Name: acellular and cellular lung model to study tumor metastasis
Uploaded: 2018-08-19T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Acellular and Cellular Lung Model to Study Tumor Metastasis at JoVE.com

Min. P. Kim erhalten Zuschüsse aus der zweiten John W. Kirklin Forschungsstipendium, American Association for Brust-Chirurgie, Graham Foundation, Houston Methodist Spezialität Arzt Forschungsgruppe Grant, und Michael M. und Joann H. Kegel-Forschungspreis. Wir danken Ann Saikin für die Sprache Bearbeitung des Manuskripts.

Die Protokolle für Tierversuche wurden durch die institutionelle Animal Care and Use Committee am Houston Methodist Research Institute genehmigt und durchgeführt in Übereinstimmung mit allen Vorschriften, Gesetze, Richtlinien und Richtlinien.
1. Rat Lunge Ernte
<ol><li>Ein 4 bis 6 Wochen alten männlichen Sprague-Dawley Ratten durch eine intraperitoneale (IP) Injektion von Ketamin (100 mg/kg) und Xylazin (10 mg/kg) in seine Flanke zu betäuben. Narkose durch die Suche nach einer Abwesenhe...

<ol>
	<li>Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+Statistics,+2017.">Cancer Statistics, 2017.</a> CA: A Cancer Journal for Clinicians. 67 (1), 7-30 (2017).</li><li>Torre, L. A., Siegel, R. L., Jemal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lung+Cancer+Statistics.">Lung Cancer Statistics.</a> Advances in Experimental Medicine and Biology. 893, 1-19 (2016).</li><li>Lallo, A., Schenk, M. W., Frese, K. K., Blackhall, F., Dive, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circulating+tumor+cells+and+CDX+models+as+a+tool+for+preclinical+drug+development.">Circulating tumor cells and CDX models as a tool for preclinical drug development.</a> Translational Lung Cancer Research. 6 (4), 397-408 (2017).</li><li>Yang, S., Zhang, J. J., Huang, X. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+models+for+tumor+metastasis.">Mouse models for tumor metastasis.</a> Methods in Molecular Biology. 928, 221-228 (2012).</li><li>Bissell, M. J., Hines, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Why+don't+we+get+more+cancer?+A+proposed+role+of+the+microenvironment+in+restraining+cancer+progression.">Why don't we get more cancer? A proposed role of the microenvironment in restraining cancer progression.</a> Nature Medicine. 17 (3), 320-329 (2011).</li><li>Francia, G., Cruz-Munoz, W., Man, S., Xu, P., Kerbel, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+models+of+advanced+spontaneous+metastasis+for+experimental+therapeutics.">Mouse models of advanced spontaneous metastasis for experimental therapeutics.</a> Nature Reviews Cancer. 11 (2), 135-141 (2011).</li><li>Mishra, D. 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=Human+lung+cancer+cells+grown+in+an+ex+vivo+3D+lung+model+produce+matrix+metalloproteinases+not+produced+in+2D+culture.">Human lung cancer cells grown in an ex vivo 3D lung model produce matrix metalloproteinases not produced in 2D culture.</a> PloS One. 7 (9), e45308 (2012).</li><li>Vishnoi, M., Mishra, D. K., Thrall, M. J., Kurie, J. M., Kim, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circulating+tumor+cells+from+a+4-dimensional+lung+cancer+model+are+resistant+to+cisplatin.">Circulating tumor cells from a 4-dimensional lung cancer model are resistant to cisplatin.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 148 (3), 1056-1063 (2014).</li><li>Mishra, D. 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=Gene+expression+profile+of+A549+cells+from+tissue+of+4D+model+predicts+poor+prognosis+in+lung+cancer+patients.">Gene expression profile of A549 cells from tissue of 4D model predicts poor prognosis in lung cancer patients.</a> International Journal of Cancer. Journal International du Cancer. , (2013).</li><li>Mishra, D. 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=Ex+vivo+four-dimensional+lung+cancer+model+mimics+metastasis.">Ex vivo four-dimensional lung cancer model mimics metastasis.</a> The Annals of Thoracic Surgery. 99 (4), 1149-1156 (2015).</li><li>Mishra, D. 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=Human+lung+cancer+cells+grown+on+acellular+rat+lung+matrix+create+perfusable+tumor+nodules.">Human lung cancer cells grown on acellular rat lung matrix create perfusable tumor nodules.</a> The Annals of Thoracic Surgery. 93 (4), 1075-1081 (2012).</li><li>Pence, K. A., Mishra, D. K., Thrall, M., Dave, B., Kim, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Breast+cancer+cells+form+primary+tumors+on+ex+vivo+four-dimensional+lung+model.">Breast cancer cells form primary tumors on ex vivo four-dimensional lung model.</a> Journal of Surgical Research. 210, 181-187 (2017).</li><li>Mishra, D. 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=Human+Lung+Fibroblasts+Inhibit+Non-Small+Cell+Lung+Cancer+Metastasis+in+Ex+Vivo+4D+Model.">Human Lung Fibroblasts Inhibit Non-Small Cell Lung Cancer Metastasis in Ex Vivo 4D Model.</a> The Annals of Thoracic Surgery. 100 (4), 1167-1174 (2015).</li><li>Mishra, D. K., Miller, R. A., Pence, K. A., Kim, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+cell+and+non+small+cell+lung+cancer+form+metastasis+on+cellular+4D+lung+model.">Small cell and non small cell lung cancer form metastasis on cellular 4D lung model.</a> BMC Cancer. 18 (1), 441 (2018).</li></ol>

Die ex-Vivo 4-D Lunge bietet die Möglichkeit, Tumorwachstum und Metastasierung in einem Labor zu untersuchen. Eine native Lunge-Matrix ist ein komplexes System, das unterstützt normalgewebe und Zell-Zell-Interaktionen, Zelle-Matrix Interaktionen, Zelldifferenzierung und Gewebe Organisation unterhält. Es bietet Gelegenheit, fügen Sie jeder Tumor Mikroumgebung Komponenten, um ihre Auswirkungen auf das Tumorwachstum und die Interaktion mit anderen Zellen zu studieren.
Die Lunge-Ernte...

Krebsmetastasen ist der Schuldige hinter den meisten krebsbedingte Todesfälle und stellt die ultimative Herausforderung bei den Bemühungen zur Bekämpfung von Krebs. Das übergeordnete Ziel dieser Methode ist es, ein Protokoll für eine vierdimensionale (4D) Zellkultur zu entwerfen, die eine Dimension des Flusses, neben dem dreidimensionalen (3D) Zelle Wachstum hat. Es steht für die drei Phasen des Prozesses Metastasen [d.h., der Primärtumor, zirkulierende Tumorzellen (CTC) und metastatischen Läsionen].
In den letzten drei Jahrzehnten brachte Wissenschaftler auf der ganzen Welt eine unvergleichliche Fülle von Informationen zu verstehen, die Mechanismen der metastatischen Progression bei verschiedenen Krebsarten, die die Aussicht auf eine Heilung oder progressionsfreie Überleben verbessert. Deutlich verbessert die klinische Behandlung von einigen Krebsarten wie Brustkrebs,1; Einige Krebsarten wie Lungenkrebs, haben jedoch noch eine schlechte überleben2. In Vitro und in Vivo Tiermodellen haben maßgeblich bei der Schaffung von neuen Erkenntnisse über die Mechanismen, die die Entwicklung der Krankheit zugrunde liegen. In den letzten Jahren Zell-Linie abgeleitet Xenotransplantate (CDX) und Patienten abgeleitet Xenotransplantate (PDX) wurden von größerem Interesse, da sie viele relevanten Merkmale des menschlichen Primärtumor3, z. B. Wachstum Kinetik, histologischen Merkmale, Verhalten bewahren Merkmale und das Ansprechen auf die Therapie. Jedoch hat jedes Modell seine Grenzen zum Verständnis des Mechanismus der CTC-Bildung und Metastasen in entfernten Organ4,5,6.
Vor kurzem haben wir ein 4-D- ex Vivo Lunge Krebs Modell durch die Verwendung von des Konzepts der Orgel reengineering und Perfusions-basierte Zellkultur entwickelt. Es ahmt die menschliche Lunge-Krebs-Wachstum durch die Bildung von perfusable Tumor Knötchen, die im Laufe der Zeit, mit einem ähnlichen menschlichen Krebs abgesondert wachsen Protein Produktion7. Es repräsentiert die Gen-Ausdruck-Signatur, die prognostiziert schlechte Überlebensrate bei Patienten mit Krebs und zeigt auch eine therapeutische Antwort von Tumor-Regression auf Cisplatin Behandlung8,9. Die Lunge-Modell wurde weiter modifiziert, so dass es metastatische Läsionen bilden kann. Die CTCs entwickeln sich aus einem Primärtumor und Intravasate in das Gefäßsystem und Leber in die kontralaterale Lunge metastatischen Läsionen10zu bilden. Genexpressionsstudien empfehlen eine ausgeprägte Expressionsprofil des Primärtumors, CTCs, und die metastatischen Läsionen und die Hochregulation der Teilmenge von Genen, die für den Phänotyp10erforderlich. Dieser metastatischen Prozess erfolgt aufgrund des Vorhandenseins von biologischen Bedingungen bei Patienten mit Krebs gesehen. Der Vorteil dieses Modells ist das Vorhandensein einer natürlichen Matrix und Architektur und eine Perfusion der Nährstoffe, die zur Bildung von Knötchen Tumor führt. Darüber hinaus gibt es auch Gelegenheit, die Auswirkungen der verschiedenen Komponenten des Tumors Mikroumgebung oder Drogen auf Tumorprogression im Laufe der Zeit zu studieren. Dieses Modell kann verwendet werden, um einen Zellbereich Krebs (Lungenkrebs, Brustkrebs, Sarkom etc.) in einem Labor zu wachsen.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sprague Dowley rat</td>
			<td>Harlan</td>
			<td>206M</td>
			<td>Male</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chlorhexidine swab</td>
			<td>Prevantics, NY, USA</td>
			<td>NDC 10819-1080-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin</td>
			<td>Sagent Pharmaceuticals, Schaumburg, IL, USA</td>
			<td>NDC 25021-400-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>18-gauge needle</td>
			<td>McMaster Carr, USA</td>
			<td>75165A249</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-0 silk tie</td>
			<td>Ethicon, San Angelo, TX, USA</td>
			<td>A305H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masterflex L/S pump</td>
			<td>Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA</td>
			<td>EW-07554-80</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masterflex L/S pump head</td>
			<td>Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA</td>
			<td>EW-07519-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masterflex L/S pump cartridge</td>
			<td>Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA</td>
			<td>EW-07519-70</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tygon Tube</td>
			<td>Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA</td>
			<td>14171211</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MasterFlex Pump tube</td>
			<td>Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA</td>
			<td>06598-16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Female luer lock connectors</td>
			<td>Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA</td>
			<td>45508-34</td>
			<td>75165A249</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Male luer lock connectors</td>
			<td>Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA</td>
			<td>45513-04</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>black nylon ring</td>
			<td>Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA</td>
			<td>EW-45509-04</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Intravenous set</td>
			<td>CareFusion</td>
			<td>41134E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Dodecyl Sulfate (SDS)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>CAS151-21-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>X100-1L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibiotics</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15240-062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone oxygenator</td>
			<td>Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA</td>
			<td>ABW00011</td>
			<td>Saint-GoBain-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wire mesh</td>
			<td>1164610105</td>
			<td>Lowes</td>
			<td>New York Wire</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Female luer Lug Style TEE</td>
			<td>Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA</td>
			<td>45508-56</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Male luer integral lock ring to 200series Barb</td>
			<td>Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA</td>
			<td>45518-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Female luer thread style coupler</td>
			<td>Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA</td>
			<td>45508-22</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clave connector</td>
			<td>ICU Medical</td>
			<td>11956</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hi-Flo &#8482;4-way Stopcock w/swivel male luer lock</td>
			<td>smith Medical</td>
			<td>MX9341L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MasterFlex Pump tube</td>
			<td>Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA</td>
			<td>06598-13</td>
			<td>for cannula</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

acellular and cellular lung model to study tumor metastasis

Es ist schwierig, Tumorzellen zu verschiedenen Zeitpunkten der Tumorprogression zu isolieren. Wir haben eine ex Vivo Lunge Modell, die das Zusammenspiel von Tumorzellen mit einer natürlichen Matrix und kontinuierlicher Strom an Nährstoffen zeigen kann, sowie ein Modell, das die Interaktion von Tumorzellen mit normalen zellulären Komponenten und eine natürliche Matrix zeigt. Die azellulären ex Vivo Lunge Modell wird durch eine Ratte Herz-Lungen-Block zu isolieren und entfernen alle Zellen, die mit dem Decellularization-Verfahren erstellt. Die rechten Bronchus abgebunden und Tumorzellen werden durch eine Spritze in der Luftröhre platziert. Die Zellen bewegen und die linke Lunge zu füllen. Die Lunge befindet sich dann in einem Bioreaktor, der Lungenarterie einen kontinuierlichen Fluss von Medien in einem geschlossenen Kreislauf erhält. Der Tumor auf die linke Lunge angebaut ist der Primärtumor. Die Tumorzellen, die in den zirkulierenden Medien isoliert werden Tumorzellen im Umlauf sind und die Tumorzellen in der rechten Lunge sind metastatischen Läsionen. Das zelluläre ex Vivo Lunge Modell entsteht durch das Auslassen des Decellularization-Prozesses. Jedes Modell kann verwendet werden, um verschiedene Forschungsfragen zu beantworten.

Die Lunge von Ratte geerntet unterhält die intakte Gefäßsystem Alveolen11 (Abb. 3A und 3 b). Auf Decellularization sind die extrazelluläre Matrix Komponenten eine azelluläre Lunge, wie Kollagen, Fibronektin und Elastin,11 (Abbildung 3, 3D, 3Eund 3F) erhalten. Die Decellularization führt zu eine vollständige E...

Watch this Scientific Journal Video about Acellular and Cellular Lung Model to Study Tumor Metastasis at JoVE.com

Acellular and Cellular Lung Model to Study Tumor Metastasis (Video) | JoVE

Azelluläre und zellulären Lunge Modell Tumor Metastasen zu studieren

Hier präsentieren wir ein Protokoll für eine ex Vivo Lunge Krebs Modell, die imitiert die Schritte der Tumorprogression und hilft, um einen Primärtumor zu isolieren, zirkulierende Tumorzellen und metastatischen Läsionen.

It is difficult to isolate tumor cells at different points of tumor progression. We created an ex vivo lung model that can show the interaction of tumor ...

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Acellular and Cellular Lung Model to Study Tumor Metastasis

Lung Tumor Cell Recruitment Assay

Lung Tumor Cell Recruitment Assay (Video) | JoVE

Lung Tumor Zelle Rekrutierung Assay

To investigate the molecular mechanisms governing tumor metastasis, various assays using the mouse as a model animal have been proposed. Here, we ...

Forschung

Krebsforschung

Murine Experimental Model of Original Tumor Development and Peritoneal Metastasis via Orthotopic Inoculation with Ovarian Carcinoma Cells

Murine Experimental Model of Original Tumor Development and Peritoneal Metastasis via Orthotopic Inoculation with Ovarian Carcinoma Cells (Video) | JoVE

Murine experimentellen Modell der ursprünglichen Tumor-Entwicklung und Peritoneal Metastasierung<em&gt; über</em&gt; Orthotopische Inokulation mit Ovarialkarzinomzellen

Epithelial ovarian carcinoma (EOC) is associated with a poor prognosis because it shows peritoneal dissemination. To improve the prognosis, it is ...

In Vivo Model for Testing Effect of Hypoxia on Tumor Metastasis

In Vivo Model for Testing Effect of Hypoxia on Tumor Metastasis (Video) | JoVE

In - vivo - Modell für die Prüfung von Wirkung von Hypoxie auf die Tumormetastasierung

Hypoxia has been implicated in the metastasis of Ewing sarcoma (ES) by clinical observations and in vitro data, yet direct evidence for its pro-metastatic ...

The Drosophila Imaginal Disc Tumor Model: Visualization and Quantification of Gene Expression and Tumor Invasiveness Using Genetic Mosaics

The Drosophila Imaginal Disc Tumor Model: Visualization and Quantification of Gene Expression and Tumor Invasiveness Using Genetic Mosaics (Video) | JoVE

Das<em&gt; Drosophila</em&gt; Imaginalscheibe Tumormodell: Visualisierung und Quantifizierung von Genexpression und Tumorinvasivität mit Genetischen Mosaiken

Drosophila melanogaster has emerged as a powerful experimental system for functional and mechanistic studies of tumor development and progression in the ...

Advanced Animal Model of Colorectal Metastasis in Liver: Imaging Techniques and Properties of Metastatic Clones

Advanced Animal Model of Colorectal Metastasis in Liver: Imaging Techniques and Properties of Metastatic Clones (Video) | JoVE

Erweiterte Tiermodell für Colorectal Metastase in der Leber: Imaging-Techniken und Eigenschaften des metastasierten Clones

Patients with a limited number of hepatic metastases and slow rates of progression can be successfully treated with local treatment approaches1,2. ...

A Portal Vein Injection Model to Study Liver Metastasis of Breast Cancer

A Portal Vein Injection Model to Study Liver Metastasis of Breast Cancer (Video) | JoVE

Ein Portal Veneninjektion Modell zur Untersuchung der Leber Metastasierung von Brustkrebs

Breast cancer is the leading cause of cancer-related mortality in women worldwide. Liver metastasis is involved in upwards of 30% of cases with breast ...

Intracarotid Cancer Cell Injection to Produce Mouse Models of Brain Metastasis

Intracarotid Cancer Cell Injection to Produce Mouse Models of Brain Metastasis (Video) | JoVE

Intracarotid Cancer Cell Injection zu produzieren Mausmodelle von Hirnmetastase

Metastasis, the spread and growth of malignant cells at secondary sites within a patient&#39;s body, accounts for &#62; 90% of cancer-related mortality. ...

Micromanipulation of Circulating Tumor Cells for Downstream Molecular Analysis and Metastatic Potential Assessment

Micromanipulation of Circulating Tumor Cells for Downstream Molecular Analysis and Metastatic Potential Assessment (Video) | JoVE

Mikromanipulation von zirkulierenden Tumorzellen für die nachgelagerte Molekulare Analyse und die metastasierende Potenzialbewertung

Blood-borne metastasis accounts for&#160;most cancer-related deaths and involves circulating tumor cells (CTCs) that are successful in establishing new ...

Pathological Analysis of Lung Metastasis Following Lateral Tail-Vein Injection of Tumor Cells

Pathological Analysis of Lung Metastasis Following Lateral Tail-Vein Injection of Tumor Cells (Video) | JoVE

Pathologische Analyse der Lungenmetastasierung nach lateraler Schwanzveneninjektion von Tumorzellen

Metastasis, the primary cause of morbidity and mortality for most cancer patients, can be challenging to model preclinically in mice. Few spontaneous ...

Using Computer-based Image Analysis to Improve Quantification of Lung Metastasis in the 4T1 Breast Cancer Model

Using Computer-based Image Analysis to Improve Quantification of Lung Metastasis in the 4T1 Breast Cancer Model (Video) | JoVE

Verwendung computerbasierter Bildanalyse zur Verbesserung der Quantifizierung von Lungenmetastasen im 4T1-Brustkrebsmodell

Breast cancer is a devastating malignancy, accounting for 40,000 female deaths and 30% of new female cancer diagnoses in the United States in 2019 alone. ...