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

Författarna vill tacka alla medlemmar i Coller-laboratoriet för hjälpsam input. H.A.C. var Milton E. Cassel-forskaren vid Rita Allen Foundation. Vi erkänner 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 och Jonsson Comprehensive Cancer Center, Innovation Awards från Broad Stem Cell Research Center (Rose Hills och Ha Gaba), ett pris från UCLA SPORE in Prostate Cancer (National Cancer Institute of National Institutes of Health under Award Number P50CA092131), ett innovationspris från Broad Stem Cell Center, Eli och Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research vid UCLA, utbildningsprogrammet för tumörcellbiologi (USHHS Ruth L. Kirschstein Institutional National Research Service Award # T32 CA009056), dermatologi T32-programmet vid UCLA AR071307 och UCLA Muscle Cell Biology, patofysiologi och terapeutik T32 Training Program 5 T32 AF 65972.

Alla beskrivna experiment godkändes av djurvårdskommittén vid University of California, Los Angeles.
OBS: Välj cancerceller och fibroblaster som matchar värdmössen för musstam. Välj cancerceller och fibroblaster som matchar värdmusens kön. Skaffa möss från avelskolonier eller köp dem från välrenommerade leverantörer. Introducera tumörer i möss som är ~ 8-10 veckors ålder. Möss med päls kommer att vara i telogen- eller vilofas av hårsäckcykeln. Planera för ett förhåll...

I experimentet i figur 1 resulterade samtidig introduktion av humana dermala fibroblaster med humana A2058-melanomceller i större tumörer än när melanomcellerna introducerades utan saminjicerade fibroblaster. Denna skillnad kan lätt detekteras baserat på tumörvolym och tumörvikt. Resultaten överensstämmer med flera rapporter om att cancerassocierade fibroblaster kan främja tumörtillväxt 5,6,7,8.<sup class="xre...

Inom tumörmikromiljön är en av de mest framträdande celltyperna den cancerassocierade fibroblasten (CAF)1. Dessa karcinomassocierade fibroblaster kan spela en tumörsuppressiv roll 2,3. Till exempel utsöndrar S100A-uttryckande fibroblaster kollagener som kan kapsla in cancerframkallande ämnen och skydda mot karcinombildning4. Vidare orsakar utarmning av α-glattmuskelaktin (SMA)-positiva myofibroblaster i bukspottkörtelcancer immunsuppression och påskyndar bukspottkörtelcancerprogression2. CAF kan också utvecklas tillsammans med cancerceller och främja tumörprogression 5,6,7,8. Fibroblaster kan syntetisera och utsöndra extracellulära matrisproteiner som skapar en tumörfrämjande miljö8. Dessa extracellulära matrixproteiner kan orsaka mekanisk förstyvning av vävnaden, vilket är associerat med tumörprogression 9,10. Den deponerade extracellulära matrisen kan fungera som en fysisk barriär som hämmar immuninfiltration11. Matrisdeponering av CAF har också associerats med tumörinvasion eftersom fibronektin genererat av CAF har visat sig främja tumörinvasion12. CAF främjar angiogenes och rekryterar immunsuppressiva celler till tumörmikromiljön genom att utsöndra transformerande tillväxtfaktor-β (TGF-β), vaskulär endotelial tillväxtfaktor (VEGF), interleukin-6 (IL-6) och CXC-kemokinligand 12 (CXCL12)13,14,15. På grund av deras centrala roll för att främja tumörtillväxt är cancerassocierade fibroblaster ett framväxande mål för anti-cancerbehandling 6,16,17,18.
Protokollet nedan beskriver en metod för att testa hur fibroblaster påverkar tillväxten av tumörer i en väletablerad och allmänt använd musmodell av tumörtillväxt. För att förstå betydelsen av fibroblaster i tumörmikromiljön modifierades standardprotokollet för införande av cancerceller i möss för att övervaka deras tillväxt för att inkludera fibroblaster med cancercellsintroduktionen. Cancercellerna kan introduceras subkutant eller intradermalt. Intradermal introduktion skulle resultera i tumörer som uppstår från själva huden. Xenotransplantat där cancerceller och fibroblaster saminjiceras i möss utgör ett viktigt metodiskt verktyg för att dissekera fibroblasternas roll, subpopulationer av fibroblaster och proteinfaktorer i förmågan att främja cancertillväxt 19,20,21. Ett detaljerat protokoll för samtidig injektion av cancerceller och fibroblaster i möss tillhandahålls. Denna metod kan användas för att jämföra förekomst eller frånvaro av fibroblaster, för att jämföra fibroblaster från olika källor20 eller för att jämföra fibroblaster med och utan uttryck av specifika proteiner19. Efter cancerceller och fibroblaster introduceras, tumörstorlek kan övervakas över tiden. I slutet av experimenten kan tumörer dissekeras och vägas. Genom att övervaka tumörtillväxt över tid kan betydelsen av olika faktorer dissekeras.
Det finns möjliga alternativa metoder för att studera fibroblasternas roll i tumörtillväxt. Som ett exempel finns det Cre-loxed-baserade modeller som tillhandahåller vävnadsspecifik knockout av gener med drivrutiner som uttrycks företrädesvis i fibroblaster. Sådana tillvägagångssätt ger också möjligheter att undersöka rollen av specifika gener och vägar i fibroblaster för tumörprogression. Jämfört med Cre-lox-baserade tillvägagångssätt skulle det tillhandahållna protokollet representera ett betydligt snabbare tillvägagångssätt för att övervaka fibroblasternas roll eftersom tumörtillväxt skulle övervakas under bara några veckor. Det tillhandahållna tillvägagångssättet är också betydligt billigare eftersom det inte kräver generering och hysning av kolonier av genetiskt modifierade möss. Det tillhandahållna protokollet kan användas för att snabbt testa effekten av knockdown av olika gener med hjälp av shRNA snarare än att behöva utveckla muskolonier. Det tillhandahållna tillvägagångssättet är också mer flexibelt eftersom det skulle möjliggöra en jämförelse av olika antal fibroblaster, olika förhållanden mellan cancerceller och fibroblaster, knockdown av olika gener och till och med jämförelse av fibroblaster från olika vävnadsställen eller arter. Ett Cre-lox-tillvägagångssätt skulle ha fördelen att fibroblasterna finns i mössen i ett mer fysiologiskt sammanhang.
Protokollet som rapporteras här skulle vara värdefullt för forskare som försöker övervaka effekterna av fibroblaster på tumörtillväxt snabbt och kostnadseffektivt. Detta protokoll är särskilt värdefullt för forskare som undersöker olika undergrupper av fibroblaster eller fibroblaster från olika källor på tumörtillväxt på tumörtillväxt. Om det är viktigt att tumörinitiering sker i ett fysiologiskt sammanhang, bör genetiskt modifierade musmodeller övervägas.
Det finns flera möjliga metoder för att utföra dessa experiment. Immunkompetenta möss kan användas som värdar, vilket skulle möjliggöra undersökning av fibroblast-immuncellsinteraktioner. För immunkompetenta musmodeller måste muscancerceller och embryonala fibroblaster (MEF) injiceras. Användningen av MEF gör det också möjligt för utredaren att dra nytta av det stora utbudet av knockout-musstammar för att testa närvaron eller frånvaron av en gen av intresse. Alternativt kan immunbristande möss användas för att testa rollen som humana fibroblaster för att främja tillväxten av tumörer hos möss som härrör från mänskliga cancerceller. Införandet av cancercellerna kan utföras subkutant eller ortotopiskt. För melanom, som beskrivs nedan, kan tumör-fibroblastblandningen injiceras intradermalt för ortotopisk injektion som närmare simulerar den plats i huden där ett melanom skulle utvecklas.

<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

Cancerassocierade fibroblaster (CAF) kan spela en viktig roll i tumörtillväxt genom att skapa en tumörfrämjande mikromiljö. Modeller för att studera CAF: s roll i tumörmikromiljön kan vara till hjälp för att förstå den funktionella betydelsen av fibroblaster, fibroblaster från olika vävnader och specifika genetiska faktorer i fibroblaster. Musmodeller är viktiga för att förstå bidragsgivarna till tumörtillväxt och progression i ett in vivo-sammanhang. Här tillhandahålls ett protokoll där cancerceller blandas med fibroblaster och införs i möss för att utveckla tumörer. Tumörstorlekar över tid och slutliga tumörvikter bestäms och jämförs mellan grupper. Det beskrivna protokollet kan ge mer insikt i CAF: s funktionella roll i tumörtillväxt och progression.

A2058 humana melanomceller och primära humana dermala fibroblaster odlades under sterila förhållanden. Celler samlades in och tvättades tre gånger med PBS. Immunbristfälliga möss (NU/J - Foxn1 naken stam) injicerades subkutant på en flank med 0,25 miljoner A2058 melanomceller ensamma. På den andra flanken injicerades möss med en blandning av 0,25 miljoner A2058 melanomceller och 0,75 miljoner fibroblaster. Celler injicerades i 12 möss med immunbrist. Injektioner i vänster och ...

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

Ett protokoll för att saminjicera cancerceller och fibroblaster och övervaka tumörtillväxt över tid tillhandahålls. Detta protokoll kan användas för att förstå den molekylära grunden för fibroblasternas roll som regulatorer för tumörtillväxt.

En musmodell för att undersöka rollen av cancerassocierade fibroblaster i tumörtillväxt

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

Tumör Engraftment i en Xenograft musmodell av mänskliga mantelcellslymfom

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 metod för att definiera effekterna av miljömässiga berikning på kolon mikrobiomet biologisk mångfald i en musmodell kolon tumör

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 anrikning tillsammans med etikett-fri kvantitativa masspektrometri att undersöka Phosphoproteome vid prostatacancer

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

Digitala polymeras Chain Reaction Assay för den genetiska variationen i en sporadisk familjär adenomatös polypos Patient med formatet Chip-i-ett-rör

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-hämning av mikroRNA för att minska tumörtillväxten hos möss

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 ett mer fysiologiskt system för cancer-associerade fibroblaster differentiering och 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 proximala vätskor för att undersöka tumörmikromiljön i bukspottskörtelns adenokarcinom

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 primära cancerrelaterade fibroblaster från en syngeneisk murinmodell av bröstcancer för studier av riktade nanopartiklar

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 för att studera och rikta bröstcancer Hjärnans metastatiska tumörtillväxt

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 tredimensionell sfäroidmodell för att undersöka tumör-stromal interaktion i hepatocellulärt karcinom

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