Name: a mouse model to investigate the role of cancer-associated fibroblasts in tumor growth
Uploaded: 2020-12-22T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Mouse Model to Investigate the Role of Cancer-Associated Fibroblasts in Tumor Growth at JoVE.com

Forfatterne vil gjerne takke alle medlemmene av Coller-laboratoriet for nyttige innspill. H.A.C. var Milton E. Cassel-forsker ved Rita Allen Foundation. Vi anerkjenner NIH / NCI 1 R01 CA221296-01A1, NIH 1 R01 AR070245-01A1, Melanoma Research Alliance Team Science Award, Cancer Research Institute Clinical Laboratory Integration Program Award, Iris Cantor Women's Health Center / UCLA CTSI NIH Grant UL1TR000124, University of California Cancer Research Coordinating Committee, David Geffen School of Medicine Metabolism Theme Award, Clinical Translational Science Institute og Jonsson Comprehensive Cancer Center, Innovasjonspriser fra Broad Stem Cell Research Center (Rose Hills og Ha Gaba), en pris fra UCLA SPORE i prostatakreft (National Cancer Institute of National Institutes of Health under prisnummer P50CA092131), en innovasjonspris fra Broad Stem Cell Center, Eli og Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research ved UCLA, Tumor Cell Biology Training Program (USHHS Ruth L. Kirschstein Institutional National Research Service Award # T32 CA009056), Dermatology T32-programmet ved UCLA AR071307, og UCLA Muscle Cell Biology, Pathophysiology and Therapeutics T32 Training Program 5 T32 AF 65972.

Alle de beskrevne forsøkene ble godkjent av Animal Care Committee ved University of California, Los Angeles.
MERK: Velg kreftceller og fibroblaster som samsvarer med vertsmusene for musestamme. Velg kreftceller og fibroblaster som samsvarer med vertsmusens kjønn. Få mus fra avlskolonier eller kjøp dem fra anerkjente leverandører. Introduser svulster i mus som er ~ 8-10 ukers alder. Mus med pels vil være i telogen eller hvilefasen av hårsekksyklusen. Planlegg for et forhold på 0,5 til 3...

I forsøket i figur 1 resulterte samtidig introduksjon av humane dermale fibroblaster med humane A2058 melanomceller i større svulster enn når melanomcellene ble introdusert uten samtidig injiserte fibroblaster. Denne forskjellen kan lett oppdages basert på tumorvolum og tumorvekt. Resultatene stemmer overens med flere rapporter om at kreftassosierte fibroblaster kan fremme tumorvekst 5,6,7,8.<su...

Innenfor tumormikromiljøet er en av de mest fremtredende celletypene kreftassosiert fibroblast (CAF)1. Disse karsinomassosierte fibroblastene kan spille en tumorundertrykkende rolle 2,3. For eksempel utskiller S100A-uttrykkende fibroblaster kollagener som kan kapsle inn kreftfremkallende stoffer og beskytte mot karsinomdannelse4. Videre forårsaker uttømming av α-glatt muskelaktin (SMA)-positive myofibroblaster i kreft i bukspyttkjertelen immunosuppresjon og akselererer progresjon av kreft i bukspyttkjertelen2. CAF kan også utvikle seg sammen med kreftceller og fremme tumorprogresjon 5,6,7,8. Fibroblaster kan syntetisere og utskille ekstracellulære matriksproteiner som skaper et tumorfremmende miljø8. Disse ekstracellulære matriksproteinene kan forårsake mekanisk avstivning av vevet, som er forbundet med tumorprogresjon 9,10. Den avsatte ekstracellulære matriksen kan fungere som en fysisk barriere som hemmer immuninfiltrasjon11. Matriksavsetning av CAF har også vært assosiert med tumorinvasjon, da fibronektin generert av CAF har vist seg å fremme tumorinvasjon12. CAF fremmer angiogenese og rekrutterer immunsuppressive celler til tumormikromiljøet ved å utskille transformerende vekstfaktor-β (TGF-β), vaskulær endotelial vekstfaktor (VEGF), interleukin-6 (IL-6) og CXC-kjemokinligand 12 (CXCL12) 13,14,15. På grunn av deres sentrale rolle i å fremme tumorvekst, er kreftassosierte fibroblaster et fremvoksende mål for kreftbehandling 6,16,17,18.
Protokollen nedenfor beskriver en metode for å teste hvordan fibroblaster påvirker veksten av svulster i en veletablert og mye brukt musemodell av tumorvekst. For å forstå betydningen av fibroblaster i tumormikromiljøet ble standardprotokollen for innføring av kreftceller i mus for å overvåke veksten modifisert for å inkludere fibroblaster med kreftcelleinnføringen. Kreftcellene kan innføres subkutant eller intradermalt. Intradermal introduksjon vil resultere i svulster som oppstår fra selve huden. Xenotransplantater der kreftceller og fibroblaster injiseres samtidig i mus, representerer et viktig metodologisk verktøy for å dissekere rollen til fibroblaster, subpopulasjoner av fibroblaster og proteinfaktorer i evnen til å fremme kreftvekst 19,20,21. En detaljert protokoll for samtidig injeksjon av kreftceller og fibroblaster i mus er gitt. Denne metoden kan brukes til å sammenligne tilstedeværelsen eller fraværet av fibroblaster, for å sammenligne fibroblaster fra forskjellige kilder20, eller for å sammenligne fibroblaster med og uten uttrykk for spesifikke proteiner19. Etter at kreftcellene og fibroblastene er introdusert, kan tumorstørrelsen overvåkes over tid. På slutten av forsøkene kan svulster dissekeres og veies. Ved å overvåke tumorvekst over tid, kan betydningen av ulike faktorer dissekeres.
Det finnes mulige alternative tilnærminger for å studere rollen som fibroblaster i tumorvekst. Som et eksempel er det Cre-loxed-baserte modeller som sørger for vevsspesifikk knockout av gener med drivere uttrykt fortrinnsvis i fibroblaster. Slike tilnærminger gir også muligheter til å undersøke rollen som spesifikke gener og veier i fibroblaster for tumorprogresjon. Sammenlignet med Cre-lox-baserte tilnærminger, vil protokollen som tilbys representere en betydelig raskere tilnærming til overvåking av rollen til fibroblaster fordi tumorvekst vil bli overvåket i løpet av bare noen få uker. Den medfølgende tilnærmingen er også betydelig billigere fordi den ikke krever generering og oppbevaring av kolonier av genetisk utviklede mus. Protokollen som tilbys kan brukes til raskt å teste effekten av knockdown av forskjellige gener ved hjelp av shRNA i stedet for å måtte utvikle musekolonier. Den medfølgende tilnærmingen er også mer fleksibel fordi den vil tillate en sammenligning av forskjellige antall fibroblaster, forskjellige forhold mellom kreftceller og fibroblaster, knockdown av forskjellige gener og til og med sammenligning av fibroblaster fra forskjellige vevssteder eller arter. En Cre-lox tilnærming ville ha fordelen at fibroblastene er tilstede i musene i en mer fysiologisk sammenheng.
Protokollen rapportert her vil være verdifull for forskere som søker å overvåke effekten av fibroblaster på tumorvekst raskt og kostnadseffektivt. Denne protokollen er spesielt verdifull for forskere som undersøker forskjellige undergrupper av fibroblaster eller fibroblaster fra forskjellige kilder på tumorvekst på tumorvekst. Hvis det er viktig at tumorinitiering skjer i en fysiologisk sammenheng, bør genetisk konstruerte musemodeller vurderes.
Det er flere mulige tilnærminger for å utføre disse eksperimentene. Immunkompetente mus kan brukes som verter, noe som vil tillate undersøkelse av fibroblast-immuncelleinteraksjoner. For immunkompetente musemodeller må musekreftceller og museembryonale fibroblaster (MEF) injiseres. Bruken av MEF-er gjør det også mulig for etterforskeren å dra nytte av det brede spekteret av knockout-musestammer for å teste tilstedeværelsen eller fraværet av et gen av interesse. Alternativt kan immundefekte mus brukes til å teste rollen som humane fibroblaster i å fremme veksten av svulster hos mus som er avledet fra humane kreftceller. Innføring av kreftcellene kan utføres subkutant eller ortopisk. For melanom, som beskrevet nedenfor, kan tumor-fibroblastblandingen injiseres intradermalt for ortotopisk injeksjon som nærmere simulerer stedet i huden der et melanom vil utvikle seg.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>26G Needles</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-826-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol swabs</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>326895</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Animal clipper miniARCO with surgical blade #40</td>
			<td>WAHL Professional</td>
			<td>8787-450A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Athymic nude mice (NU/J)</td>
			<td>The Jackson labs</td>
			<td>002019</td>
			<td>These mice are immunocompromised and can be used for experiments in which human cells are introduced. Immunocompetent mice can also be used if mouse cancer cells and fibroblasts will be introduced.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cancer cells</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>ATCC&#174; CRL-11147&#8482;</td>
			<td>This is the catalog number for a primary human melanoma cell line. Other cancer cell types can also be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Culture Multi Flasks</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-826-95</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge for conical tubes capable of reaching 180 x g</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-432-22</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Countess Cell Counting Chamber</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>C10228</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Modified Eagle Medium</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>11965-118</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>MT35010CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fibroblasts&#160;</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>PCS-201-012</td>
			<td>We isolate fibroblasts from skin in our lab. This is a catalog number for an adult primary human dermal fibroblast cell line. MEFs and fibroblasts derived from other sites can also be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Henry Schein Animal Health</td>
			<td>NDC 11695-6776-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS USP grade for injection into mice</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>50-751-7476</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile 10 ml serological pipet</td>
			<td>Celltreat</td>
			<td>667210B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile 5 ml serological pipet</td>
			<td>Celltreat</td>
			<td>229005B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile 50 ml centrifuge tubes</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td>28-108</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile Syringe Filters pore size 0.2 microns</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>09-740-61A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile tissue culture-grade Trypsin-EDTA</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>15400054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile tissue-culture grade PBS</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>50-751-7476</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterle 25 ml serological pipet</td>
			<td>Celltreat</td>
			<td>667225B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TC treated 100 x 20 mm dishes</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td>25-202</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TC treated 150 x 20 mm dishes</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td>25-203</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TC treated 60 x 15 mm dishes</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td>25-260</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan blue</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>C10228</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a mouse model to investigate the role of cancer-associated fibroblasts in tumor growth

Kreftassosierte fibroblaster (CAF) kan spille en viktig rolle i tumorvekst ved å skape et tumorfremmende mikromiljø. Modeller for å studere rollen til CAF i tumormikromiljøet kan være nyttige for å forstå den funksjonelle betydningen av fibroblaster, fibroblaster fra forskjellige vev og spesifikke genetiske faktorer i fibroblaster. Musemodeller er avgjørende for å forstå bidragsyterne til tumorvekst og progresjon i en in vivo sammenheng. Her er det gitt en protokoll der kreftceller blandes med fibroblaster og introduseres i mus for å utvikle svulster. Tumorstørrelser over tid og endelige tumorvekter bestemmes og sammenlignes mellom grupper. Den beskrevne protokollen kan gi mer innsikt i den funksjonelle rollen til CAFs i tumorvekst og progresjon.

A2058 humane melanomceller og primære humane dermale fibroblaster ble dyrket under sterile forhold. Cellene ble samlet inn og vasket tre ganger med PBS. Immundefekte mus (NU/J - Foxn1 nakenstamme) ble injisert subkutant på en flanke med 0,25 millioner A2058 melanomceller alene. På den andre flanken ble mus injisert med en blanding av 0,25 millioner A2058 melanomceller og 0,75 millioner fibroblaster. Celler ble injisert i 12 immundefekte mus. Injeksjoner i venstre og høyre flanke ble r...

Watch this Scientific Journal Video about A Mouse Model to Investigate the Role of Cancer-Associated Fibroblasts in Tumor Growth at JoVE.com

A Mouse Model to Investigate the Role of Cancer-Associated Fibroblasts in Tumor Growth

En protokoll for å injisere kreftceller og fibroblaster og overvåke tumorvekst over tid er gitt. Denne protokollen kan brukes til å forstå det molekylære grunnlaget for rollen som fibroblaster som regulatorer av tumorvekst.

En musemodell for å undersøke rollen som kreftassosierte fibroblaster i tumorvekst

Cancer-associated fibroblasts (CAFs) can play an important role in tumor growth by creating a tumor-promoting microenvironment. Models to study the role ...

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Tumor Engraftment in a Xenograft Mouse Model of Human Mantle Cell Lymphoma

Svulst Engraftment i en Xenograft musemodell av menneskelig mantelen celle lymfomer

B lymphocytes are key players in immune cell circulation and they mainly home to and reside in lymphoid organs. While normal B cells only proliferate when ...

A Method to Define the Effects of Environmental Enrichment on Colon Microbiome Biodiversity in a Mouse Colon Tumor Model

En metode for å definere effekten av miljømessig berikelse på kolon Microbiome biologisk mangfold i en mus kolon svulst modell

Several recent studies have illustrated the beneficial effects of living in an enriched environment on improving human disease. In mice, environmental ...

Phosphopeptide Enrichment Coupled with Label-free Quantitative Mass Spectrometry to Investigate the Phosphoproteome in Prostate Cancer

Phosphopeptide berikelse kombinert med etikett-fri kvantitative massespektrometri å undersøke Phosphoproteome i prostatakreft

Phosphoproteomics involves the large-scale study of phosphorylated proteins. Protein phosphorylation is a critical step in many signal transduction ...

Digital Polymerase Chain Reaction Assay for the Genetic Variation in a Sporadic Familial Adenomatous Polyposis Patient Using the Chip-in-a-tube Format

Digital Polymerase kjedereaksjon analysen for den genetisk variasjonen i en sporadisk familiær adenomatøse polypose pasient i Chip-i-en-t-format

The quantitative analysis of human genetic variation is crucial for understanding the molecular characteristics of serious medical conditions, such as ...

In Vivo Inhibition of MicroRNA to Decrease Tumor Growth in Mice

In vivo hemming av MicroRNA å redusere tumor vekst i mus

MicroRNAs (miRNAs) are important regulators of gene expression through their ability to destabilize mRNA and inhibit translation of target mRNAs. An ...

A 3D Spheroid Model as a More Physiological System for Cancer-Associated Fibroblasts Differentiation and Invasion In Vitro Studies

En 3D spheroid modell som en mer fysiologisk system for kreft-Associated fibroblaster differensiering og Invasion in vitro studier

Defining the ideal model for an in vitro study is essential, mainly if studying physiological processes such as differentiation of cells. In the tumor ...

Isolation of Proximal Fluids to Investigate the Tumor Microenvironment of Pancreatic Adenocarcinoma

Isolering av proksimale væsker for å undersøke tumormikromiljøet i bukspyttkjerteladenokarsinom

Pancreatic adenocarcinoma (PDAC) is the fourth leading cause of cancer-related death, and soon to become the second. There is an urgent need of variables ...

Isolation of Primary Cancer-Associated Fibroblasts from a Syngeneic Murine Model of Breast Cancer for the Study of Targeted Nanoparticles

Isolering av primærkreft-assosierte fibroblaster fra en syngeneisk murinemodell av brystkreft for studiet av målrettede nanopartikler

Cancer-associated fibroblasts (CAFs) are key actors in the context of the tumor microenvironment. Despite being reduced in number as compared to tumor ...

An Ex Vivo Brain Slice Model to Study and Target Breast Cancer Brain Metastatic Tumor Growth

An Ex Vivo Brain Slice Model to Study and Target Breast Cancer Brain Metastatic Tumor Growth

En Ex Vivo Brain Slice-modell for å studere og målrette brystkreft hjerne metastatisk tumorvekst

Brain metastasis is a serious consequence of breast cancer for women as these tumors are difficult to treat and are associated with poor clinical ...

A Three-Dimensional Spheroid Model to Investigate the Tumor-Stromal Interaction in Hepatocellular Carcinoma

En tredimensjonal sfæroidmodell for å undersøke tumor-stromal interaksjon i hepatocellulært karsinom

The aggressiveness and lack of well-tolerated and widely effective treatments for advanced hepatocellular carcinoma (HCC), the predominant form of liver ...