Cells. 26, 1414-1424 (2008).
  10. Suggitt, M., Bibby, M. C. 50 years of preclinical anticancer drug screening: empirical to target-driven approaches. Clin. Cancer Res. 11, 971-981 (2005).
  11. Kerbel, R. S. Human tumor xenografts as predictive preclinical models for anticancer drug activity in humans: better than commonly perceived-but they can be improved. Cancer Biol. Ther. 2, 134-139 (2003).
  12. Park, C. Y., Tseng, D., Weissman, I. L. Cancer stem cell-directed therapies: recent data from the laboratory and clinic. Mol. Ther. 17, 219-230 (2009).
  13. Carlson, B. L., Pokorny, J. L., Schroeder, M. A., Sarkaria, J. N. Establishment, maintenance and in vitro and in vivo applications of primary human glioblastoma multiforme (GBM) xenograft models for translational biology studies and drug discovery. Curr. Protoc. Pharmacol. Chapter. 14, (2011).
  14. Hambardzumyan, D., Parada, L. F., Holland, E. C., Charest, A. Genetic modeling of gliomas in mice: new tools to tackle old problems. Glia. 59, 1155-1168 (2011).
  15. Sarangi, A., et al. Targeted inhibition of the Hedgehog pathway in established malignant glioma xenografts enhances survival. Oncogene. 28, 3468-3476 (2009).
  16. Valadez, J. G., et al. Identification of Hedgehog pathway responsive glioblastomas by isocitrate dehydrogenase mutation. Cancer Lett. 328, 297-306 (2013).
  17. Bar, E. E., et al. Cyclopamine-mediated hedgehog pathway inhibition depletes stem-like cancer cells in glioblastoma. Stem Cells. 25, 2524-2533 (2007).
  18. Ehtesham, M., et al. Ligand-dependent activation of the hedgehog pathway in glioma progenitor cells. Oncogene. 26, 5752-5761 (2007).
  19. Kelly, J. J., et al. Oligodendroglioma cell lines containing t(1;19)(q10;p10. Neuro-oncology. 12, 745-755 (2010).
  20. Quintana, E., et al. Efficient tumour formation by single human melanoma cells. Nature. 456, 593-598 (2008).
  21. Shultz, L. D., et al. Human lymphoid and myeloid cell development in NOD/LtSz-scid IL2R gamma null mice engrafted with mobilized human hemopoietic stem cells. J. Immunol. 174, 6477-6489 (2005).
  22. Singh, S. K., et al. Identification of human brain tumour initiating cells. Nature. 432, 396-401 (2004).

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