JoVE Logo
Faculty Resource Center

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Medicine

Primära ortopediska Glioma Xenografts rekapitulera infiltrativ tillväxt och isocitrate dehydrogenas I mutation

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

Maligna gliomas utgör en heterogen grupp av mycket infiltrativa stödjegena tumörer med distinkta kliniska och molekylära funktioner. Primära ortopediska xenografts rekapitulera de histopatologiska och molekylära funktionerna i maligna gliom subtyper i prekliniska djur modeller.

Maligna gliomas utgör en heterogen grupp av mycket infiltrativa stödjegena tumörer med distinkta kliniska och molekylära funktioner. Primära ortopediska xenografts rekapitulera de histopatologiska och molekylära funktionerna i maligna gliom subtyper i prekliniska djur modeller. För att modellera WHO-graderna III och IV maligna gliom i transplantationsanalyser xenograferas mänskliga tumörceller till en ortopisk plats, hjärnan, av immunkomprometterade möss. I motsats till sekundära xenografter som använder odlade tumörceller, är mänskliga gliom celler dissociated från resected exemplar och transplanteras utan föregående passage i vävnad kultur för att generera primära xenografts. Förfarandet i denna rapport beskriver tumör prov förberedelse, intrakraniell transplantation till immunkomprometterade möss, övervakning för tumör engraftment och tumör skörd för efterföljande passage i mottagaren djur eller analys. Tumör cell förberedelse kräver 2 timmar och kirurgiskt ingrepp kräver 20 min/djur.

Maligna gliomas är primära gliatumörer i centrala nervsystemet som förekommer i hjärnan och ibland ryggmärgen. Gliomas klassificeras av Världshälsoorganisationen (WHO) enligt histologic likhet med astrocyter, oligodendrocyter eller ependymal celler och sedan numeriskt graderade (I till IV) för patologiskt funktioner av malignitet. De vanligaste histologic subtyperna är astrocytomas, oligodendrogliomas och blandade oligoastrocytomas. Maligna gliomas som omfattar WHO grader II till IV kännetecknas av invasiv tillväxt och motsträviga till nuvarande terapier. Varje år i USA diagnostiseras cirka 15 750 individer med en elakartad gliom och uppskattningsvis 12 740 patienter ....

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

1. Förberedelse av tumörcellsupphängning

Anmärkning: Lämpliga institutionella godkännanden för användning av patientmaterial och djur krävs för att fastställa och upprätthålla primära ortopiska glioma xenografter. Vid Vanderbilt University Medical Center samlas resected tumörmaterial som överstiger det som krävs för diagnostiska ändamål in med patientens samtycke till ett forskningsvävnadsarkiv. Exemplaren är märkta med ett randomiserat 5-siffrigt REDcap-.......

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

Dissocierade gliomceller transplanteras direkt i hjärnan hos immunkomprometterade möss för att erhålla primära ortopiska xenograftlinjer. Varje tumörprov tilldelas ett randomiserat nummer före transplantation, som en del av avidentifieringsprocessen för att ta bort skyddad hälsoinformation. Vi använder ett 5-siffrigt REDcap-databasnummer för detta ändamål. Figur 1 illustrerar processen och nomenklaturen för att upprätta en xenograft linje från en glioblastom (GBM 17182) med isocitrate deh.......

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

Odlade cellinjer, xenografter och genetiskt konstruerade möss är de vanligaste metoderna för modellering av gliom, och det finns tydliga fördelar och begränsningar för varje modellsystem3,13,14. Relevanta fördelar med primära ortopic glioma xenografts inkluderar infiltrativ tillväxt som kännetecknar diffusa gliomas och bevarandet av genetiska förändringar och viktiga signaleringsmekanismer som kan vara mycket svåra att upprätthålla i odlade gliom celler. Till exempel kan i socitrat dehydrogenasm.......

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

Vi står särskilt i skuld till patienter vid Vanderbilt University Medical Center som tillhandahöll ovärderligt forskningsmaterial för Molecular Neurosurgical Tissue Bank. Vi tackar dem som grundade och underhåller Tissue Bank, Reid C. Thompson MD (huvudutredare), Cherryl Kinnard RN (forskningssjuksköterska) och Larry A. Pierce MS (chef). Histologiska tjänster utfördes delvis av Vanderbilt University Medical Center (VUMC) Translational Pathology Shared Resource (med stöd av award 5P30 CA068485 till Vanderbilt-Ingram Cancer Center). Detta arbete stöddes av bidrag till MKC från NINDS (1R21NS070139), Burroughs Wellcome Fund och VMC-utvecklingsfonder. MKC stöds av Institut....

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