JoVE Logo
Faculty Resource Center

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Medicine

Primære ortotopiske glioma xenografter rekapitulere infiltrerende vekst og isokitrate dehydrogenase I mutasjon

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

Ondartede gliomer utgjør en heterogen gruppe svært infiltrative glial neoplasmer med distinkte kliniske og molekylære egenskaper. Primære ortotopiske fremmedegrafter rekapitulerer histopatologiske og molekylære egenskaper av ondartede gliomaundertyper i prekliniske dyremodeller.

Ondartede gliomer utgjør en heterogen gruppe svært infiltrative glial neoplasmer med distinkte kliniske og molekylære egenskaper. Primære ortotopiske fremmedegrafter rekapitulerer histopatologiske og molekylære egenskaper av ondartede gliomaundertyper i prekliniske dyremodeller. For å modellere WHO grader III og IV ondartede gliomer i transplantasjonsanalyser, blir humane tumorceller xenograftert til et ortotopisk sted, hjernen, av immunkompromitterte mus. I motsetning til sekundære xenografter som bruker dyrkede tumorceller, blir menneskelige gliomaceller dissosiert fra resekterte prøver og transplantert uten forutgående passasje i vevskultur for å generere primære xenografter. Prosedyren i denne rapporten beskriver tumorprøvepreparering, intrakraniell transplantasjon til immunkompromitterte mus, overvåking for tumor engraftment og tumorhøsting for etterfølgende passasje til mottakerdyr eller analyse. Tumorcellepreparat krever 2 timer og kirurgisk prosedyre krever 20 min / dyr.

Ondartede gliomer er primære glialtumorer i sentralnervesystemet som forekommer i hjernen og noen ganger ryggmargen. Gliomas er klassifisert av Verdens helseorganisasjon (WHO) i henhold til histologiske likheter med astrocytter, oligodendrocytter eller ependymale celler og deretter numerisk gradert (I til IV) for patologiske egenskaper av malignitet. De vanligste histologiske undertypene er astrocytomer, oligodendrogliomer og blandede oligoastrocytomer. Ondartede gliomer som omfatter WHO-karakterer II til IV er preget av invasiv vekst og tilbakevendende til dagens terapier. Hvert år i USA diagnostiseres ca. 15 750 personer med ondartet gliom og anslagsvis 12 740 pasie....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. Forberedelse av tumorcellefjæring

Merk: Hensiktsmessige institusjonelle godkjenninger for bruk av pasientmateriale og dyr er nødvendig for å etablere og vedlikeholde primære ortotopiske glioma xenografter. Ved Vanderbilt University Medical Center samles resected tumormateriale som er i overkant av det som kreves for diagnostiske formål, med pasientsamtykke for et forskningsvevslager. Prøver er merket med et randomisert 5-sifret REDcap-databasenummer og alle pasientspes.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Dissosierte gliomaceller transplanteres direkte inn i hjernen til immunkompromitterte mus for å oppnå primære ortotopiske xenograftlinjer. Hver tumorprøve tildeles et randomisert tall før transplantasjon, som en del av deidentifiseringsprosessen for å fjerne beskyttet helseinformasjon. Vi bruker et 5-sifret REDcap databasenummer til dette formålet. Figur 1 illustrerer prosessen og nomenklaturen for å etablere en xenograftlinje fra et glioblastom (GBM 17182) med isocitrate dehydrogenase 1 (IDH1) m.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Kultiverte cellelinjer, xenografter og genmodifiserte mus er de vanligste metodene for modellering av gliomer, og det er klare fordeler og begrensninger for hvert modellsystem3,13,14. Relevante fordeler med primære ortotopiske glioma xenografts inkluderer infiltrativ vekst som typifies diffuse gliomer og oppbevaring av genetiske endringer og viktige signalmekanismer som kan være svært vanskelig å opprettholde i dyrkede gliomaceller. For eksempel kan jegsocitrate dehydrogenase mutasjoner og Sonic p.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Vi står spesielt i gjeld til pasienter ved Vanderbilt University Medical Center som ga uvurderlig forskningsmateriale til Molecular Neurosurgical Tissue Bank. Vi takker de som etablerte og vedlikeholder Tissue Bank, Reid C. Thompson MD (prosjektleder), Cherryl Kinnard RN (forskningssykepleier) og Larry A. Pierce MS (leder). Histologiske tjenester ble delvis utført av Vanderbilt University Medical Center (VUMC) Translational Pathology Shared Resource (støttet av pris 5P30 CA068485 til Vanderbilt-Ingram Cancer Center). Dette arbeidet ble støttet av tilskudd til MKC fra NINDS (1R21NS070139), Burroughs Wellcome Fund og VMC utviklingsfond. MKC støttes av Institutt for vete....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

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).

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved