Name: in vitro modeling of cancerous neural invasion: the dorsal root ganglion model
Uploaded: 2016-04-12T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 23 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Vitro Modeling of Cancerous Neural Invasion: The Dorsal Root Ganglion Model at JoVE.com

Edith Suss-Toby is thanked for her assistance in the time-lapse microscopy and image analysis. Nofar Rada is thanked for the artistic work.

Altı haftalık dişi C57BL / CJ fareler de dört (Harlan, Kudüs, İsrail) Değerlendirme ve Laboratuar Hayvan Bakımı spesifikasyonları Akreditasyon Derneği göre deneyde kullanıldı. Tüm deney prosedürleri Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi ve Tarım düzenlemeler Bölümü uyarınca yapılmıştır. 1. Hasat Omurilik <ol><li> CO 2 odasının kullanarak fare Euthanize. o kesme kuvvetlerine bağlı ganglion köklerine zarar verebilir servikal dislokasyon kaçının. Buradan itibaren, steril koşullar altında tüm adımları gerçekleştirmek. </li><li> % 70 etanol ile hayvan aşağı ıslatın. Bu adım, Sterilizasyon ve iç organlar içinden sürükleyerek saç önlemek için önemlidir. </li><li> etanol kurumaya fareyi bırakın. nörotoksisite nedeniyle iç organları ile etanol herhangi bir temas önleyin. </li><li> Fareyi kurutulduktan sonra, yüzüstü pozisyonda işaretçilerine kullanarak konumlandırmak(yüz aşağı). Her hindlimb ve ön ayakları üzerinde işaretçilerine yerleştirin. </li><li> forseps kullanarak, lomber, posterior boyun craniocaudally uzanan bir orta hat kesi yapmak. Sonraki, forseps kullanarak iki taraflı dermal flep yükseltmek ve deri altı doku maruz kalmaktadır. </li><li> kraniyoservikal kavşak ulaşıncaya kadar fare kafatası palpe ediniz. Ağır forseps kullanarak, Kraniyoservikal kavşağı (7. servikal vertebra) servikal kas ve omurga kesti hayvana, dik makas kullanma. kaudal omurga incelemek ve lomber seviyesi (arka bacaklarda seviyesi) ulaşana kadar ağır forseps ile omurga tüketim. </li><li> Ağır forseps kullanarak lomber seviyede (5. bel omuru) bir tam kuyruk kesiye gerçekleştirin. </li><li> (Yüz yukarı) fareyi üzerine yuvarlayın. DRG servikal vertebra düşük seviyelerde elde olmadığı ve insizyon kaplanmasına gerek yoktur. </li><li> Karın boyun orta hatta kısmak geriCilt yanal ve sonra periton açmak için kesti. </li><li> En blok periton içine iç organları (karaciğer, dalak, pankreas, mide ve bağırsak) sökün. Sonraki retroperitoneal organlar (örneğin, böbrekler ve pankreas) çıkarın. Cranially, göğüs duvarı açın. </li><li> forseps ve cerrahi bıçak kullanarak, bilateral uzak vertebral kolonun gelen kaburga 5 mm bırakarak, kaburga kesti. Bu noktada, omurga gövdesinin geri kalanından ayrılır. </li><li> iki kez soğuk (4 ° C), taze fosfat tamponlu tuzlu su (PBS) ile kandan vertebral kolon yıkayın. </li></ol> 2. Yalıtımlı Dorsal Kök Gangliyon (DRG) <ol><li> 4X büyütme ile Stereomikroskopta kullanın. </li><li> bir yapışmayan emici olmayan bir platformda (Telfa / naylon) üzerine omurga yerleştirin. Aynı kranyokaudal yönelim de omurga yüzü yukarı yerleştirin. </li><li> herhangi bir omurga kasları ve bağ dokusu çıkarın. onlar da sinirler için bir dönüm noktası olarak kaburga kullanınomurga bırakın. Kaburga da cerrahi aletler sinirleri korur. DRG omurların servikal, torakal ve lomber sitelerinde yer almaktadır. </li><li> Sonraki kullanarak makas orta hatta omur gövdesi kesme ve omur gövdesinin hafif yanal geri çekilmesi ile omurilik ve DRG kökleri maruz kalmaktadır. </li><li> interkostal aralıkta, DRG için kaburga yanal boyunca medial periferik sinir izleyin. </li><li> DRG tanımlayın. Bu sinir yatan &#39;kızarmış yumurta&#39; sarısı gibi görünüyor. </li><li> ganglionlar sinir distalinde 2-3 mm bırakarak DRG için interkostal sinir distalinde Kes, geri çekme için kullanılır. Bu &quot;kuyruk&quot; hasattan sonra silinecektir. </li><li> forseps kullanarak sinir kavrayın. DRG vücudu kendisi kısma nöral hücre hasarına neden olur ve kaçınılmalıdır. </li><li> onun anterior ve posterior kökler vasıtasıyla, proksimale omurilik onun eki boyunca DRG yaklaşın. </li><li> ef çekerek DRG nazik geri çekme uygulaferent sinir (interkostal sinir güdük) yanal ve DRG yakın ön ve arka kökleri kesmek. </li><li> % 10 fetal buzağı serumu (FCS) ile desteklenmiş taze buz DMEM,% 1 penisilin-streptomisin,% 1 temel olmayan amino asitler ve% 1 sodyum piruvat ile dolu bir 35 mm Petri kabı DRG tutun. </li></ol> Petri Dish 3. İmplantasyonu <ol><li> ECM katılaşma önlemek için önceden soğutulmuş pipet uçları kullanılarak buz üzerinde sonraki adımları gerçekleştirin. </li><li> 2-4x büyütme bir stereomikroskop altında, bir kağıt ızgara üzerinde 35 mm cam alt petri yerleştirin. ÖNEMLİ: sıvı halde ECM tutmak için buz üzerinde çalışma. ızgarasının merkezinde büyüme faktörü-tükenmiş ECM&#39;nin 1 mm çapında bir nokta (yaklaşık 20 ul) oluşturur. </li><li> direk görüş altında, çanak dibine yakın ECM nokta merkezine DRG yerleştirin. Not: Bu protokolde kullanılan kanser hücreleri fare pankreas kanseri hücreleri (KPC) establisbaşka yerde 19 açıklandığı gibi KPC farelerden alınan taze izole tümör örneklerinden hed. </li><li> birleşik kültürlerinden hasat 40.000 kanser hücreleri, bir kez PBS ile yıkayın ve buz üzerinde 40 ul ECM bunları tekrar süspansiyon. </li><li> DRG her yönde bir stereomikroskopta ölçüsü 500 mikron kullanarak ızgara direk görüş altında. Bu noktada yavaş 10.000 hücre / 10 ul ECM tohum. matris matris veya ayrılma onların yayılmasını önlemek, çanak dibine yakın hücreleri enjekte etmek için bir 2-10 ul soğutulmuş ucu kullanın. (Şekil 1). </li><li> katılaşmaya 10-15 dakika boyunca, bir laminar akış başlığı içinde çanak bırakın. ECM kurumayı önlemek. </li><li> Yavaş yavaş plakanın yan duvarına karşı, daha önce belirtildiği gibi hazırlandı, DMEM ekleyin. ECM (yaklaşık 2 ml) karşılamak için yeterli orta ekleyin. </li><li> 37 ° C&#39;de geri inkübatör çanak koyun. </li><li> ertesi gün taze ortam ile orta değiştirin. </li><li> 2 günde orta yerine. &lt;/ Li&gt; </ol> 4. Veri Toplama, Time-lapse videomikroskopi <ol><li> implantasyonu sonrası 7. gününde, zaman atlamalı mikroskopi için çanak almak. Bazı hücreler nedeniyle hızlı göç önceki satın alma gerektirebilir unutmayın. </li><li> Canlı görüntüleme sırasında, 37 ± 0.1 ° C ve% 5 CO2 ortalama sıcaklıkta kapalı bir ortamda koyunuz. </li><li> mikroskop üzerine yerleştirilen bir şarj akuplaj düzenli kamera kullanarak hücreleri kaydedin. </li><li> üç ila altı farklı hücrelerin hücre lokomosyon takip 72 saat kadar için dijital görüntüleri her 10 dakika sürer. </li><li> 24 saat sonra orta değiştirin. </li><li> veri toplama ve mikroskop yazılımı kullanılarak basit analiz gerçekleştirin. </li></ol> 5. Veri Analizi <ol><li> Daha gelişmiş uygulamalar (örneğin, 2D veya 3D hücre izleme) (örneğin Imaris 4D gibi) özel yazılım kullanın. Not: Bu yazılım bir hücrenin xy koordinatları belirlerherhangi bir hareket kökenli mesafe ve hızı ile birlikte, zaman verilir. </li><li> 10 dakika aralıklarla sonraki konumlar arasındaki seyahat mesafe ölçülerek ortalama hız hesaplayın. akson hücre ön mesafedir ve DRG doğru hücrelerin tek yönlü hareketini açıklar İleri Göç İndeksi (ATK) hesaplayın. </li></ol>

<ol>
	<li>Carter, R. L., Foster, C. S., Dinsdale, E. A., Pittam, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perineural+spread+by+squamous+carcinomas+of+the+head+and+neck,+a+morphological+study+using+antiaxonal+and+antimyelin+monoclonal+antibodies.">Perineural spread by squamous carcinomas of the head and neck, a morphological study using antiaxonal and antimyelin monoclonal antibodies.</a> J Clin Pathol. 36, 269-275 (1983).</li><li>Beard, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perineural+invasion+is+associated+with+increased+relapse+after+external+beam+radiotherapy+for+men+with+low-risk+prostate+cancer+and+may+be+a+marker+for+occult,+high-grade+cancer.">Perineural invasion is associated with increased relapse after external beam radiotherapy for men with low-risk prostate cancer and may be a marker for occult, high-grade cancer.</a> Int J Radiat Oncol Biol Phys. 58, 19-24 (2004).</li><li>Maru, N., Ohori, M., Kattan, M. W., Scardino, P. T., Wheeler, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prognostic+significance+of+the+diameter+of+perineural+invasion+in+radical+prostatectomy+specimens.">Prognostic significance of the diameter of perineural invasion in radical prostatectomy specimens.</a> Hum Pathol. 32, 828-833 (2001).</li><li>Ceyhan, G. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pancreatic+neuropathy+and+neuropathic+pain--a+comprehensive+pathomorphological+study+of+546+cases.">Pancreatic neuropathy and neuropathic pain--a comprehensive pathomorphological study of 546 cases.</a> Gastroenterology. 136, 177-186 (2009).</li><li>Ceyhan, G. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neurotrophic+factor+artemin+promotes+pancreatic+cancer+invasion.">The neurotrophic factor artemin promotes pancreatic cancer invasion.</a> Ann Surg. 244, 274-281 (2006).</li><li>Takahashi, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perineural+invasion+by+ductal+adenocarcinoma+of+the+pancreas.">Perineural invasion by ductal adenocarcinoma of the pancreas.</a> J Surg Oncol. 65, 164-170 (1997).</li><li>Zhu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nerve+growth+factor+expression+correlates+with+perineural+invasion+and+pain+in+human+pancreatic+cancer.">Nerve growth factor expression correlates with perineural invasion and pain in human pancreatic cancer.</a> J Clin Oncol. 17, 2419-2428 (1999).</li><li>Hirai, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perineural+invasion+in+pancreatic+cancer.">Perineural invasion in pancreatic cancer.</a> Pancreas. 24, 15-25 (2005).</li><li>Mitchem, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeting+tumor-infiltrating+macrophages+decreases+tumor-initiating+cells,+relieves+immunosuppression,+and+improves+chemotherapeutic+responses.">Targeting tumor-infiltrating macrophages decreases tumor-initiating cells, relieves immunosuppression, and improves chemotherapeutic responses.</a> Cancer Res. 73, 1128-1141 (2013).</li><li>Kelly, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Attenuated+multimutated+herpes+simplex+virus-1+effectively+treats+prostate+carcinomas+with+neural+invasion+while+preserving+nerve+function.">Attenuated multimutated herpes simplex virus-1 effectively treats prostate carcinomas with neural invasion while preserving nerve function.</a> FASEB J. 22, 1839-1848 (2008).</li><li>Dai, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+survival+in+perineural+invasion+of+pancreatic+cancer,+an+in+vitro+approach.">Enhanced survival in perineural invasion of pancreatic cancer, an in vitro approach.</a> Hum Pathol. 38, 299-307 (2007).</li><li>Ayala, G. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer-related+axonogenesis+and+neurogenesis+in+prostate+cancer.">Cancer-related axonogenesis and neurogenesis in prostate cancer.</a> Clin Cancer Res. 14, 7593-7603 (2008).</li><li>Ayala, G. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stromal+antiapoptotic+paracrine+loop+in+perineural+invasion+of+prostatic+carcinoma.">Stromal antiapoptotic paracrine loop in perineural invasion of prostatic carcinoma.</a> Cancer Res. 66, 5159-5164 (2006).</li><li>Ceyhan, G. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+invasion+in+pancreatic+cancer,+a+mutual+tropism+between+neurons+and+cancer+cells.">Neural invasion in pancreatic cancer, a mutual tropism between neurons and cancer cells.</a> Biochem Biophys Res Commun. 374, 442-447 (2008).</li><li>Bapat, A. A., Hostetter, G., Von Hoff, D. D., Han, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perineural+invasion+and+associated+pain+in+pancreatic+cancer.">Perineural invasion and associated pain in pancreatic cancer.</a> Nat Rev Cancer. 11, 695-707 (2011).</li><li>Ketterer, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reverse+transcription-PCR+analysis+of+laser-captured+cells+points+to+potential+paracrine+and+autocrine+actions+of+neurotrophins+in+pancreatic+cancer.">Reverse transcription-PCR analysis of laser-captured cells points to potential paracrine and autocrine actions of neurotrophins in pancreatic cancer.</a> Clin Cancer Res. 9, 5127-5136 (2003).</li><li>Gil, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nerve-sparing+therapy+with+oncolytic+herpes+virus+for+cancers+with+neural+invasion.">Nerve-sparing therapy with oncolytic herpes virus for cancers with neural invasion.</a> Clin Cancer Res. 13, 6479-6485 (2007).</li><li>Gil, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paracrine+regulation+of+pancreatic+cancer+cell+invasion+by+peripheral+nerves.">Paracrine regulation of pancreatic cancer cell invasion by peripheral nerves.</a> J Natl Cancer Inst. 102, 107-118 (2010).</li><li>Weizman, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macrophages+mediate+gemcitabine+resistance+of+pancreatic+adenocarcinoma+by+upregulating+cytidinedeaminase.">Macrophages mediate gemcitabine resistance of pancreatic adenocarcinoma by upregulating cytidinedeaminase.</a> Oncogene. 33, 3812-3819 (2014).</li></ol>

This research was supported by the ICRF Barbara S. Goodman endowed research career development award (2011-601-BGPC) and a grant from the US-Israel Binational Science Foundation. No other financial disclosures from the authors are to be made.

Bu makale sinir niş kanserli mikro, DRG modeli özetlediği in vitro bir model sunuyor. Video bu tür fare DRG, onun çıkarılması ve ECM nihayet, onun kültürleme olarak anatomik işaretlerini tanıma başlayarak tüm adımları gösterir. Eş-kültür kanser hücreleri ile beraber DRG da sunulmaktadır. In vitro perinöral niş mikro çalışmak için bu model gerekli hale literatürde tarif edilen in vitro perinöral invazyon araştırma için başka bir model vardır. <p class="jov...

doğrudan işgali, lenfatik yayılım ve hematojenik yayılma: solid tümörler üç ana şekilde yaymak. Ancak, sık sık sinirler boyunca, yayılmasını dikkate alınmaz kanser yayılmış bir dördüncü araç yoktur. Kanserli nöral invazyon (CNI) özellikle baş ve boyun, 1 prostat 2, 3 ve pankreas kanserlerinde, kanser yayılmış iyi bilinen bir yoldur. 4-8 CNI lider, pankreas adenokarsinomu olan bireylerin% 80&#39;den fazla oluşur çölyak ganglion sinirler yoluyla yayılan retroperitoneal tümör. Bu nörotropik kanser hücreleri, merkezi sinir sistemi (MSS) doğru sinirler boyunca tek yönlü göç için eşsiz bir yeteneği var. 9 Bu bulgu perinöral mikroçevresinin malign büyümeyi destekleyen faktörleri sağlayarak, kanser hücreleri tarafından istismar edilebileceğini göstermektedir. CNI araştırma için birkaç tane in vitro model bir arka kök gangliyon (DRG) / Kanser hücresi modelidir. bu modEl sık taze ayrışmış kültürlenmiş DRG preparasyonlar bitişik hücre dışı matris (ECM) yetiştirilen bu model, fare ya da insan kanser hücre çizgileri nöral stroma ve kanser hücreleri arasında. 10-18 parakrin etkileşimi incelemek için kullanılır. Bu video makalede pankreas duktal adenokarsinom in vitro CNI uygulamasını göstermektedir.

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;Equipment:&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Operating microscope</td><td>Leica</td><td>M205</td><td></td></tr><tr><td>Time Lapse System</td><td>Zeiss</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Forceps</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F4142&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Surgical blade</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z309036</td><td></td></tr><tr><td>Scissors</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S3271</td><td></td></tr><tr><td>35 mm Petri dishes, glass bottom</td><td>de groot</td><td>60-627860</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&amp;nbsp;&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Materials:&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>70% ethanol</td><td>Sigma</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cold PBS</td><td>Biological industries</td><td>02-023-1A</td><td></td></tr><tr><td>DMEM</td><td>Biological industries</td><td>01-055-1A</td><td></td></tr><tr><td>FCS</td><td>Rhenium</td><td>10108165</td><td></td></tr><tr><td>Penicillin and streptomycin</td><td>Biological industries</td><td>01-031-1B</td><td></td></tr><tr><td>Sodium Pyruvate</td><td>Biological industries</td><td>03-042-1B</td><td></td></tr><tr><td>L-Glutamine</td><td>Biological industries</td><td>03-020-1B</td><td></td></tr><tr><td>Growth factor-depleted matrigel</td><td>Trevigen</td><td>3433-005-01</td><td></td></tr></tbody></table>

in vitro modeling of cancerous neural invasion: the dorsal root ganglion model

One way that solid tumors disseminate is through neural invasion. This route is well-known in cancers of the head and neck, prostate, and pancreas. These neurotropic cancer cells have a unique ability to migrate unidirectionally along nerves towards the central nervous system (CNS). The dorsal root ganglia (DRG)/cancer cell model is a three dimensional (3D) in vitro model frequently used for studying the interaction between neural stroma and cancer cells. In this model, mouse or human cancer cell lines are grown in ECM adjacent to preparations of freshly dissociated cultured DRG. In this article, the DRG isolation protocol from mice, and implantation in petri dishes for co-culturing with pancreatic cancer cells are demonstrated. Five days after implantation, the cancer cells made contact with the DRG neurites. Later, these cells formed bridgeheads to facilitate more extensive polarized, neurotropic migration of cancer cells.

<html> Video mikroskopi görüntüleme kullanılarak, DRG kanser hücrelerinin DRG karşı olan kolonilerden uzak göç ederken implantasyon sonrası neurites 5-7 gün çimlenme görülebilir. Implantasyonu sonrası 7. gün, kanser hücreleri neurites (Şekil 2) ile temas. Protokolünde kullanılan pankreas kanser hücrelerinin ileri geçiş göstergesi, diğer hücre hatları (QLL2, B16F) (?...

Watch this Scientific Journal Video about In Vitro Modeling of Cancerous Neural Invasion: The Dorsal Root Ganglion Model at JoVE.com

In Vitro Modeling of Cancerous Neural Invasion: The Dorsal Root Ganglion Model

This video article shows the use of the dorsal root ganglia (DRG)/cancer cell model in pancreatic ductal adenocarcinoma.

Sırt kök ganglion Modeli: Kanserli Sinir Invasion Vitro Modelleme

One way that solid tumors disseminate is through neural invasion. This route is well-known in cancers of the head and neck, prostate, and pancreas. These ...

in-vitro-modeling-cancerous-neural-invasion-dorsal-root-ganglion

Research

JoVE Journal

Neuroscience

In Vitro Modeling of Cancerous Neural Invasion: The Dorsal Root Ganglion Model

9.0K Görüntüleme.  Rambam Medical Healthcare Campus. This video article shows the use of the dorsal root ganglia (DRG)/cancer cell model in pancreatic ductal adenocarcinoma.

Video: In Vitro Modeling of Cancerous Neural Invasion: The Dorsal Root Ganglion Model

A Model for Perineural Invasion in Head and Neck Squamous Cell Carcinoma

Perineural invasion (PNI) is found in approximately 40% of head and neck squamous cell carcinomas (HNSCC). Despite multimodal treatment with surgery, radiation, and chemotherapy, locoregional recurrences and distant metastases occur at higher rates, and overall survival is decreased by 40% compared to HNSCC without PNI. In vitro studies of the pathways involved in HNSCC PNI have historically been challenging given the lack of a consistent, reproducible assay. Described here is the adaptation of the dorsal root ganglion (DRG) assay for the examination of PNI in HNSCC. In this model, DRG are harvested from the spinal column of a sacrificed nude mouse and placed within a semisolid matrix. Over the subsequent days, neurites are generated and grow in a radial pattern from the cell bodies of the DRG. HNSCC cell lines are then placed peripherally around the matrix and invade preferentially along the neurites toward the DRG. This method allows for rapid evaluation of multiple treatment conditions, with very high assay success rates and reproducibility.

Perineural invasion (PNI) is a common feature of head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC), conferring lower survival rates. Its mechanisms are poorly understood. Utilizing neurites generated from murine dorsal root ganglia confined to a semisolid matrix, the pathways involved in the PNI of HNSCC cell lines can be investigated.

Baş ve Boyun Skuamöz Hücre Karsinomu içinde perinöral invazyon İçin Bir Model

Perineural invasion (PNI) is found in approximately 40% of head and neck squamous cell carcinomas (HNSCC). Despite multimodal treatment with surgery, ...

Kanser Araştırmaları

An In Vivo Murine Sciatic Nerve Model of Perineural Invasion

Cancer cells invade nerves through a process termed perineural invasion (PNI), in which cancer cells proliferate and migrate in the nerve microenvironment. This type of invasion is exhibited by a variety of cancer types, and very frequently is found in pancreatic cancer. The microscopic size of nerve fibers within mouse pancreas renders the study of PNI difficult in orthotopic murine models. Here, we describe a heterotopic in vivo model of PNI, where we inject syngeneic pancreatic cancer cell line Panc02-H7 into the murine sciatic nerve. In this model, sciatic nerves of anesthetized mice are exposed and injected with cancer cells. The cancer cells invade in the nerves proximally toward the spinal cord from the point of injection. The invaded sciatic nerves are then extracted and processed with OCT for frozen sectioning. H&amp;E and immunofluorescence staining of these sections allow quantification of both the degree of invasion and changes in protein expression. This model can be applied to a variety of studies on PNI given its versatility. Using mice with different genetic modifications and/or different types of cancer cells allows for investigation of the cellular and molecular mechanisms of PNI and for different cancer types. Furthermore, the effects of therapeutic agents on nerve invasion can be studied by applying treatment to these mice.

An In Vivo Murine Sciatic Nerve Model of Perineural Invasion

We describe an in vivo murine model of perineural invasion by injecting syngeneic pancreatic cancer cells into the sciatic nerve. The model allows for quantification of the extent of nerve invasion, and supports investigation of the cellular and molecular mechanisms of perineural invasion.

Vivo fare siyatik sinir modeli Perineural işgali

Cancer cells invade nerves through a process termed perineural invasion (PNI), in which cancer cells proliferate and migrate in the nerve ...

Dorsal Root Ganglion Injection and Dorsal Root Crush Injury as a Model for Sensory Axon Regeneration

Achieving axon regeneration after nervous system injury is a challenging task. As different parts of the central nervous system (CNS) differ from each other anatomically, it is important to identify an appropriate model to use for the study of axon regeneration. By using a suitable model, we can formulate a specific treatment based on the severity of injury, the neuronal cell type of interest, and the desired spinal tract for assessing regeneration. Within the sensory pathway, DRG neurons are responsible for relaying sensory information from the periphery to the CNS. We present here a protocol that uses a DRG injection with a viral vector and a concurrent dorsal root crush injury in the lower cervical spinal cord of an adult rat as a model to study sensory axon regeneration. As demonstrated using a control virus, AAV5-GFP, we show the effectiveness of a direct DRG injection in transducing DRG neurons and tracing sensory axons into the spinal cord. We also show the effectiveness of the dorsal root crush injury in denervating the forepaw as an injury model for evaluating axon regeneration. Despite the requirement for specialized training to perform this invasive surgical procedure, the protocol is flexible, and potential users can modify many parts to accommodate their experimental requirements. Importantly, it can serve as a foundation for those in search of a suitable animal model for their studies. We believe that this article will help new users to learn the procedure in a very efficient and effective manner.

This protocol presents the use of a dorsal root ganglion (DRG) injection with a viral vector and a concurrent dorsal root crush injury in an adult rat as a model to study sensory axon regeneration. This model is suitable for investigating the use of gene therapy to promote sensory axon regeneration.

Sırt kök ganglion Enjeksiyon ve Dorsal Kök Duyusal Axon Rejenerasyon Modeli Olarak Ezilme Yaralanması

Achieving axon regeneration after nervous system injury is a challenging task. As different parts of the central nervous system (CNS) differ from each ...

Nörobilim

The Chick Chorioallantoic Membrane In Vivo Model to Assess Perineural Invasion in Head and Neck Cancer

Perineural invasion is a phenotype in which cancer surrounds or invades the nerves. It is associated with poor clinical outcome for head and neck squamous cell carcinoma and other cancers. Mechanistic studies have shown that the molecular crosstalk between nerves and tumor cells occurs prior to physical interaction. There are only a few in vivo models to study perineural invasion, especially to investigate early progression, before physical nerve-tumor interactions occur. The chick chorioallantoic membrane model has been used to study cancer invasion, because the basement membrane of the chorionic epithelium mimics that of human epithelial tissue. Here we repurposed the chick chorioallantoic membrane model to investigate perineural invasion, grafting rat dorsal root ganglia and human head and neck squamous cell carcinoma cells onto the chorionic epithelium. We have demonstrated how this model can be useful to evaluate the ability of cancer cells to invade neural tissue in vivo.&#160;

The Chick Chorioallantoic Membrane In Vivo Model to Assess Perineural Invasion in Head and Neck Cancer

Perineural invasion is an aggressive phenotype for head and neck squamous cell carcinomas and other tumors. The chick chorioallantoic membrane model has been used for studying angiogenesis, cancer invasion, and metastasis. Here we demonstrate how this model can be utilized to assess perineural invasion in vivo.

Kafa ve boyun kanseri Perinevral Invazyonu değerlendirmek için Chick Chorioallantoik membran In vivo model

Perineural invasion is a phenotype in which cancer surrounds or invades the nerves. It is associated with poor clinical outcome for head and neck squamous ...

Tıp

DRG Kültürlerinde Nöronal Aşırı Duyarlılığı İncelemek için İleri İn Vitro Model

Harvesting, Embedding, and Culturing Dorsal Root Ganglia in Multi-compartment Devices to Study Peripheral Neuronal Features

The most common peripheral neuronal feature of pain is a lowered stimulation threshold or hypersensitivity of terminal nerves from the dorsal root ganglia (DRG). One proposed cause of this hypersensitivity is associated with the interaction between immune cells in the peripheral tissue and neurons. In vitro models have provided foundational knowledge in understanding how these mechanisms result in nociceptor hypersensitivity. However, in vitro models face the challenge of translating efficacy to humans. To address this challenge, a physiologically and anatomically relevant in vitro model has been developed for the culture of intact dorsal root ganglia (DRGs) in three isolated compartments in a 48-well plate. Primary DRGs are harvested from adult Sprague Dawley rats after humane euthanasia. Excess nerve roots are trimmed, and the DRG is cut into appropriate sizes for culture. DRGs are then grown in natural hydrogels, enabling robust growth in all compartments. This multi-compartment system offers anatomically relevant isolation of the DRG cell bodies from neurites, physiologically relevant cell types, and mechanical properties to study the interactions between neural and immune cells. Thus, this culture platform provides a valuable tool for investigating treatment isolation strategies, ultimately leading to an improved screening approach for predicting pain.

Yazar Spotlight: Kronik Ağrı Tedavisinin Etkinliğini Artırmak için In Vitro ve İn Vivo Modeller

This protocol provides a technique to harvest and culture explanted dorsal root ganglion (DRG) from adult Sprague Dawley rats in a multi-compartment (MC) device.

Periferik Nöronal Özellikleri İncelemek için Çok Bölmeli Cihazlarda Dorsal Kök Gangliyonlarının Toplanması, Gömülmesi ve Kültürlenmesi

The most common peripheral neuronal feature of pain is a lowered stimulation threshold or hypersensitivity of terminal nerves from the dorsal root ganglia ...

Biyomühendislik

Establishing a Three-dimensional Co-culture Model of Murine Dorsal Root Ganglia and Cancer Cells: An In Vitro Model to Study Perineural Cancer Cell Invasion

Source: Huyett, P. et al. <a href="https://www.jove.com/video/55043" target="_blank">A Model for Perineural Invasion in Head and Neck Squamous Cell Carcinoma.</a> J. Vis. Exp. (2017)
In this video, we demonstrate the procedure for developing an in vitro perineural cancer cell invasion model by co-culturing mouse dorsal root ganglion and neurotropic cancer cells. The model can be utilized to conduct cancer assays, producing rapid and reproducible results.

Murin Dorsal Kök Gangliyonları ve Kanser Hücrelerinin Üç Boyutlu Ko-kültür Modelinin Oluşturulması: Perinöral Kanser Hücre İstilasını İncelemek İçin Bir İn Vitro Model

Source: Huyett, P. et al. A Model for Perineural Invasion in Head and Neck Squamous Cell Carcinoma. J. Vis. Exp. (2017)
In this video, we demonstrate the ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Baş ve Boyun Kanseri

Analizler ve teknikler

Murine Perineural Invasion Model: Generating an In Vivo Model to Simulate Perineural Invasion in Mouse Sciatic Nerve

Source: Deborde, S. et al. <a href="https://www.jove.com/video/56857" target="_blank">An In Vivo Murine Sciatic Nerve Model of Perineural Invasion.</a> J. Vis. Exp. (2018)
In this video, we develop an in vivo mouse model for perineural invasion by injecting pancreatic cancer cells into the sciatic nerve. This model helps quantify the extent of invasion and study the interactions between cancer cells and nerves.

Murin Perineural İnvazyon Modeli: Fare Siyatik Sinirinde Perinöral İnvazyonu Simüle Etmek için İn Vivo Model Oluşturma

Source: Deborde, S. et al. An In Vivo Murine Sciatic Nerve Model of Perineural Invasion. J. Vis. Exp. (2018)
In this video, we develop an in vivo mouse ...

Sinir Sistemi Kanserleri

İn vivo çalışmalar

Modeling Cancerous Neural Invasion In Vitro: A Method to Co-culture Dorsal Root Ganglia and Cancer Cells

Source: Na&#39;ara, S. et al. <a href="https://www.jove.com/video/52990" target="_blank">In Vitro Modeling of Cancerous Neural Invasion: The Dorsal Root Ganglion Model.</a> J. Vis. Exp. (2016)
In this video, we demonstrate an in vitro method for co-culturing DRG and cancer cells to study neurotropism and neural invasion.

Kanserli Nöral İnvazyonun İn Vitro Modellenmesi: Dorsal Kök Gangliyonları ve Kanser Hücrelerini Ko-kültür Yapmak İçin Bir Yöntem

Source: Na&#39;ara, S. et al. In Vitro Modeling of Cancerous Neural Invasion: The Dorsal Root Ganglion Model. J. Vis. Exp. (2016)
In this video, we ...

Sırt kök ganglion Modeli: Kanserli Sinir Invasion Vitro Modelleme

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Baş ve Boyun Skuamöz Hücre Karsinomu içinde perinöral invazyon İçin Bir Model

Vivo fare siyatik sinir modeli Perineural işgali

Sırt kök ganglion Enjeksiyon ve Dorsal Kök Duyusal Axon Rejenerasyon Modeli Olarak Ezilme Yaralanması

Kafa ve boyun kanseri Perinevral Invazyonu değerlendirmek için Chick Chorioallantoik membran In vivo model

Periferik Nöronal Özellikleri İncelemek için Çok Bölmeli Cihazlarda Dorsal Kök Gangliyonlarının Toplanması, Gömülmesi ve Kültürlenmesi

Periferik Nöronal Özellikleri İncelemek için Çok Bölmeli Cihazlarda Dorsal Kök Gangliyonlarının Toplanması, Gömülmesi ve Kültürlenmesi

Periferik Nöronal Özellikleri İncelemek için Çok Bölmeli Cihazlarda Dorsal Kök Gangliyonlarının Toplanması, Gömülmesi ve Kültürlenmesi

Murin Dorsal Kök Gangliyonları ve Kanser Hücrelerinin Üç Boyutlu Ko-kültür Modelinin Oluşturulması: Perinöral Kanser Hücre İstilasını İncelemek İçin Bir İn Vitro Model

Murin Perineural İnvazyon Modeli: Fare Siyatik Sinirinde Perinöral İnvazyonu Simüle Etmek için İn Vivo Model Oluşturma

Kanserli Nöral İnvazyonun İn Vitro Modellenmesi: Dorsal Kök Gangliyonları ve Kanser Hücrelerini Ko-kültür Yapmak İçin Bir Yöntem