Name: in vivo bioluminescence imaging of tumor hypoxia dynamics of breast cancer brain metastasis in a mouse model
Uploaded: 2011-10-03T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model at JoVE.com

Denna studie stöds delvis av DOD Bröstcancer IDEA Award W81XWH-08-1-0583 och NIH / NCI CA141348-01A1 (DZ) och FAMRI kliniska forskare Award (DS). Imaging infrastruktur tillhandahålls av sydvästra Small Animal Imaging Research Program som stöds delvis av U24 CA126608 och Simmons Cancer Center (P30 CA142543) och NIH 1S10RR024757-01.

Alla animaliska förfaranden har godkänts av Institutional Animal Care och användning kommitté University of Texas Southwestern Medical Center. 1. In vitro HIF-1α mareld analys <ol><li> Material och metoder: <ul><li> Mänskliga metastaserande bröstcancer cellinje MDA-MB231 transfererats med en ny HIF-1-beroende reporter genen var 5HRE-ODD-Luc genereras av Dr Harada. </li><li> I hypoxiska tillstånd är bättre uttryck för syre-beroende nedbrytning domän (ODD)-luciferas fusi...

<ol>
	<li>Harada, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+combination+of+hypoxia-response+enhancers+and+an+oxygen-dependent+proteolytic+motif+enables+real-time+imaging+of+absolute+HIF-1+activity+in+tumor+xenografts.">The combination of hypoxia-response enhancers and an oxygen-dependent proteolytic motif enables real-time imaging of absolute HIF-1 activity in tumor xenografts.</a> Biochem Biophys Res Commun. 360, 791-796 (2007).</li><li>Ou, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Usefulness+of+HIF-1+imaging+for+determining+optimal+timing+of+combining+bevacizumab+and+radiotherapy.">Usefulness of HIF-1 imaging for determining optimal timing of combining bevacizumab and radiotherapy.</a> Int J Radiat Oncol Biol Phys. 75, 463-467 (2009).</li><li>Zhou, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+near-infrared+optical+imaging+of+2-deoxyglucose+uptake+by+intracranial+glioma+of+athymic+mice.">Dynamic near-infrared optical imaging of 2-deoxyglucose uptake by intracranial glioma of athymic mice.</a> PLoS One. 4, e8051-e8051 (2009).</li><li>Contero, A., Richer, E., Gondim, A., Mason, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+quantitative+bioluminescence+imaging+for+assessing+tumor+burden.">High-throughput quantitative bioluminescence imaging for assessing tumor burden.</a> Methods Mol Biol. 574, 37-45 (2009).</li><li>Zhao, D., Richer, E., Antich, P. P., Mason, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antivascular+effects+of+combretastatin+A4+phosphate+in+breast+cancer+xenograft+assessed+using+dynamic+bioluminescence+imaging+and+confirmed+by+MRI.">Antivascular effects of combretastatin A4 phosphate in breast cancer xenograft assessed using dynamic bioluminescence imaging and confirmed by MRI.</a> FASEB J. 22, 2245-2451 (2008).</li><li>Chang, E. L., Lo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnosis+and+management+of+central+nervous+system+metastases+from+breast+cancer.">Diagnosis and management of central nervous system metastases from breast cancer.</a> Oncologist. 8, 398-410 (2003).</li><li>Palmieri, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vorinostat+inhibits+brain+metastatic+colonization+in+a+model+of+triple-negative+breast+cancer+and+induces+DNA+double-strand+breaks.">Vorinostat inhibits brain metastatic colonization in a model of triple-negative breast cancer and induces DNA double-strand breaks.</a> Clin Cancer Res. 15, 6148-6157 (2009).</li><li>Mason, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multimodality+imaging+of+hypoxia+in+preclinical+settings.">Multimodality imaging of hypoxia in preclinical settings.</a> Q J Nucl Med Mol Imaging. 54, 259-280 (2010).</li><li>Tatum, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypoxia:+importance+in+tumor+biology,+noninvasive+measurement+by+imaging,+and+value+of+its+measurement+in+the+management+of+cancer+therapy.">Hypoxia: importance in tumor biology, noninvasive measurement by imaging, and value of its measurement in the management of cancer therapy.</a> Int J Radiat Biol. 82, 699-757 (2006).</li><li>Moeller, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pleiotropic+effects+of+HIF-1+blockade+on+tumor+radiosensitivity.">Pleiotropic effects of HIF-1 blockade on tumor radiosensitivity.</a> Cancer Cell. 8, 99-110 (2005).</li><li>Lu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+dynamics+and+distinct+functions+of+hypoxia+in+primary+tumor+growth+and+organotropic+metastasis+of+breast+cancer.">In vivo dynamics and distinct functions of hypoxia in primary tumor growth and organotropic metastasis of breast cancer.</a> Cancer Res. 70, 3905-3914 (2010).</li><li>Zhao, D., Chang, C. H., Kim, J. G., Liu, H., Mason, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+Near-Infrared+Spectroscopy+and+Magnetic+Resonance+Imaging+Monitoring+of+Tumor+Response+to+Combretastatin+A-4-Phosphate+Correlated+With+Therapeutic+Outcome.">In vivo Near-Infrared Spectroscopy and Magnetic Resonance Imaging Monitoring of Tumor Response to Combretastatin A-4-Phosphate Correlated With Therapeutic Outcome.</a> Int J Radiat Oncol Biol Phys. 80, 574-581 (2011).</li></ol>

Bröstcancer metastaser i hjärnan förekommer hos 30% av patienterna bröstcancer stadium IV. Det är förenat med hög morbiditet och mortalitet och har en medianöverlevnad på 13 månader 6. Det finns ett behov av att ha lämpliga djurmodeller för att efterlikna detta kliniskt förödande sjukdom för att underlätta vår förståelse av intrakraniell initiering och progression samt patofysiologiska profiler. Här har vi utvecklat en orthotopic bröstcancer modell metastaser i hjärnan genom att injicera...

<table border="1"><tbody><tr><th> Reagensets namn </th><th> Företag </th><th> Katalognummer </th><th> Kommentarer (frivilligt) </th></tr><tr><td> D-luciferin </td><td> Guld Bioteknik </td><td> L-123 </td><td> 120 mg / kg i PBS i en total volym på 80 l för in vivo-studier </td></tr><tr><td> Isofluran </td><td> Baxter International Inc. </td><td> 1001936060 </td><td></td></tr><tr><td> Matrigel </td><td> BD Biosciences </td><td> 354.234 </td><td></td></tr><tr><td> Hamilton spruta </td><td> Hamilton Företag </td><td> 1701 </td><td></td></tr><tr><td> 32G Hamilton nål </td><td> Hamilton Företag </td><td> 7803-04 </td><td></td></tr><tr><td> Hypoxi kammare </td><td> Billups-Rothenberg, Inc. </td><td> MIC-101 </td><td></td></tr><tr><td> Bioluminescence Imaging System </td><td> Bromsok Life Sciences </td><td> IVIS Spectrum systemet </td><td></td></tr><tr><td> G418 </td><td> Fisher Scientific </td><td> SV3006901 </td><td></td></tr></tbody></table>

in vivo bioluminescence imaging of tumor hypoxia dynamics of breast cancer brain metastasis in a mouse model

Det är väl känt att tumören hypoxi spelar en viktig roll för att främja malign progression och påverkar terapeutiskt svar negativt. Det finns lite kunskap om in situ, in vivo, tumör hypoxi under intrakraniell utvecklingen av elakartade hjärntumörer grund av brist på effektiva metoder för att övervaka det i dessa djupt rotade orthotopic tumörer. Bioluminescence imaging (BLI), baserad på detektion av ljus som avges av levande celler som uttrycker en luciferas gen, har snabbt antagits till cancerforskning, i synnerhet för att utvärdera tumörtillväxt eller tumör förändringar storlek i svar på behandling i prekliniska djurstudier. Dessutom genom att uttrycka en reporter gen under kontroll av en promotor sekvens, kan den specifika genuttryck övervakas icke-invasivt av BLI. Enligt hypoxisk stress signalerar svar medieras huvudsakligen via hypoxi inducerbara factor-1α (HIF-1α) för att driva transkription av olika gener. Därför har vi använt en HIF-1α reporter konstruera, 5HRE-ODD-Luc, stabilt transfekterade i human bröstcancer MDA-MB231 är celler (MDA-MB231/5HRE-ODD-luc). In vitro HIF-1α mareld analys utförs av inkubering av transfekterade cellerna i en hypoxisk kammare (0,1% O 2) för 24 tim innan BLI, medan celler i normoxia (21% O 2) fungera som en kontroll. Betydligt högre photon flux observerades för celler under syrebrist föreslår en ökad HIF-1α bindning till sin promotor (HRE element), jämfört med dem i normoxia. Cellerna injiceras direkt in i musen hjärnan för att skapa en bröstcancer modell metastaser i hjärnan. In vivo mareld avbildning av tumör hypoxi dynamik påbörjas 2 veckor efter implantation och upprepas en gång i veckan. BLI avslöjar allt ljus signaler från hjärnan som tumören fortskrider, vilket indikerar ökad intrakraniell tumör hypoxi. Histologiska och immunhistokemiska studier används för att bekräfta in vivo imaging resultat. Här kommer vi att presentera metoder för in vitro HIF-1α mareld analys, kirurgiska inrättandet av en bröstcancer metastaser i hjärnan på en naken mus och tillämpning av in vivo mareld imaging att övervaka intrakraniell tumör hypoxi.

Watch this Scientific Journal Video about In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model at JoVE.com

In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model

Bioluminescence avbildning av hypoxi inducible factor-1α aktivitet används för att övervaka intrakraniell tumör syrebrist utveckling i bröstcancer metastaser i hjärnan musmodell.

In vivo bioluminescence avbildning av tumör Hypoxi Dynamics i bröstcancer metastaser i hjärnan i en musmodell

It is well recognized that tumor hypoxia plays an important role in promoting malignant progression and affecting therapeutic response negatively. There ...

Research

JoVE Journal

Medicine

In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model

Multi-photon Imaging of Tumor Cell Invasion in an Orthotopic Mouse Model of Oral Squamous Cell Carcinoma

Multi-photon avbildning av tumörcellen invasion i ett Orthotopic musmodell av oral skivepitelcancer

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient ...

Combination Radiotherapy in an Orthotopic Mouse Brain Tumor Model

Kombination Strålbehandling i en ortotop mus hjärntumör modell

Glioblastoma multiforme (GBM) are the most common and aggressive adult primary brain tumors1. In recent years there has been substantial progress in the ...

Stereotactic Intracranial Implantation and In vivo Bioluminescent Imaging of Tumor Xenografts in a Mouse Model System of Glioblastoma Multiforme

Stereotactic Intracranial Implantation and In vivo Bioluminescent Imaging of Tumor Xenografts in a Mouse Model System of Glioblastoma Multiforme

Stereotaktisk Intrakraniell Implantation och<em&gt; In vivo</em&gt; Bioluminescent avbildning av tumörxenografter i en musmodell system för glioblastoma multiforme

Glioblastoma multiforme (GBM) is a high-grade primary brain cancer with a median survival of only 14.6 months in humans despite standard tri-modality ...

Multi-modal Imaging of Angiogenesis in a Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastasis Using Magnetic Resonance Imaging, Volumetric Computed Tomography and Ultrasound

Multi-modal Imaging av angiogenes i en Naken råtta modell av bröstcancer skelettmetastaser med magnetkamera, Volumetric datortomografi och ultraljud

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell ...

Screening for Melanoma Modifiers using a Zebrafish Autochthonous Tumor Model

Screening för melanom Modifieringar med en Zebrafish Autoktont tumörmodell

Genomic studies of  human cancers have yielded a wealth of information about genes that are altered  in tumors1,2,3. A challenge arising from these ...

Live Imaging of Drug Responses in the Tumor Microenvironment in Mouse Models of Breast Cancer

Realtidsundersökningen av Drug svar i tumören mikromiljön i musmodeller av bröstcancer

The tumor microenvironment plays a pivotal role in tumor initiation, progression, metastasis, and the response to anti-cancer therapies. Three-dimensional ...

Time-lapse Imaging of Primary Preneoplastic Mammary Epithelial Cells Derived from Genetically Engineered Mouse Models of Breast Cancer

Time-lapse avbildning av primära preneoplastiska bröstepitelialceller celler från genetiskt modifierade musmodeller av bröstcancer

Time-lapse  imaging can be used to compare behavior of cultured primary preneoplastic  mammary epithelial cells derived from different genetically ...

A Novel High-resolution In vivo Imaging Technique to Study the Dynamic Response of Intracranial Structures to Tumor Growth and Therapeutics

A Novel High-resolution In vivo Imaging Technique to Study the Dynamic Response of Intracranial Structures to Tumor Growth and Therapeutics

A Novel Högupplöst<em&gt; In vivo</em&gt; Imaging teknik för att studera dynamiska svaret för intrakraniell Structures till tumörtillväxt och Therapeutics

We have successfully integrated previously established Intracranial window (ICW) technology 1-4 with intravital 2-photon confocal microscopy to develop a ...

Ultrasound Imaging-guided Intracardiac Injection to Develop a Mouse Model of Breast Cancer Brain Metastases Followed by Longitudinal MRI

Ultrasound Imaging-guidad Intrakardiell Injection att utveckla en musmodell av bröstcancer hjärnmetastaser Följt av Longitudinal MRI

Breast cancer brain metastasis, occurring in 30% of breast cancer patients at stage IV, is associated with high mortality. The median survival is only 6 ...

Initiation of Metastatic Breast Carcinoma by Targeting of the Ductal Epithelium with Adenovirus-Cre: A Novel Transgenic Mouse Model of Breast Cancer

Inledande av metastaserande Bröstkarcinom genom Inriktning av Ductal epitel med adenovirus-Cre: A Novel transgen musmodell av bröstcancer

Breast cancer is a heterogeneous disease involving complex cellular interactions between the developing tumor and immune system, eventually resulting in ...