Name: multimodal bioluminescent and positronic-emission tomography/computational tomography imaging of multiple myeloma bone marrow xenografts in nog mice
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Multimodal Bioluminescent and Positronic-emission Tomography/Computational Tomography Imaging of Multiple Myeloma Bone Marrow Xenografts in NOG Mice at JoVE.c

Diese Arbeit wurde unterstützt durch eine VA-Verdienst-grant1I01BX001532 von der Vereinigte Staaten Abteilung der Veteranen Angelegenheiten biomedizinische Laborforschung und Entwicklung Service (BLRDS), P.F und E.C. erkennt an Unterstützung aus dem VA klinische Wissenschaft R & D Service ( Merit Award-I01CX001388) und VA Rehabilitation R & D Service (Merit Award I01RX002604). Weitere Unterstützung kam von einem UCLA Fakultät Seed Grant, j.k. Diese Inhalte repräsentieren nicht unbedingt die Meinung der uns Department of Veterans Affairs oder der US-Regierung.

Alle tierische nachstehend beschriebene Verfahren wurden von den institutionellen Animal Care und Verwendung Committee (IACUC) von den größeren Los Angeles VA Healthcare System genehmigt und steril und Pathogen-freies Bedingungen durchgeführt wurden.
1. Vorbereitung der Luciferase exprimierenden 8226 Zellen (8226-LUC)
<ol><li>Pflegen der menschlichen MM Zelllinie 8226 in RPMI-1640 Medium mit 10 % fetalen bovine Serum (FBS) und 1 % Penicillin-Streptomycin bei 37 ° C in eine feuchte Atmosp...

<ol>
	<li>Raab, M. S., Podar, K., Breitkreutz, I., Richardson, P. G., Anderson, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+Myeloma.">Multiple Myeloma.</a> The Lancet. 374 (9686), 324-339 (2009).</li><li>Galson, D. L., Silbermann, R., Roodman, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+Multiple+Myeloma+Bone+Disease.">Mechanisms of Multiple Myeloma Bone Disease.</a> BoneKEy Reports. 1, 135 (2012).</li><li>Anderson, K. C., Carrasco, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathogenesis+of+Myeloma.">Pathogenesis of Myeloma.</a> Annual Review of Pathology. 6, 249-274 (2011).</li><li>Reagan, M. R., Rosen, C. 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W., 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=An+in+Vivo+Molecular+Imaging+Probe+(18)F-Annexin+B1+for+Apoptosis+Detection+by+Pet/Ct:+Preparation+and+Preliminary+Evaluation.">An in Vivo Molecular Imaging Probe (18)F-Annexin B1 for Apoptosis Detection by Pet/Ct: Preparation and Preliminary Evaluation.</a> Apoptosis. 18 (2), 238-247 (2013).</li></ol>

Trotz einer Vielzahl von präklinischen Xenograft Modelle MM6,9,11,12,13bleibt die Fähigkeit, die Tumor/BM-Interaktionen innerhalb der BM Mikroumgebung schwierig 14. die hier beschriebenen Techniken ermöglichen die schnelle und reproduzierbare Engraftment 8226-LUC Tumoren Zellen in das Skelett von NOG Mäusen.
<p class="jove_conte...

MM ist eine unheilbare Krankheit, bestehend aus bösartigen Plasma B-Zellen, die die BM zu infiltrieren und Knochenabbau, Anämie, Niereninsuffizienz und Infektion verursachen. MM macht sich 10-15 % aller malignen hämatologischen Erkrankungen1 und ist die häufigste Krebserkrankung, das Skelett2einzubeziehen. Die Entwicklung von MM ergibt sich aus der onkogenen Transformation der langlebigen Plasmazellen, die in den germinal Zentren der lymphatischen Geweben hergestellt werden, bevor Sie schließlich an die BM3homing. Die BM zeichnet sich durch sehr heterogen Nischen; wie vielfältige und kritischen zelluläre Komponenten, Regionen der niedrigen pO2 (Hypoxie), umfangreiche Vaskularisierung, komplexen extrazellulären Matrizen und Cytokine und Wachstumsfaktoren Netzwerke, die auf MM Tumorgenesis4beitragen. Somit wäre die Entwicklung eines disseminierten MM Xenograft-Modells zeichnet sich durch Tumoren, die streng in der BM aufgeprägt sind ein sehr mächtiges und klinisch relevante Werkzeug MM Pathologie in Vivo5,6zu studieren. Zahlreiche technische Hürden können jedoch die Wirksamkeit der meisten Xenograft-Modelle, so dass sie kostspielig und schwierig anzuwenden einschränken. Dazu gehören Probleme im Zusammenhang mit konsistent und reproduzierbare Tumor Engraftment innerhalb der BM-Nische, eine längere Zeit zur Entwicklung von Tumoren und Einschränkungen in der Fähigkeit, direkt beobachten und Messen von Veränderungen der Tumor Wachstum/überleben ohne Opfern Sie Mäuse im Verlauf des Experiments7,8.
Dieses Protokoll verwendet eine modifizierte Xenograft-Modell, das ursprünglich von Miyakawa Et Al. entwickelt wurde 9, in denen eine intravenöse (IV) Herausforderung mit Myelom-Zellen ergibt "verbreitet" Tumoren, die konsequent und reproduzierbar in BM NOD/SCID/IL-2γ(null) (NOG) Mäuse10weiterhin. Die in Situ -Visualisierung dieser Tumoren wird erreicht, indem die beständigen Transfection 8226 menschlichen MM-Zell-Linie mit einem LUC Allel und seriell messen die Veränderungen in der BLI durch diese eingepflanzt Tumor Zellen6produziert. Wichtig ist, kann dieses Modell erweitert werden um verschiedene andere LUC exprimierenden menschlichen MM Zelllinien (z. B.U266 und OPM2) zu verwenden mit einer ähnlichen Neigung, speziell in das Skelett von NOG Mäusen Einheilungschancen. Die Identifizierung der Tumoren durch Biolumineszenz-Bildgebung der Mäuse gefolgt wird durch die Messung der Aufnahme von radiopharmazeutischen Sonden (z. B. 18F-FDG) von PET/CT zusammen, dadurch für zusätzliche Charakterisierung von kritischen biochemischen wegen (z.B. Veränderungen im Stoffwechsel, Änderungen in Hypoxie und die Induktion der Apoptose) innerhalb der Tumor/BM Mikroumgebung. Die großen Stärken dieses Modells können hervorgehoben werden, durch die Verfügbarkeit einer breiten Palette von radioaktiven, Biolumineszenz und fluoreszierende Sonden und Markierungen, die verwendet werden können, um MM Fortschreiten und Pathologie in Vivozu untersuchen.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>8226 human myeloma cell line</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CCL-155</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ Mice (NOG)</td>
			<td>Jackson Labs</td>
			<td>5557</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VivoGlo Luciferin substrate</td>
			<td>Promega</td>
			<td>P1041</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hypoxyprobe-1Kit</td>
			<td>HPL</td>
			<td>HP1-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PE-CD45 (clone H130)</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>555483</td>
			<td>Used for flow cytometry to identify human CD45+ tumor cells in BM exudate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>rabbit anti-human CD45 (clone D3F8Q)</td>
			<td>Cell Signaling Technology</td>
			<td>70527</td>
			<td>Primary antibody used for Immunohistochemistry of excised bone</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat Anti-rabbit IgG (HRP conjugated)</td>
			<td>ABCAM</td>
			<td>ab205718</td>
			<td>Seconday antibody used for Immunohistochemistry of excised bone</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dual-Luciferase Reporter Assay System</td>
			<td>Promega</td>
			<td>E1910</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pGL4.5 Luciferase Reporter Vector</td>
			<td>Promega</td>
			<td>E1310</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IVIS Lumina XRMS In Vivo Imaging System</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sofie G8 PET/CT Imaging System</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

multimodal bioluminescent and positronic-emission tomography/computational tomography imaging of multiple myeloma bone marrow xenografts in nog mice

Multiples Myelom (MM) Tumoren Einheilungschancen im Knochenmark (BM) und ihr Überleben und ihren Verlauf sind abhängig von komplexen molekularen und zellulären Interaktionen, die innerhalb dieser Mikroumgebung vorhanden sind. Noch dürfen nicht der BM Mikroumgebung leicht replizierten in Vitro, die potenziell die physiologische Relevanz viele in-vitro- und ex-Vivo experimentelle Modelle beschränkt. Diese Probleme können überwunden werden, durch die Verwendung eines Xenograft-Modells in die Luciferase (LUC)-transfizierten Zellen 8226 MM werden speziell in der Maus Skelett Einheilungschancen. Wenn diese Mäuse das entsprechende Substrat gegeben sind, kann durch Messung der Biolumineszenz Bilder (BLI) produziert von den Tumoren in VivoD-Luciferin, die Auswirkungen der Therapie auf Tumorwachstum und überleben analysiert werden. Eine Zusammenführung dieser Daten BLI mit positronic-Emissions-Tomographie/computergestützte Tomographie (PET/CT) Analyse mit dem metabolischen Marker 2-Deoxy - 2-(18F) Fluoro-D-Glucose (18F-FDG) wird verwendet, um Veränderungen im Stoffwechsel Tumor im Laufe der Zeit zu überwachen. Diese bildgebenden Plattformen ermöglichen mehrere nichtinvasive Messungen innerhalb der Tumor/BM Mikroumgebung.

In ersten Pilotstudien entwickeln IV Injektionen von 8226-LUC Zellen in NOD/SCID Mäuse nicht BM pfropfte MM Tumoren, obwohl plattenepithelialen Tumoren MM leicht waren (100 % Erfolgsquote) gebildet. Im Gegensatz dazu erzeugt IV Herausforderungen mit 8226 Zellen in NOG Mäuse (innerhalb von 15-25 Tage) Tumoren im Skelett (und nur selten geformte Tumoren im nicht-Skelett Gewebe, wie z.B. der Leber oder Milz). Da Tumoren des Skeletts nicht visuell bestätigt werden konnte durch die physisch...

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Multimodal Bioluminescent and Positronic-emission Tomography/Computational Tomography Imaging of Multiple Myeloma Bone Marrow Xenografts in NOG Mice

Multimodale Biolumineszenz und Positronic-Emissions-Tomographie/Computational Tomographie Bildgebung des multiplen Myeloms Knochenmark Xenotransplantate NOG Mäuse

Hier verwenden wir Biolumineszenz, Röntgen und Positronen-Emissions-Tomographie/berechnet Tomographie Bildgebung wie hemmende mTOR-Aktivität zu studieren Auswirkungen des Knochenmarks pfropfte Myelom Tumoren in einem Xenograft-Modell. Dies ermöglicht eine physiologisch relevante, nicht-invasive und multimodalen Analysen der Anti-Myelom-Wirkung von Therapien gezielt Knochenmark pfropfte Myelom Tumoren in Vivo.

Multiple myeloma (MM) tumors engraft in the bone marrow (BM) and their survival and progression are dependent upon complex molecular and cellular ...

Diese Methode kann verwendet werden, um wichtige Fragen über die Rolle der Knochenmark-Mikroumgebung und das Überleben von transplantierten Myelomtumoren zu beantworten. Der Hauptvorteil dieses Verfahrens ist, dass es auf Längs-Anti-Drogen-Studien angewendet werden kann und verwendet werden, um mehrere biochemische Wege in einer nicht-invasiven Weise zu assay. Am Tag des Experiments zuerst waschen die 8226 Luciferase transfactd Zellen dreimal in eiskalten PBS bei 200 RCF für fünf Minuten pro Centrifigation und setzen Das Pellet in frischen eiskalten PBS bei fünf mal zehn bis sechs Zellen pro 200 Mikroliter eiskalte PBS pro Maus.Als nächstes bestätigen Sie einen Mangel an Reaktion auf Zehenkneifen in einer anästhesierten vier bis sechs Wochen alten NOG-Maus und wenden Sie ophthalmologische Salbe auf die Augen des Tieres an. Laden Sie die Zellen in eine Ein-Milliliter-Insulinspritze, die mit einer 26-Spur-Nadel ausgestattet ist. Injizieren Sie das gesamte Volumen der Zellen in die Schwanzvene des Tieres, bevor Sie die Maus in ihren Käfig zurückbringen und bis zur vollständigen Genesung überwachen.Zehn bis zwanzig Tage nach der Herausforderung, injizieren Jedes transplantierte Tier mit 200 Mikroliter in vivo Grad D-Luciferin Substrat in sterile saline Intraperitonealy. Die anästhesierten Tiere innerhalb von 5 bis 10 Minuten nach der Injektion in die Rückenlage in ein Bildgebungssystem für Kleintiere bringen. Messen Sie die durchschnittliche Ausstrahlung in ausgewählten Interessenbereichen innerhalb der entsprechenden Bildgebungssoftware.Für die gezielte Therapie der 8226 Luciferase-Tumoren, Nach der Messung der Basisbiolumineszenz bei jedem Tier, wie gerade gezeigt, randomisieren Sie die Tiere in Behandlungsgruppen und behandeln Sie jede Maus mit einer Reihe von 200 Mikroliter IP-Injektion von Temsirolimus oder eine Saline-Kontrolle. Messen Sie die Luciferase-Aktivität zweimal pro Woche und zeichnen Sie die Veränderungen der Biolumineszenz im Laufe der Zeit. Um Veränderungen im Tumorstoffwechsel zu messen, entfernen Sie zuerst die Nahrung aus dem Hauskäfig der Mäuse für 24 Stunden, um eine übermäßige unspezifische radioaktiv markierte Fludeoxyglucose-Aufnahme zu vermeiden.Am nächsten Tag 500 bis 100 Mikrocuries von 18 fluormarkierten Fludeoxyglucose-Sonde in steriler Saline auf ein Endvolumen von 100 Mikroliter pro Maus verdünnen und die Zeit und Aktivität der Sonden mit einem Dosiskalibrator aufzeichnen. Wenn die Sonden bereit sind, legen Sie das erste beästhesierte Tier auf ein Heizkissen mit dem Kopf nach vorn und verwenden Sie eine abgeschirmte Ein-Milliliter-Insulinspritze, die mit einer 26-Spur-Nadel ausgestattet ist, um 100 Mikroliter der Sonde in die Schwanzvene zu injizieren. Messen Sie die Restradioaktivität in der Nadel und Spritze mit dem Dosiskalibrator und notieren Sie die Aktivität und die Zeit.Messen Sie dann die radioaktiv markierte Fludeoxyglucose-Aktivität in ausgewählten Regionen von Interesse, die den transplantierten Tumoren in einem kleintierischen PET CT-Bildgebungssystem entsprechen. Eine erfolgreiche Knochenmarktumorentransplantation kann durch Biolumineszenz-Bildgebung bestätigt werden, wie nachgewiesen. Serielle Bildgebung von mehreren Tieren kann verwendet werden, um die Verteilung des Knochenmarks transplantiert mehrere Myelom-Tumoren zu visualisieren.Zusätzlich zeigt die optische Röntgenanalyse eine schnelle und nicht-invasive Bestimmung der genauen Lage und Verteilung der multiplen Myelomtumoren im Mausskelett. Die von diesen transplantierten Tumorzellen erzeugte Biolumineszenz kann seriell und nichtinvasiv gemessen werden, um Veränderungen im Tumorwachstum zu bewerten. Darüber hinaus kann das Überleben von Mäusen, die mit dem mTOR-Hemmer Temsirolimus behandelt werden, überwacht werden und die Positronenemission und die Computertomographieanalyse für die tumorradioaktiv markierte Fludeoxyglucose-Aufnahme können verwendet werden, um Temsirolimus vermittelte Veränderungen des Glukosestoffwechsels nachzuweisen.Während der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, die Zellen IEV zu injizieren. Wir haben festgestellt, dass das Versäumnis, die Zellen in die Vene zu injizieren, zur Bildung von nicht-markierten Tumorzellen in der Nähe der Injektionsstelle führt. Im Anschluss an dieses Verfahren können andere Methoden wie Immunhistochemie und Mikro-CT verwendet werden, um Fragen über die Auswirkungen von Tumoren auf die Knochenarchitektur und die nicht-tumorzellulären und molekularen Komponenten der Markumgebung zu beantworten.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Conditional Knockdown of Gene Expression in Cancer Cell Lines to Study the Recruitment of Monocytes/Macrophages to the Tumor Microenvironment

Bedingte Knockdown von Genexpression in Krebs-Zell-Linien, die Rekrutierung von Monozyten/Makrophagen, den Tumor Mikroumgebung zu studieren

siRNA and shRNA-mediated knock down (KD) methods of regulating gene expression are invaluable tools for understanding gene and protein function. However, ...

Forschung

Krebsforschung

Comprehensive Protocol to Sample and Process Bone Marrow for Measuring Measurable Residual Disease and Leukemic Stem Cells in Acute Myeloid Leukemia

Umfassendes Protokoll zur Probe und Prozess des Knochenmarks zur Messung von messbaren Resterkrankung und leukämischen Stammzellen in der akuten myeloischen Leukämie

Response criteria in acute myeloid leukemia (AML) has recently been re-established, with morphologic examination utilized to determine whether patients ...

Dual Effects of Melanoma Cell-derived Factors on Bone Marrow Adipocytes Differentiation

Dual Effekte von Melanom Zelle abgeleitet Faktoren auf Knochenmark Adipozyten Differenzierung

The crosstalk between bone marrow adipocytes and tumor cells may play a critical role in the process of bone metastasis. A variety of methods are ...

Fluorescence Molecular Tomography for In Vivo Imaging of Glioblastoma Xenografts

Fluorescence Molecular Tomography for In Vivo Imaging of Glioblastoma Xenografts

Fluoreszenz Molekulare Computertomographie für die In-Vivo Bildgebung des Glioblastoms Xenotransplantate

Tumorigenicity is the capability of cancer cells to form a tumor mass. A widely used approach to determine if the cells are tumorigenic is by injecting ...

Repression of Multiple Myeloma Cell Growth In Vivo by Single-wall Carbon Nanotube (SWCNT)-delivered MALAT1 Antisense Oligos

Repression of Multiple Myeloma Cell Growth In Vivo by Single-wall Carbon Nanotube SWCNT-delivered MALAT1 Antisense Oligos

Unterdrückung des multiplen Myeloms Zellwachstum In Vivo durch Single-Wall Carbon Nanotube (SWCNT)-MALAT1 Antisense Oligos geliefert

The single-wall carbon nanotube (SWCNT) is a new type of nanoparticle, which has been used to deliver multiple kinds of drugs into cells, such as ...

In Vivo Imaging and Quantitation of the Host Angiogenic Response in Zebrafish Tumor Xenografts

In Vivo Bildgebung und Quantifizierung der Angiogenreaktion des Wirts bei Zebrafischtumor Xenografts

Tumor angiogenesis is a key target of anti-cancer therapy and this method has been developed to provide a new model to study this process in vivo. A ...

Establishment and Analysis of Three-Dimensional (3D) Organoids Derived from Patient Prostate Cancer Bone Metastasis Specimens and their Xenografts

Establishment and Analysis of Three-Dimensional 3D Organoids Derived from Patient Prostate Cancer Bone Metastasis Specimens and their Xenografts

Etablierung und Analyse von dreidimensionalen (3D) Organoiden, abgeleitet von Patienten prostatakrebs Knochenmetastasen Proben und ihre Xenografts

Three-dimensional (3D) culture of organoids from tumor specimens of human patients and patient-derived xenograft (PDX) models of prostate cancer, referred ...

Drug Screening of Primary Patient Derived Tumor Xenografts in Zebrafish

Arzneimittel-Screening von Primärpatienten abgeleitetTumor Xenografts in Zebrafischen

Patient derived xenograft models are critical in defining how different cancers respond to drug treatment in an in vivo system. Mouse models are the ...

Dynamic Imaging of Chimeric Antigen Receptor T Cells with [18F]Tetrafluoroborate Positron Emission Tomography/Computed Tomography

Dynamic Imaging of Chimeric Antigen Receptor T Cells with [18F]Tetrafluoroborate Positron Emission Tomography/Computed Tomography

Dynamische Bildgebung von chimären Antigenrezeptor-T-Zellen mit [18F]Tetrafluoroborat-Positronen-Emissions-Tomographie/Computertomographie

T cells genetically engineered to express chimeric antigen receptors (CAR) have shown unprecedented results in pivotal clinical trials for patients with B ...

Simultaneous Imaging and Flow-Cytometry-based Detection of Multiple Fluorescent Senescence Markers in Therapy-Induced Senescent Cancer Cells

Simultane Bildgebung und Durchflusszytometrie-basierte Detektion mehrerer fluoreszierender Seneszenzmarker in therapieinduzierten seneszenten Krebszellen

Chemotherapeutic drugs can induce irreparable DNA damage in cancer cells, leading to apoptosis or premature senescence. Unlike apoptotic cell death, ...