Name: live imaging of drug responses in the tumor microenvironment in mouse models of breast cancer
Uploaded: 2013-03-24T14:00:00
Duration: 8 min 26 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Live Imaging of Drug Responses in the Tumor Microenvironment in Mouse Models of Breast Cancer at JoVE.com

نشكر J. J. تشيو Cappellani والدعم التقني. وأيد هذا العمل من جانب صناديق من المعهد الوطني للسرطان (U01 CA141451)، وسرطان ستار اتحاد، سوزان جي كومن من أجل العلاج، لونغ ايلاند ممشى يوم 2 لمكافحة سرطان الثدي، وائتلاف مانهاست المرأة ضد سرطان الثدي بالنسبة لي، وعلى قبل الدكتوراه الزمالة من برنامج الثدي إخراج الكونغرس أبحاث السرطان والولايات المتحدة ESNESN هو أيضا حائز على C. سريعة ليزلي ويليام راندولف هيرست مؤسسة المنح الدراسية من كلية العلوم البيولوجية واتسون. وأيد HAA من الأموال من مجلس البحوث في النرويج (160698/V40 و151882)، وجنوب شرق السلطات الصحية الإقليمية (2007060).

<ol>
	<li>Egeblad, M., Nakasone, E. S., Werb, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumors+as+organs:+complex+tissues+that+interface+with+the+entire+organism.">Tumors as organs: complex tissues that interface with the entire organism.</a> Dev. Cell. 18, 884-901 (2010).</li><li>Ahn, G. -. O., Tseng, D., Liao, C. -. H., Dorie, M. J., Czechowicz, A., Brown, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibition+of+Mac-1+(CD11b/CD18)+enhances+tumor+response+to+radiation+by+reducing+myeloid+cell+recruitment.">Inhibition of Mac-1 (CD11b/CD18) enhances tumor response to radiation by reducing myeloid cell recruitment.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 8363-8368 (2010).</li><li>Tlsty, T. D., Coussens, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumor+stroma+and+regulation+of+cancer+development.">Tumor stroma and regulation of cancer development.</a> Annu. Rev. Pathol. 1, 119-150 (2006).</li><li>DeNardo, D. G., Brennan, D. 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=Leukocyte+complexity+predicts+breast+cancer+survival+and+functionally+regulates+response+to+chemotherapy.">Leukocyte complexity predicts breast cancer survival and functionally regulates response to chemotherapy.</a> Cancer Discov. 1, 54-67 (2011).</li><li>Nakasone, E. S., Askautrud, H. A., 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=Imaging+tumor-stroma+interactions+during+chemotherapy+reveals+contributions+of+the+microenvironment+to+resistance.">Imaging tumor-stroma interactions during chemotherapy reveals contributions of the microenvironment to resistance.</a> Cancer Cell. 21, 488-503 (2012).</li><li>Kim, J. B., Stein, R., O'Hare, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+in+vitro+tissue+culture+models+of+breast+cancer--+a+review.">Three-dimensional in vitro tissue culture models of breast cancer-- a review.</a> Breast Cancer Res. Treat. 85, 281-291 (2004).</li><li>Gilbert, L. A., Hemann, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+damage-mediated+induction+of+a+chemoresistant+niche.">DNA damage-mediated induction of a chemoresistant niche.</a> Cell. 143, 355-366 (2010).</li><li>Pittet, M. J., Weissleder, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intravital+imaging.">Intravital imaging.</a> Cell. 147, 983-991 (2011).</li><li>Lohela, M., Werb, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intravital+imaging+of+stromal+cell+dynamics+in+tumors.">Intravital imaging of stromal cell dynamics in tumors.</a> Curr. Opin. Genet. Dev. 20, 72-78 (2010).</li><li>Boissonnas, A., Fetler, L., Zeelenberg, I. S., Hugues, S., Amigorena, S. <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+imaging+of+cytotoxic+T+cell+infiltration+and+elimination+of+a+solid+tumor.">In vivo imaging of cytotoxic T cell infiltration and elimination of a solid tumor.</a> J. Exp. Med. 204, 345-356 (2007).</li><li>Breart, B., Lema&#238;tre, F., Celli, S., Bousso, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-photon+imaging+of+intratumoral+CD8++T+cell+cytotoxic+activity+during+adoptive+T+cell+therapy+in+mice.">Two-photon imaging of intratumoral CD8+ T cell cytotoxic activity during adoptive T cell therapy in mice.</a> J. Clin. Invest. 118, 1390-1397 (2008).</li><li>Engelhardt, J. J., Boldajipour, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marginating+dendritic+cells+of+the+tumor+microenvironment+cross-present+tumor+antigens+and+stably+engage+tumor-specific+T+cells.">Marginating dendritic cells of the tumor microenvironment cross-present tumor antigens and stably engage tumor-specific T cells.</a> Cancer Cell. 21, 402-417 (2012).</li><li>Brown, E., McKee, 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=Dynamic+imaging+of+collagen+and+its+modulation+in+tumors+in+vivo+using+second-harmonic+generation.">Dynamic imaging of collagen and its modulation in tumors in vivo using second-harmonic generation.</a> Nat. Med. 9, 796-800 (2003).</li><li>Wyckoff, J. B., Wang, Y., 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=Direct+visualization+of+macrophage-assisted+tumor+cell+intravasation+in+mammary+tumors.">Direct visualization of macrophage-assisted tumor cell intravasation in mammary tumors.</a> Cancer Res. 67, 2649-2656 (2007).</li><li>Yuan, F., Salehi, H. A., Boucher, Y., Vasthare, U. S., Tuma, R. F., Jain, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascular+permeability+and+microcirculation+of+gliomas+and+mammary+carcinomas+transplanted+in+rat+and+mouse+cranial+windows.">Vascular permeability and microcirculation of gliomas and mammary carcinomas transplanted in rat and mouse cranial windows.</a> Cancer Res. 54, 4564-4568 (1994).</li><li>Jain, R. K., Munn, L. L., Fukumura, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissecting+tumour+pathophysiology+using+intravital+microscopy.">Dissecting tumour pathophysiology using intravital microscopy.</a> Nat. Rev. Cancer. 2, 266-276 (2002).</li><li>Egeblad, M., Ewald, A. 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=Visualizing+stromal+cell+dynamics+in+different+tumor+microenvironments+by+spinning+disk+confocal+microscopy.">Visualizing stromal cell dynamics in different tumor microenvironments by spinning disk confocal microscopy.</a> Dis Model Mech. 1, 155-167 (2008).</li><li>Cheng, N., Lambert, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mammary+Transplantation+of+Stromal+Cells+and+Carcinoma+Cells+in+C57BL/6J.">Mammary Transplantation of Stromal Cells and Carcinoma Cells in C57BL/6J.</a> Mice. J. Vis. Exp. (54), ee2716 (2011).</li><li>Ewald, A. J., Werb, Z., Egeblad, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+of+vital+signs+for+long-term+survival+of+mice+under+anesthesia.">Monitoring of vital signs for long-term survival of mice under anesthesia.</a> Cold Spring Harb. Protoc. 2011, pdb.prot5563 (2011).</li><li>Sounni, N. E., Dehne, 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=Stromal+regulation+of+vessel+stability+by+MMP14+and+TGFbeta.">Stromal regulation of vessel stability by MMP14 and TGFbeta.</a> Dis. Model Mech. 3, 317-332 (2010).</li><li>Magness, S. T., Bataller, R., Yang, L., Brenner, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+dual+reporter+gene+transgenic+mouse+demonstrates+heterogeneity+in+hepatic+fibrogenic+cell+populations.">A dual reporter gene transgenic mouse demonstrates heterogeneity in hepatic fibrogenic cell populations.</a> Hepatology. 40, 1151-1159 (2004).</li><li>Motoike, T., Loughna, S., 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=Universal+GFP+reporter+for+the+study+of+vascular+development.">Universal GFP reporter for the study of vascular development.</a> Genesis. 28, 75-81 (2000).</li><li>Fukumura, D., Xavier, R., 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=Tumor+induction+of+VEGF+promoter+activity+in+stromal+cells.">Tumor induction of VEGF promoter activity in stromal cells.</a> Cell. 94, 715-725 (1998).</li><li>Sugimoto, H., Mundel, T. M., Kieran, M. W., Kalluri, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+fibroblast+heterogeneity+in+the+tumor+microenvironment.">Identification of fibroblast heterogeneity in the tumor microenvironment.</a> Cancer Biol. Ther. 5, 1640-1646 (2006).</li><li>Ewald, A. J., Werb, Z., Egeblad, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic,+long-term+in+vivo+imaging+of+tumor-stroma+interactions+in+mouse+models+of+breast+cancer+using+spinning-disk+confocal+microscopy.">Dynamic, long-term in vivo imaging of tumor-stroma interactions in mouse models of breast cancer using spinning-disk confocal microscopy.</a> Cold Spring Harb. Protoc. 2011, pdb.top97 (2011).</li></ol>

الكتاب ليس لديهم تضارب المصالح الكشف. أجريت جميع التجارب على الحيوانات وفقا للبروتوكولات المعتمدة IACUC.

يمكن للأورام أن ردود العلاجات الجهازية في الجسم الحي تكون مختلفة بشكل كبير لتلك الخلايا السرطانية في المختبر، كما يؤثر المكروية كل من الاستجابة الحادة والانتكاس 5. واحدة من أكبر العقبات التي تحول دون تفسيرها في مسارات مقاومة كيميائية الجسم الحي هو تعقيد التفاعلات بين الخلايا السرطانية والمكروية بهم. على وجه الخصوص، وذلك لأن الأورام الصلبة وضعت على التوازن بين السرطان والخلايا اللحمية، اضطرابات من عنصر واحد، مثل موت الخلايا التي تحدث أثناء العلاج المضاد للسرطان، يمكن أن يؤدي إلى آثار وخيمة على المنظمة الأنسجة. تقنية التصوير intravital المقدمة هنا يسمح للرؤية مباشرة للتفاعلات الخلايا السرطانية سدى في أورام الفئران، ويعيش تخدير أثناء العلاج مع العقاقير المضادة للسرطان. نستخدم المجهر القرص الغزل مبائر، التي لديها عمق الاختراق النسبي محدودة (انظر 17 </سوب&gt;)، ولكن يمكن استخدام تقنيات جراحية لدينا ووضع العلامات مع أنواع أخرى من المجهري. ويمكن استخدام أفلام تم الحصول عليها من هذه التجارب لتتبع العمليات التي تشمل التغيرات في كثافة مضان (على سبيل المثال بسبب تسلل عدد سكانها المسمى أو تحريض موت الخلايا)، الحركة الخلية، وتوزيع الحقن (مثل تسرب الأوعية الدموية لتعقب)، والمشترك توطين إشارات الفلورسنت 5،12،17،20. نحن الفئران الصورة بشكل روتيني لأكثر من 6 ساعات والتصوير أيضا تنفيذ لأكثر من 18 ساعة. هذا يتطلب الحفاظ على الفئران باستمرار تحت التخدير لهذه فترات زمنية طويلة. مع التخدير المناسبة، أكثر من 90٪ من الحيوانات البقاء على قيد الحياة لدينا 6 ساعات، وحوالي 80٪ البقاء على قيد الحياة أكثر من 18 ساعة. وقد نشرت تفاصيل عن كيفية تنفيذ على المدى الطويل التخدير سابقا 19. في تجربتنا، خمسة عوامل حاسمة: تجنب انخفاض حرارة الجسم، وتجنب الجفاف، والحفاظ على مستويات التشبع الفسيولوجية الدم الأكسجين، شالغناء مرطب الغاز الناقل للisoflurane، والحفاظ على الحيوانات عند أدنى مستوى في التخدير التي لا تظهر علامات الألم. للحفاظ على درجة حرارة الجسم، ونحافظ على الفئران تحت بطانية ساخنة (C ° في 38). لتجنب الجفاف، ونحن حقن كميات صغيرة من الملكية الفكرية في جميع أنحاء المالحة إجراء التصوير كامل. الفسيولوجية للحفاظ على مستويات التشبع الدم الأكسجين، ونحن نبدأ مع الأكسجين 21٪ في الغاز الحامل (بدلا من 100٪ تستخدم عادة). هذا يمكننا من زيادة مستويات الأوكسجين المستنشق إذا ماوس - في تجربة ساعات - يظهر انخفاضا في تشبع الأكسجين في الدم. في تجربتنا، وزيادة مستويات الاوكسجين في وقت استنشاق مثل هذه (على سبيل المثال إلى٪ 30-40) ودائما تقريبا استقرار الحيوان السماح لساعات إضافية من التصوير. المستوى الأمثل من التخدير هو بالنسبة لمعظم الفئران التي تحققت مع 1-1.5٪ isoflurane والنتائج في معدلات التنفس من 60-65/min ومعدلات النبض من 400-450/min. في تجارب التصوير لدينا، ونحن نستخدم نموذج الفأر في المقام الأول المعدلة وراثياق (MMTV-C3 وPyMT [1]-الدلالية) التي هي أورام متعددة البؤر، مما يسمح للتصوير من الآفات متعددة في مراحل مختلفة من تطور الورم في نفس الوقت في العاشر متعددة، مواقف ذ خلال جلسة التصوير واحد. هذا يقلل المخاوف بشأن الماوس إلى ماوس الاختلاف فيما يتعلق التجارب الرامية إلى تحديد المرحلة التي تعتمد على ردود العلاجية، ويقلل من عدد الحيوانات اللازمة للتصوير. نموذج MMTV-PyMT (وغيرها من نماذج سرطان عفوية) تمر بمراحل تدريجية التشريحية المرضية التي يمكن التعرف خلال التصوير intravital، على الرغم من أن انطلاق الآفات المرضية الورم الذي يمكن القيام به خلال التصوير intravital يختلف، وأقل تفصيلا، من أن من النسيجي أقسام 5،17. في المقابل، تميل إلى زرع نماذج تعكس الأورام مرحلة متأخرة أفضل، والخلايا السرطانية وعادة ما يتم عزلها من الأورام المتقدمة. مثل هذه النماذج هي بالتالي أكثر استعدادا لدراسة الورم سدىتفاعلات المرحلة المتأخرة من الأورام الاختلافات في هذه التفاعلات بين مراحل مختلفة. نعرض أمثلة على كيفية تغيير الصورة الهيكلية النووية التي تحدث بعد موت الخلايا الناجم عن العلاج. في غياب العلاج المضاد للسرطان، قد وضع العلامات هذه الاستراتيجية بدلا أن تستخدم لانقسام الخلايا في الموقع الصورة، توضيح، على سبيل المثال، كيف يتأثر تكاثر الخلايا والسكون من قبل المكروية. في المستقبل، قد وضع العلامات الفلورية مكونات الميتوكوندريا تجعل من الممكن للتغيرات الميتوكوندريا الصورة التي تحدث أثناء موت الخلية أفكارك. في هذا البروتوكول، وقد أظهرنا أيضا أمثلة على كيفية التفاعل سرطان الخلية خلية الصورة المناعة بعد العلاج، ولكن المكونات الأخرى microenvironmental يمكن أيضا أن تكون تصور والمصورة. القائمة خطوط مراسل المعدلة وراثيا لمكونات انسجة الخلايا الليفية لتشمل تلك (على سبيل المثال، FSP1-EGFP 17، αSMA-RFP 21، COL1A1-EGFP 21) أو خلايا الأوعية الدموية (مثل Tie2-GFP 22؛ VEGF-GFP 23). Intravital التصوير يسمح التصور في الوقت الحقيقي من التفاعلات والعمليات التي تحدث في الجسم الحي إدارة العلاج الكيميائي التالية. مع التكنولوجيا المتاحة حاليا، أحرزنا تقدما كبيرا في فهم كيفية تأثير خلايا الدم النخاعي الاستجابة العلاجية، ولكن لأن الورم المكروية على درجة من التعقيد، لا تزال هناك حاجة كبيرة لبدء التقدم لتغوص ميكانيكي في بيئة العمليات الأساسية التي تتوسط مقاومة العقاقير. واحدة من أهم التطورات التي لا تزال مطلوبة هو تحديد أفضل علامات للسكان خلية معينة. ويتضح كذلك أهمية تحسين علامات مع اثنين من عناصر الخلية اللحمية أبرز من الثدي المكروية الورم، والخلايا الليفية الخلايا المناعية. كثيرا ما يستخدم α الناعم أكتين العضلات (αSMA) لتحديدالخلايا الليفية، ولكن أعرب أيضا عن البروتين بواسطة خلايا العضلات الملساء الوعائية وخلايا ظهاري عضلي 24. وهكذا، على الرغم من أن الفئران مراسل αSMA-GFP موجودة، وتحديد نوع خلية معينة يجري التالية أثناء تجربة التصوير intravital هو التحدي. وبالمثل، فإن علامة واحدة الفلورسنت مثل EGFP أعرب تحت المروج C-FMS تحديد المجموعات السكانية الفرعية متعددة في كثير من الأحيان من الخلايا المناعية 12،17. وهكذا، رغم أن أحد يود مثالي لاستخدام علامة واحدة لتحديد نوع خلية معينة تعقيد البيولوجيا الأساسية يشكل تحديا كبيرا في استخدام هذا النهج. واحد حل جزئي لهذه المشكلة هو استخدام تسميات أخرى عن طريق الحقن للتمييز مجموعات سكانية فرعية من الخلايا معربا عن مراسل نفس الفلورسنت. على سبيل المثال، يتم أخذ dextrans الفلورسنت من قبل الضامة، ويمكن استخدامها لتسمية المجموعات السكانية الفرعية البلاعم التي وصفت من قبل C-FMS-EGFP وFsp1-EGFP الفئران المعدلة وراثيا مراسل <sup&gt; 17. كما تم الأجسام المضادة مترافق لتحقيقات الفلورسنت المستخدمة لتحديد المجموعات السكانية الفرعية محددة (مثل السكان GR1 إيجابية من الخلايا المسمى النخاعي به مراسل C-FMS-EGFP 17). على عكس منحنيات استجابة الورم الناتجة عن القياس الفرجار، والتي توفر المعلومات الآلية القليل عن كيف أو لماذا الأورام الرد على علاجية تدار، أو سلسلة النسيجية المستمدة من الأنسجة تحصد في نقاط زمنية مختلفة التي تتطلب الأفواج الكبيرة من الحيوانات، وتقدم تقنية مباشرة، قابلة للقياس الكمي من المعلومات على ديناميات موت الخلايا وعلى التفاعلات بين الخلايا اللحمية مع الخلايا السرطانية في الأفواج الصغيرة. وهكذا، فإن الاستفادة من استخدام الإجراء ذكرت هنا هو أنه يوفر المعلومات الحيوية على الاستجابة للأدوية في سياق المكروية الورم سليمة في الوقت الحقيقي. هذه المعلومات يمكن أن تؤدي إلى معلومات هامة عن العمليات الكامنة التي تدفع الردود العلاجية 5 &lt;/ سوب&gt;.

وتتألف الأورام الصلبة من اثنين من مقصورات رئيسية هي: الخلايا السرطانية والمكونة اللحمية (الخلوية وغير الخلوية) التي تساعد في الحفاظ على بيئة مناسبة لنمو الورم 1. هذه المكونات اللحمية تلعب أدوارا حاسمة في تطوير والتقدم، وورم خبيث من أنواع عديدة من السرطان، بما في ذلك 2-5 الثدي. الوسط اللحمية يؤثر أيضا الردود العلاجية 2،4،5. وهكذا، تحديد كيفية الاستجابة لخلايا السرطان العلاجات التقليدية والرواية ضمن سياق المكروية سليمة مهم لتعزيز فهمنا للبيولوجيا السرطان وتحسين الاستراتيجيات العلاجية الحالية. وعلاوة على ذلك، وتحديد كيفية سرطان الخلايا سدى التفاعلات تتغير بعد إدارة العلاج هو أمر حاسم لفهم بيولوجيا الأورام الانتكاس. وقد شارك في زراعة عضوي النمط نظم مفيدة لدراسة الورم سدى التفاعلات <sيصل&gt; 6، ولكن من الواضح أن الأساليب المتاحة حاليا لا يمكن ألخص بنجاح المكروية الورم سليمة في المختبر، وخاصة فيما يتعلق وظيفة الأوعية الدموية وتجنيد الخلايا المناعية. في الواقع، ردود الخلايا السرطانية إلى العلاجات التي لوحظت في المختبر غالبا ما تكون مختلفة كثيرا عن تلك التي لوحظت في الجسم الحي، حيث المكروية سليمة 5. وبالتالي، قد المجراة في نماذج لدراسة الورم سدى التفاعلات وتأثيرها على استجابة علاجية تعكس على نحو أفضل الآليات ذات الصلة سريريا 7. وكانت الوسيلة الرئيسية لدراسة الردود على العلاج المضاد للسرطان في الجسم الحي من خلال قياسات حجم الورم وتقييم النسيجي للأنسجة مستمدة من معاملة الحيوانات أو المرضى. ومع ذلك، فقد مكن التقدم في المجهر الفلورسنت وللصحفيين خلال العقدين الماضيين تصور العمليات المشتركة بين وداخل الخلايابدقة عالية في الحيوانات، ويعيش تخدير (intravital التصوير) 8. وقد أثبتت هذه التقنيات المجهر intravital أن تكون ذات قيمة خاصة للمكانيا وزمانيا في تشريح الجسم الحي من ديناميات ورم في سدى التفاعلات الخلوية وشبه قرار الخلوية 8،9. العمليات التي تم كشف عن طريق التصوير intravital تشمل المضادة للورم الخلايا T السمسة 10،11، والتفاعلات بين الخلايا T والخلايا النخاعي 12، ديناميات التغيرات في تكوين الكولاجين وتنظيم العلاجية بعد العلاج 13، البلاعم التي تعتمد على الخلايا السرطانية دخول الوعاء والانبثاث 14، ونفاذية الأوعية الدموية 15. هناك ثلاثة متطلبات رئيسية للتصوير intravital. وتشمل هذه المناسبة وإعداد تعرض الأنسجة للتصوير، ووضع العلامات الفلورية من مكونات النسيج المصالح، ويقترن هذا المجهر الكاميراقادرة على الحصول على الصور 16 ystem. الاستراتيجيات الأكثر شيوعا التي تستخدم لمعالجة هذه المتطلبات ما يلي: 1) الأعمال التحضيرية منتبذ (على سبيل المثال، التلقيح من الأذن أو العين المدارية)، نوافذ دائمة التصوير، أو مستحضرات exteriorized (على سبيل المثال، الظهرية رفرف الجلد)، 2) للصحفيين الفلورسنت المعدلة وراثيا و. الحقن الفلورسنت لتسمية مكونات النسيج، و 3) نظم المجهري متحد البؤر multiphoton أو يقترن أنابيب مضخم أو المسؤول إلى جانب جهاز-(CCD) الكاميرات على التوالي 9. نستخدم رفرف الجلد المعدة جراحيا نموذج لفضح الغدة الثديية الأربية للتصوير في الحيوانات التي تعبر عن الجينات المحورة تخدير ترميز للصحفيين الفلورسنت. ويتم الحصول على الصور على مدى فترة من 12 إلى 40 ساعة باستخدام مكثف CCD (ICCD) كاميرا يقترن أربع الليزر نظام القرص الغزل مبائر المجهر 17. وقد سمح التصوير بهذه الطريقة لنا لدراسة مثل هذه العمليات كما هو الحال في توزيع المخدرات الحية، المرحلة التي تعتمد على الفصلemotherapeutic الردود، نوع من موت الخلايا التي يسببها العلاج الكيميائي، والسلوك النخاعي الخلية 5. نحن نقدم بروتوكول لتصوير intravital من الردود الخلايا السرطانية إلى العلاج المضاد للسرطان وورم سدى التفاعلات في نماذج الماوس من سرطان الثدي. ويمكن استخدام هذا البروتوكول لتتبع السلوكيات وموت خلايا السرطان على حد سواء ومكونات اللحمية مع مجموعة واسعة من العلامات الفلورية المعدلة وراثيا والحقن في كل من النماذج المعدلة وراثيا وزرع لفترات تصل إلى 40 ساعة في جلسة التصوير واحد.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td></td><td></td><td></td><td> كاشف </td></tr><tr><td> MMTV-PyMT الفئران </td><td> جاكسون مختبر </td><td> 2374 </td><td></td></tr><tr><td> C3 (1)، العلامة الفئران </td><td> جاكسون مختبر </td><td> 13591 </td><td></td></tr><tr><td> ACTB-ECFP الفئران </td><td> جاكسون مختبر </td><td> 3773 </td><td></td></tr><tr><td> ACTB-H2B-EGFP الفئران </td><td> جاكسون مختبر </td><td> 5418 </td><td></td></tr><tr><td> 1 × PBS </td><td> المحرز في منزل </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 2 MD دكستران، فلوريسئين، مترافق </td><td> إينفيتروجن </td><td> D-7137 </td><td> إعادة DH 2 O في (4 ملغ / مل وتخزينها في -20 درجة مئوية)؛ تمييع إلى 1 ملغ / مل في برنامج تلفزيوني × 1 </td></tr><tr><td> 10 دنانير دكستران، اليكسا فلور 647، مترافق </td><td&gt; إينفيتروجن </td><td> D-22914 </td><td> إعادة DH 2 O في (4 ملغ / مل وتخزينها في -20 درجة مئوية)؛ تمييع إلى 1 ملغ / مل في برنامج تلفزيوني × 1 </td></tr><tr><td> دوكسوروبيسين هيدروكلوريد </td><td> سيغما الدريخ </td><td> 44583 </td><td> إعادة DH 2 O في وتخزينها في 4 درجات مئوية؛ تمييع في PBS × 1 </td></tr><tr><td> Isothesia (Isoflurane) </td><td> بتلر التموين صحة الحيوان </td><td> 029450 </td><td> 250 مل </td></tr><tr><td> Propidium يوديد </td><td> إينفيتروجن </td><td> P3566 </td><td> 1 ملغ / مل؛ تمييع 1:15 فى PBS × 1 </td></tr><tr><td> نتروجين </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> أكسجين </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> معدات </td></tr><tr><td> 18G × 1 ½ &quot;إبرة شطبة العادية </td><td> BD </td><td> 305196 </td><td></td></tr><tr><td> μManager </td><td> فالى مختبر، UCSF </td><td> <a href="www.micro-manager.org" target="_blank">www.micro-manager.org</a> </td><td> برمجيات المصدر المفتوح </td></tr><tr><td> الكحول مسحة </td><td> BD </td><td> 326895 </td><td> 70٪ مسحات الكحول الآيزوبروبيل </td></tr><tr><td> التخدير النظام </td><td> منتجات التصوير الجزيئي، شركة </td><td></td><td></td></tr><tr><td> تغطية الزجاج </td><td> كورنينج </td><td> 2940-245 </td><td> رقم 1 ½، 24x50 مم؛ التطهير باستخدام مناديل الأيزوبروبانول 70٪ </td></tr><tr><td> الإسفنج الشاش األمن (العقيمة) </td><td> كيندال </td><td> 6939 </td><td></td></tr><tr><td> الشرائح الزجاجية المجهر </td><td> كورنينج </td><td> 2948-75x25 </td><td> تنظيف مسبقا، وإذا لم تنظف مسبقا، مع تطهير مناديل الأيزوبروبانول 70٪ </td></tr><tr><td> غرامة مقص تصلب </td><td> أدوات العلوم الجميلة </td><td> 14090-11 </td><td> 2 زوجا؛ الفولاذ المقاوم للصدأ، وشارب حادة نصائح، نصيحة مباشرة، 26 مم المتطورة، 11 سم طول </td></tr><tr><td> بطانية ساخنة </td><td> صناعات Gaymar </td><td></td><td></td></tr><tr><td> حبة الساخنة معقم </td><td> أدوات العلوم الجميلة </td><td> 18000-45 </td><td> تشغيل ما يقرب من 30 دقيقة قبل الاستخدام؛ تعقيم الأدوات&gt; 200 درجة مئوية لمدة 30 ثانية </td></tr><tr><td> Imaris </td><td> Bitplane </td><td> <a href="www.bitplane.com" target="_blank">www.bitplane.com</a> </td><td></td></tr><tr><td> Krazy الغراء </td><td> إلمر لمنتجات </td><td> KG484 </td><td></td></tr><tr><td> مختبر الشريط (½ &quot;) </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> مختبر الشريط (1 &quot;) </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> غطاء لبرودة الستايروفوم الشحن </td><td></td><td></td><td> وسوف تستخدم هذه كمنصة الجراحية </td></tr><tr><td> ملقط تشريح الصغيرة </td><td> Roboz </td><td> RS-5153 </td><td> 1X2 الأسنان، منحنى طفيف، 0.8 عرض تلميح مم، 4 &quot;طول </td></tr><tr><td> ملقط تشريح الصغيرة </td><td> Roboz </td><td> RS-5135 </td><td> مسننة، منحنى طفيف، 0.8 عرض تلميح مم؛ 4 &quot;طول </td></tr><tr><td> مجهر </td><td></td><td></td><td> الغزل القرص مبائر، XYZ بيزو المرحلة، capablility epifluourescence 17،25 </td></tr><tr><td> المجهر مرحلة إدراج </td><td> الأجهزة العلمية التطبيقية </td><td></td><td> العرف ملفقة، مع اثنين من الموانئ التصوير دائرية </td></tr><tr><td> MouseOx مقياس التأكسج، والبرمجيات، وأجهزة الاستشعار </td><td> STARR العلوم الحياتية </td><td> <a href="www.starrlifesciences.com" target="_blank">www.starrlifescience</a>s.com </td><td></td></tr><tr><td> Nalgene سوبر فيرسي الجافة مختبر الحفاضات </td><td> الحرارية العلمية </td><td> 74218-00 </td><td> مقطعة إلى أرباع لبطانة منصة الجراحية </td></tr><tr><td> غموض </td><td> سالتر مختبرات </td><td> 8901 </td><td> يستخدم لترطيب الغازات؛ يمنع تهيج أنسجة الرئة </td></tr><tr><td> زلة تلميح حقنة السلين القابل للتصرف (1 مل) </td><td> BD </td><td> 309659 </td><td></td></tr><tr><td> Surflo مجموعة التسريب المجنح </td><td> تيرومو </td><td> SV-23BLK </td><td> 23G X ¾ &quot;إبرة رفيعة جدا، 12&quot; أنابيب </td></tr><tr><td> Betadine الرذاذ </td><td> بوردو فارما </td><td> BASP3H </td><td></td></tr></tbody></table>

live imaging of drug responses in the tumor microenvironment in mouse models of breast cancer

والمكروية الورم يلعب دورا محوريا في بدء الورم، التقدم، ورم خبيث، وردا على العلاجات المضادة للسرطان. وكثيرا ما تستخدم ثلاثية الأبعاد شارك في ثقافة نظم فسر الورم سدى التفاعلات، بما في ذلك دورها في الاستجابة للأدوية. ومع ذلك، لا يمكن أن العديد من التفاعلات التي تحدث في الجسم الحي في المكروية سليمة تماما تكرارها في هذه الإعدادات في المختبر. وهكذا، أصبح التصور المباشر لهذه العمليات في الوقت الحقيقي أداة هامة في فهم ردود الورم إلى العلاج وتحديد التفاعلات بين الخلايا السرطانية وستروما التي يمكن أن تؤثر هذه الاستجابات. هنا نقدم طريقة لاستخدام القرص الغزل مبائر المجهر من الفئران، ويعيش تخدير لمراقبة المخدرات مباشرة توزيع الخلايا السرطانية، والاستجابات والتغيرات في الورم سدى بعد التفاعلات إدارة العلاج المنهجي في نماذج سرطان الثدي. وصفنا إجراءات labeliنانوغرام مكونات الورم مختلفة، وعلاج الحيوانات لمراقبة استجابات العلاجية، وإجراء العمليات الجراحية لتعريض أنسجة الورم للتصوير تصل إلى 40 ساعات. النتائج التي تم الحصول عليها من هذا البروتوكول هي الوقت الفاصل بين الأفلام، والتي يمكن من خلالها تقييم عمليات تسلل مثل المخدرات، وسرطان موت الخلايا اللحمية والهجرة الخلية باستخدام برامج التحليل الصورة.

Watch this Scientific Journal Video about Live Imaging of Drug Responses in the Tumor Microenvironment in Mouse Models of Breast Cancer at JoVE.com

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

وصفنا طريقة لاستجابة التصوير لعلاج مضاد للسرطان<em&gt; في الجسم الحي</em&gt; والقرار في خلية واحدة.

يعيش التصوير من الاستجابة للأدوية الأورام المكروية في في نماذج الماوس من سرطان الثدي

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

Research

JoVE Journal

Medicine

Method for Novel Anti-Cancer Drug Development using Tumor Explants of Surgical Specimens

أسلوب الرواية تطوير أدوية لمكافحة السرطان باستخدام Explants ورم العينات الجراحية


The current therapies for malignant glioma have only palliative effect. For therapeutic development, one hurdle is the discrepancy of efficacy determined ...

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

متعدد الفوتون التصوير من غزو خلايا الورم في الفأر نموذج مثلي الفم سرطان الخلايا الحرشفية

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

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

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

في ضوء بارد التصوير حيوية الجسم الحي من نقص الأكسجة ورم من الدماغ الانبثاث سرطان الثدي في نموذج الفأر

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

MAME Models for 4D Live-cell Imaging of Tumor: Microenvironment Interactions that Impact Malignant Progression

نماذج مامي لتصوير الخلايا الحية 4D من ورم: التفاعلات المكروية أن التقدم تأثير الخبيثة

We have developed 3D coculture models, which we term MAME (mammary architecture and microenvironment engineering), and used them for live-cell imaging in ...

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

ومتعددة الوسائط التصوير من الأوعية الدموية في نموذج الفئران عاري من سرطان الثدي الإنبثاث العظام باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي، الحجمي التصوير المقطعي والموجات فوق الصوتية

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

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

الوقت الفاصل بين التصوير من الخلايا الثديية سابق للورم ظهاري الأولية المستمدة من نماذج الماوس المعدلة وراثيا لسرطان الثدي

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

MRI and PET in Mouse Models of Myocardial Infarction

Myocardial infarction is one of the leading causes of death in the Western world. The similarity of the mouse heart to the human heart has made it an ...

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

بدء النقيلي سرطان الثدي عن طريق استهداف ظهارة الأقنية مع اتش، لجنة المساواة العرقية: رواية المعدلة وراثيا نموذج الفأر من سرطان الثدي

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