Name: an ex vivo brain slice model to study and target breast cancer brain metastatic tumor growth
Uploaded: 2021-09-22T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Ex Vivo Brain Slice Model to Study and Target Breast Cancer Brain Metastatic Tumor Growth at JoVE.com

ونود أن نشكر جوليا فارنان وكايلا غرين وتيزيانا دي أنجليس على مساعدتهم التقنية. تم دعم هذا العمل جزئيا من قبل برنامج منح تعزيز البحوث العالمي في الكومنولث في بنسلفانيا (MJR ، JGJ) ، UO1CA244303 (MJR) ، R01CA227479 (NLS) ، R00CA207855 (EJH) ، و W.W. Smith Charity Trusts (EjH).

تمت الموافقة على هذا البروتوكول ويتبع المبادئ التوجيهية لرعاية الحيوانات من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام الحيوانات بجامعة دريكسل (IACUC). تم استخدام الفئران الإناث Nu / Nu athymic (6-8 أسابيع) في هذه الدراسة.
1. الحقن داخل الجمجمة للخلايا السرطانية
<ol><li>تعقيم جميع المعدات (ملا?...

<ol>
	<li>Watase, C., 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=Breast+cancer+brain+metastasis-overview+of+disease+state,+treatment+options+and+future+perspectives.">Breast cancer brain metastasis-overview of disease state, treatment options and future perspectives.</a> Cancers. 13 (5), (2021).</li><li>Niikura, N., 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=Treatment+outcomes+and+prognostic+factors+for+patients+with+brain+metastases+from+breast+cancer+of+each+subtype:+a+multicenter+retrospective+analysis.">Treatment outcomes and prognostic factors for patients with brain metastases from breast cancer of each subtype: a multicenter retrospective analysis.</a> Breast Cancer Research and Treatment. 147 (1), 103-112 (2014).</li><li>Fong, E. L., 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=Heralding+a+new+paradigm+in+3D+tumor+modeling.">Heralding a new paradigm in 3D tumor modeling.</a> Biomaterials. 108, 197-213 (2016).</li><li>Parker, J. 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=A+human+glioblastoma+organotypic+slice+culture+model+for+study+of+tumor+cell+migration+and+patient-specific+effects+of+anti-invasive+drugs.">A human glioblastoma organotypic slice culture model for study of tumor cell migration and patient-specific effects of anti-invasive drugs.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (125), e53557 (2017).</li><li>Chuang, H. N., 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=Coculture+system+with+an+organotypic+brain+slice+and+3D+spheroid+of+carcinoma+cells.">Coculture system with an organotypic brain slice and 3D spheroid of carcinoma cells.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (80), e50881 (2013).</li><li>Hohensee, I., 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=PTEN+mediates+the+cross+talk+between+breast+and+glial+cells+in+brain+metastases+leading+to+rapid+disease+progression.">PTEN mediates the cross talk between breast and glial cells in brain metastases leading to rapid disease progression.</a> Oncotarget. 8 (4), 6155-6168 (2017).</li><li>van de Merbel, A. F., 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+ex+vivo+Tissue+culture+model+for+the+assessment+of+individualized+drug+responses+in+prostate+and+bladder+cancer.">An ex vivo Tissue culture model for the assessment of individualized drug responses in prostate and bladder cancer.</a> Frontiers in Oncology. 8, 400 (2018).</li><li>Martin, S. Z., 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+tissue+slice+culture+system+to+measure+drug-response+rates+of+hepatic+metastatic+colorectal+cancer.">Ex vivo tissue slice culture system to measure drug-response rates of hepatic metastatic colorectal cancer.</a> BMC Cancer. 19 (1), 1030 (2019).</li><li>Orimo, A., Weinberg, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stromal+fibroblasts+in+cancer:+a+novel+tumor-promoting+cell+type.">Stromal fibroblasts in cancer: a novel tumor-promoting cell type.</a> Cell Cycle. 5 (15), 1597-1601 (2006).</li><li>Lim, C. 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=Organotypic+slice+cultures+of+pancreatic+ductal+adenocarcinoma+preserve+the+tumor+microenvironment+and+provide+a+platform+for+drug+response.">Organotypic slice cultures of pancreatic ductal adenocarcinoma preserve the tumor microenvironment and provide a platform for drug response.</a> Pancreatology. 18 (8), 913-927 (2018).</li><li>Gerlach, M. M., 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=Slice+cultures+from+head+and+neck+squamous+cell+carcinoma:+a+novel+test+system+for+drug+susceptibility+and+mechanisms+of+resistance.">Slice cultures from head and neck squamous cell carcinoma: a novel test system for drug susceptibility and mechanisms of resistance.</a> British Journal of Cancer. 110 (2), 479-488 (2014).</li><li>Koerfer, 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=Organotypic+slice+cultures+of+human+gastric+and+esophagogastric+junction+cancer.">Organotypic slice cultures of human gastric and esophagogastric junction cancer.</a> Cancer Medicine. 5 (7), 1444-1453 (2016).</li><li>Palmieri, D., 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=Her-2+overexpression+increases+the+metastatic+outgrowth+of+breast+cancer+cells+in+the+brain.">Her-2 overexpression increases the metastatic outgrowth of breast cancer cells in the brain.</a> Cancer Research. 67 (9), 4190-4198 (2007).</li><li>Kyeong, 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=Subtypes+of+breast+cancer+show+different+spatial+distributions+of+brain+metastases.">Subtypes of breast cancer show different spatial distributions of brain metastases.</a> PLoS One. 12 (11), 0188542 (2017).</li><li>Hengel, 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=Attributes+of+brain+metastases+from+breast+and+lung+cancer.">Attributes of brain metastases from breast and lung cancer.</a> International Journal of Clinical Oncology. 18 (3), 396-401 (2013).</li><li>Jackson, J. G., 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=Neuronal+activity+and+glutamate+uptake+decrease+mitochondrial+mobility+in+astrocytes+and+position+mitochondria+near+glutamate+transporters.">Neuronal activity and glutamate uptake decrease mitochondrial mobility in astrocytes and position mitochondria near glutamate transporters.</a> Journal of Neuroscience. 34 (5), 1613-1624 (2014).</li><li>Farnan, J. K., Green, K. K., Jackson, J. G. <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+imaging+of+mitochondrial+dynamics+and+trafficking+in+astrocytes.">Ex vivo imaging of mitochondrial dynamics and trafficking in astrocytes.</a> Current Protocols in Neuroscience. 92 (1), 94 (2020).</li><li>Simone, N. L., 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=Ionizing+radiation-induced+oxidative+stress+alters+miRNA+expression.">Ionizing radiation-induced oxidative stress alters miRNA expression.</a> PLoS One. 4 (7), 6377 (2009).</li><li>Couturier, C. P., 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=Single-cell+RNA-seq+reveals+that+glioblastoma+recapitulates+a+normal+neurodevelopmental+hierarchy.">Single-cell RNA-seq reveals that glioblastoma recapitulates a normal neurodevelopmental hierarchy.</a> Nature Communications. 11 (1), 3406 (2020).</li><li>Candolfi, M., 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=Intracranial+glioblastoma+models+in+preclinical+neuro-oncology:+neuropathological+characterization+and+tumor+progression.">Intracranial glioblastoma models in preclinical neuro-oncology: neuropathological characterization and tumor progression.</a> Journal of Neuro-Oncology. 85 (2), 133-148 (2007).</li><li>Fitzgerald, D. P., 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=Reactive+glia+are+recruited+by+highly+proliferative+brain+metastases+of+breast+cancer+and+promote+tumor+cell+colonization.">Reactive glia are recruited by highly proliferative brain metastases of breast cancer and promote tumor cell colonization.</a> Clinical &amp; Experimental Metastasis. 25 (7), 799-810 (2008).</li><li>Kondru, N., 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+Ex+Vivo+Brain+Slice+Culture+Model+of+Chronic+Wasting+Disease:+Implications+for+Disease+Pathogenesis+and+Therapeutic+Development.">An Ex Vivo Brain Slice Culture Model of Chronic Wasting Disease: Implications for Disease Pathogenesis and Therapeutic Development.</a> Scientific Reports. 10 (1), (2020).</li><li>Abu Samaan, T. M., 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=Paclitaxel's+mechanistic+and+clinical+effects+on+breast+cancer.">Paclitaxel's mechanistic and clinical effects on breast cancer.</a> Biomolecules. 9 (12), (2019).</li><li>Mewes, A., Franke, H., Singer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organotypic+brain+slice+cultures+of+adult+transgenic+P301S+mice--a+model+for+tauopathy+studies.">Organotypic brain slice cultures of adult transgenic P301S mice--a model for tauopathy studies.</a> PLoS One. 7 (9), 45017 (2012).</li><li>Valiente, M., 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=Brain+metastasis+cell+lines+panel:+A+public+resource+of+organotropic+cell+lines.">Brain metastasis cell lines panel: A public resource of organotropic cell lines.</a> Cancer Research. 80 (20), 4314-4323 (2020).</li></ol>

تؤسس هذه الدراسة طريقة جديدة لزراعة الدماغ خارج الجسم الحي لأورام الدماغ xenograft المزروعة. نظهر أن خلايا BCBM MDA-MB-231BR التي يتم حقنها داخل الجمجمة في دماغ الفئران يمكن أن تبقى على قيد الحياة وتنمو في شرائح الدماغ خارج الجسم الحي . اختبرت الدراسة أيضا خلايا الورم الأرومي الدبقي U87MG (GBM) ا?...

تتطور نقائل الدماغ لسرطان الثدي (BCBM) عندما تنتشر الخلايا من ورم الثدي الأساسي إلى الدماغ. سرطان الثدي هو السبب الثاني الأكثر شيوعا لانبثاث الدماغ بعد سرطان الرئة ، مع حدوث النقائل في 10-16 ٪ من المرضى1. لسوء الحظ ، تظل النقائل الدماغية غير قابلة للشفاء حيث يموت >80٪ من المرضى في غضون عام بعد تشخيص ورم خبيث في الدماغ ، وتضعف نوعية حياتهم بسبب الاختلالات العصبية2. هناك حاجة ملحة لتحديد خيارات علاج أكثر فعالية. نماذج الثقافة أحادية الطبقة ثنائية الأبعاد أو ثلاثية الأبعاد هي الطرق الأكثر استخداما في اختبار العوامل العلاجية في المختبر. ومع ذلك ، فإنها لا تحاكي البيئة الدقيقة BCBM المعقدة ، وهي محرك رئيسي للنمط الظاهري للورم ونموه. على الرغم من أن هذه النماذج مفيدة ، إلا أنها لا تلتقط التفاعلات المعقدة بين الورم واللحمية ، ومتطلبات التمثيل الغذائي الفريدة ، وعدم تجانس الأورام3. لتلخيص التفاعلات بين الورم واللحمية وعدم تجانس البيئة الدقيقة بشكل أكثر إخلاصا ، بدأت مجموعتنا وغيرها في توليد ثقافات "شرائح" خبيثة في الدماغ العضوي مع الخلايا السرطانية المشتقة من المريض (الأولية أو النقيلية) أو خطوط الخلايا السرطانية4،5،6. بالمقارنة مع الأنظمة المختبرية الكلاسيكية ، قد يوفر هذا النموذج خارج الجسم الحي قصير الأجل ظروفا أكثر ملاءمة لفحص العلاجات الجديدة قبل التقييم قبل السريري في مجموعات الحيوانات الكبيرة.
تم بناء نماذج خارج الجسم الحي واستخدامها بنجاح في المقام الأول لتحديد العلاجات الناجحة لمختلف أنواع السرطان. وهي تتطلب بضعة أيام من التقييم ويمكن بالإضافة إلى ذلك أن تكون مصممة خصيصا لفحص الأدوية الخاصة بالمريض. على سبيل المثال ، أظهرت أنسجة المثانة وسرطان البروستاتا البشري خارج الجسم الحي استجابة مضادة للورم تعتمد على الجرعة من دوسيتاكسيل وجيمسيتابين7. تم تطوير سرطان القولون والمستقيم المماثل خارج أنسجة الجسم الحي لفحص أدوية العلاج الكيميائي Oxaliplatin و Cetuximab و Pembrolizumab8. وقد استخدم هذا التطبيق على نطاق واسع في سرطان البنكرياس، مع الأخذ في الاعتبار التفاعل الأساسي بين البيئة اللحمية والخصائص الجينية والنمط الظاهري للسرطان الغدي الأقنوي البنكرياس 9,10. علاوة على ذلك ، تم تطوير مثل هذه النماذج العضوية لإجراء فحوصات مماثلة في أورام الرأس والرقبة والمعدة والثدي11,12.
هنا ، يتم إنشاء نموذج شريحة دماغية خارج الجسم الحي من الخلايا السرطانية النقيلية لسرطان الثدي في بيئتها الدقيقة. تم حقن الفئران داخل الجمجمة مع سرطان الثدي الدماغ النقيلي الدماغ التغذية MDA-MB-231BR الخلايا13 في الفص الجداري القشرة الدماغية - وهو موقع شائع من TNBC ورم خبيث14,15 وسمح لتطوير الأورام. تم توليد شرائح الدماغ من هذه الحيوانات المطعمة بالأجانب وحافظت عليها خارج الجسم الحي كثقافات عضوية كما هو موضحفي 16,17. يسمح هذا النموذج الجديد خارج الجسم الحي بتحليل نمو خلية BCBM داخل حمة الدماغ ويمكن استخدامه لاختبار العوامل العلاجية والتأثيرات الإشعاعية على الخلايا السرطانية داخل البيئة الدقيقة للدماغ.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1 mL syringe, slip tip</td>
			<td>BD</td>
			<td>309659</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>30 G1/2 Needles</td>
			<td>BD</td>
			<td>305106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-well plates</td>
			<td>Genessee</td>
			<td>25-105</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Automated microscope and LUMAVIEW software</td>
			<td>Etaluma</td>
			<td>LS720</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B27 (GEM21)</td>
			<td>Gemini Bio-Products</td>
			<td>400-160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beaker 50 mL</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>10-210-685</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blunt sable paintbrush, Size #5/0</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>66100-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bone Wax</td>
			<td>ModoMed</td>
			<td>DYNJBW25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brain injection Syringe</td>
			<td>Hamilton Company</td>
			<td>80430</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaCl2</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP510-250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cleaved caspase 3 Antibody</td>
			<td>Cell Signaling</td>
			<td>14220S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAPI</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>P36935</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-Luciferin Potassium Salt</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>122799</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double edge razor blade</td>
			<td>VWR</td>
			<td>55411-060(95-0043)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter Paper (#1), quantitative circles, 4.25 cm</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>09-805a (1001-042)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine sable paintbrush #2/0</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>66100-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11251-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gamma-H2AX antibody</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>05-636</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GFAP antibody</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>13-0300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GFP antibody</td>
			<td>Santa Cruz</td>
			<td>SC-9996</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>G8270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutamine (200 mM)</td>
			<td>Corning cellgrow</td>
			<td>25-005-Cl</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>H&#38;E and KI-67</td>
			<td>Jefferson Core Facility Pathology staining</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hand Drill Set with Micro Mini Twist Drill Bits</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>YCQ2851920086082DJ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES, free acid</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP299-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Just for mice Stereotaxic Frame</td>
			<td>Harvard Apparatus (Holliston, MA, USA).</td>
			<td>72-6049, 72-6044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S271-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Large surgical scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14001-18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MDA-MB-231BR cells</td>
			<td>Kindly provided by Dr. Patricia Steeg</td>
			<td>Ref 14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2&#183;6H2O</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>M33-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mice imaging device</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>IVIS 200 system</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mice imaging software</td>
			<td>Caliper Life Sciences (Waltham, MA, USA).</td>
			<td>Living Image Software</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microplate Reader</td>
			<td>Tecan Spark</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mounting solution</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>P36935</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MTS reagent</td>
			<td>Promega CellTiter 96 Aqueous One Solution</td>
			<td>(Cat:G3582)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N2 supplement</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>17502-048</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neurobasal medium</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>21103049</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nu/Nu athymic mice</td>
			<td>Charles Rivers Labs (Wilmington, MA, USA)</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Affymetrix</td>
			<td>19943</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pen/Strep</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>145140-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene Suture</td>
			<td>Medex supply</td>
			<td>ETH-8556H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone Iodine Swab sticks</td>
			<td>DME Supply USA</td>
			<td>Cat: 689286X</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel blade #11 (pk of 100)</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10011-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel handle #3</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10003-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Pyruvate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S8636</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spatula/probe</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10090-13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SS Double edge uncoated razor blades (American safety razor co (95-0043))</td>
			<td>VWR</td>
			<td>55411-060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Amresco</td>
			<td>57-50-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Scalpel</td>
			<td>Exelint International</td>
			<td>D29702</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue Chopper</td>
			<td>Brinkman</td>
			<td>(McIlwain type)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue culture inserts</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>PICMORG50 or PICM03050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-ray machine</td>
			<td>Precision 250 kVp</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an ex vivo brain slice model to study and target breast cancer brain metastatic tumor growth

ورم خبيث في الدماغ هو نتيجة خطيرة لسرطان الثدي للنساء حيث يصعب علاج هذه الأورام وترتبط بنتائج سريرية سيئة. نماذج الفئران قبل السريرية لسرطان الثدي نمو الدماغ النقيلي (BCBM) مفيدة ولكنها باهظة الثمن ، ومن الصعب تتبع الخلايا الحية وغزو الخلايا السرطانية داخل حمة الدماغ. يظهر هنا بروتوكول لمزارع شرائح الدماغ خارج الجسم الحي من الفئران المطعمة بالأجانب التي تحتوي على خطوط فرعية نسلية لسرطان الثدي عن طريق الحقن داخل الجمجمة. تم حقن الخلايا الموسومة ب MDA-MB-231BR luciferase داخل الجمجمة في أدمغة الفئران الإناث Nu / Nu ، وبعد تكوين الورم ، تم عزل الأدمغة وتقطيعها وزراعتها خارج الجسم الحي. تم تصوير شرائح الورم لتحديد الخلايا السرطانية التي تعبر عن luciferase ومراقبة انتشارها وغزوها في حمة الدماغ لمدة تصل إلى 10 أيام. علاوة على ذلك ، يصف البروتوكول استخدام المجهر بفاصل زمني لتصوير النمو والسلوك الغازي للخلايا السرطانية بعد العلاج بالإشعاع المؤين أو العلاج الكيميائي. يمكن تصور استجابة الخلايا السرطانية للعلاجات عن طريق التصوير المجهري الحي ، وقياس شدة التلألؤ الحيوي ، وإجراء علم الأنسجة على شريحة الدماغ التي تحتوي على خلايا BCBM. وبالتالي ، قد يكون نموذج شريحة خارج الجسم الحي هذا منصة مفيدة للاختبار السريع للعوامل العلاجية الجديدة بمفردها أو بالاشتراك مع الإشعاع لتحديد الأدوية المخصصة لاستهداف نمو الدماغ النقيلي لسرطان الثدي لدى المريض داخل البيئة الدقيقة للدماغ.

تم حقن خلايا MDA-MB-231BR-GFP-Luciferase داخل الجمجمة في نصف الكرة الأيمن لفئران Nu / Nu البالغة من العمر 4-6 أسابيع كما هو موضح أعلاه (الشكل 1A) وسمح لها بالنمو لمدة 12-14 يوما ، وخلال هذه الفترة تم رصد نمو الورم عن طريق التصوير بالتلألؤ الحيوي (الشكل 1B). لقد حقن 100,000 خلية سرطانية...

Watch this Scientific Journal Video about An Ex Vivo Brain Slice Model to Study and Target Breast Cancer Brain Metastatic Tumor Growth at JoVE.com

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

نحن نقدم بروتوكولا لقياس الاستجابة الدوائية والإشعاعية في الوقت الحقيقي لخلايا الدماغ النقيلية لسرطان الثدي في نموذج شريحة الدماغ العضوية النمطية. توفر الطرق فحصا كميا للتحقيق في الآثار العلاجية للعلاجات المختلفة على نقائل الدماغ من سرطان الثدي بطريقة خارج الجسم الحي داخل واجهة البيئة الدقيقة للدماغ.

نموذج شريحة الدماغ خارج الجسم الحي لدراسة واستهداف سرطان الثدي نمو الورم النقيلي في الدماغ

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

يسمح هذا البروتوكول بتكوين خلايا سرطانية نقلية في الدماغ وتوليد شرائح دماغية خارج الجسم الحي تسمح بإجراء اختبار سريع لفعالية الدواء والإشعاع على ورم مسبق التشكيل. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي القدرة على اختبار العديد من الأدوية أو العلاجات بسرعة في بيئة ذات صلة من الناحية الفسيولوجية تحافظ على التفاعلات بين الدماغ والورم والمضيف. قد تساعد هذه الطريقة في فهم كيفية نمو خلايا الدماغ النقيلية والبقاء على قيد الحياة وغزو حمة الدماغ وفهم دور البيئة الدقيقة لورم الدماغ في نمو السرطان وانتشاره.ستوضح الإجراءات لوريلا سيراكو وإميلي إسكيا ، وكلاهما مرشحان لدرجة الدكتوراه من مختبري. للبدء ، مع وضع الفئران المخدرة في إطار مجسمة وشل حركة الرأس باستخدام قضبان الأذن القياسية. تعقيم سطح الرأس ثلاث مرات عن طريق التطبيق المتكرر بالتناوب لمسحات اليود و 70٪ من الإيثانول قبل الشق.باستخدام مشرط جراحي ، قم بعمل شق خط الوسط بطول سنتيمتر واحد بزاوية قطرية إلى المحور الوهمي الذي يقسم دماغ الفئران إلى نصفين متماثلين لفضح الجمجمة. بعد مسح أي دم باستخدام قطعة قطن ، قم بتحويل الجلد أفقيا لفضح موقع الحقن. استخدم بت نتوء 0.73 ملم لاختراق الجمجمة وحفر ثقب باستخدام ضغط طفيف وحركة التواء.لحقن خمسة ميكرولترات من الخلايا التي تعبر بثبات عن GFP luciferase ، أدخل حقنة عالية الدقة إلى عمق 3.5 ملم في الدماغ. اتركه يستقر لمدة دقيقتين ثم اسحب المحقنة لأعلى حوالي ملليمتر واحد. بعد دقيقتين ، حقن حجم النصف الأول ببطء وانتظر لمدة دقيقتين أخريين قبل حقن بقية الحجم.بعد ثلاث دقائق ، اسحب المحقنة ببطء. ضع شمع العظام على موقع الحقن على الجمجمة وقم بخياطة الأنسجة بخيوط البولي بروبلين. راقب سلوك الفأر مباشرة بعد الجراحة بشكل دوري لتحديد ما إذا كانت هناك حاجة إلى علاج خاص ، بما في ذلك الحقن الملحي والأغذية اللينة ، للمساعدة في الشفاء السريع.لمراقبة نمو الورم عن طريق التصوير بالتلألؤ الحيوي ، قم أولا بتشغيل الأكسجين والأيزوفلوران على نظام التصوير والسماح بتوزيعهما على الغرفة المنفصلة خارج صندوق التصوير. بعد ذلك ، بعد تشغيل البرنامج وتهيئة الأداة ، حدد الخيار المناسب لتصور والتقاط جسم الماوس بأكمله. بعد ذلك ، انقل الفئران إلى الغرفة خارج صندوق التصوير المزود بالأكسجين والأيزوفلوران.بمجرد أن تكون الفئران تحت تأثير التخدير ، حقن الفئران داخل الصفاق مع 200 ميكرولتر من 30 ملليغرام لكل ملليلتر من لوسيفيرين. ضع الفئران في غرفة التصوير مع توجيه المعدة لأسفل إلى شفة الأنف في غرف التصوير. قم بقفل الغرفة ، واختر التعرض لمدة دقيقتين لبدء التصوير ، ثم أكمل التصوير.بعد وضع قطاعة الأنسجة في غطاء تدفق صفحي معقم ، قم بتنظيف جميع الأدوات والأدوات باستخدام 70٪ من الإيثانول. بعد القتل الرحيم للفأر ، قم بإزالة الدماغ ووضعه بسرعة في محلول السكروز البارد المثلج ACSF. باستخدام ملعقة، انقل الدماغ على ورقة ترشيح مبللة ب ACSF على غطاء طبق 60 ملم.باستخدام شفرة حلاقة حادة ومعقمة ، قم بقطع الأجزاء الزائدة من الدماغ التي لا تحتوي على أي ورم ، بما في ذلك الجزء السفلي من الدماغ ، لجلب شكل الدماغ إلى مكعب غير مثالي. بعد وضع عدة أوراق من ورق الترشيح المبلل ب ACSF على منصة القطع ، ضع الأنسجة المسدودة على ورق الترشيح. لتقطيع الأنسجة إلى أقسام بسماكة 200 إلى 250 ميكرومتر، اضبط حجم القطع على وحدتين أو 2.5 وحدة على مسطرة الموفر وابدأ القطع.استخدم فرشاة الطلاء لنقل شرائح الدماغ إلى طبق يحتوي على السكروز ACSF وفصل الشرائح تحت المجهر الضوئي باستخدام إبر قياس 27. تحديد الشرائح الإيجابية GFP تحت المجهر الفلوري. بعد ذلك ، باستخدام ماصة معقمة مكسورة سعة ملليلتر واحد مع فتحة واسعة ، انقل الشرائح المحددة إلى طبق جديد بحجم 60 ملم يحتوي على ملليلتر إلى ثلاثة ملليلتر من وسائط شرائح البالغين.ثم ، انقل ثلاث إلى خمس شرائح إلى كل مزرعة أنسجة يتم إدخالها في كل بئر من صفيحة من ستة آبار على مسافة آمنة. بعد إزالة الوسط الزائد من سطح الإدراج ، أضف ملليلتر واحد من وسط شريحة الماوس البالغ المتوازن أسفل كل إدراج. احتضان الأنسجة عند 37 درجة مئوية ، 5 ٪ من ثاني أكسيد الكربون ، و 95 ٪ من الرطوبة لمدة 24 ساعة قبل التصوير.ماصة خمسة ميكرولترات من 30 ملليغرام لكل محلول لوسيفيرين ملليلتر في الوسط تحت الإدخالات داخل غطاء محرك السيارة المعقم. ضع اللوحة ذات الستة آبار مع الغطاء داخل غرفة التصوير الخاصة بالأداة أسفل الكاميرا الثابتة وقم بقفل باب الغرفة. افتح البرنامج وقم بتهيئة الأداة.بعد اختيار إعدادات الكاميرا التي تسمح بالتصور والتقاط بئر واحد فقط لكل صورة، ضع البئر المراد تصويره مباشرة تحت الكاميرا. استخدم أداة عائد الاستثمار ، وقم بتركيبها حول شكل الورم وحجمه ، وقم بقياس عائد الاستثمار ، وأبلغ عن إجمالي القراءات لتحديد إشارة اللمعان الحيوي لكل ورم على الشريحة. بعد إعادة اللوحة إلى غطاء التدفق الرقائقي المعقم ، استخدم الملقط لرفع الإدراج قليلا من البئر.بعد شفط الوسط ، استبدل الوسط بملليلتر واحد من الوسط الطازج وضع الجزء الداخلي مرة أخرى في البئر. بالنسبة للتجارب التي يتم فيها معالجة الشرائح بمركبات مختلفة ، مثل المثبطات والأيضات ، قم بإعداد تركيز الكاشف المناسب في 1.2 ملليلتر من وسائط شريحة الدماغ في أنبوب 1.5 ملليلتر ، ثم انقل ملليلتر واحد من الكاشف إلى البئر الذي يحتوي على الشريحة. تم حقن خلايا لوسيفيراز MDA-MB-231 BR-GFP في الفئران العارية ، وسمح للأورام بالنمو ، وتم تشريح الأدمغة المصابة بالأورام ، وتقطيعها ، ونموها خارج الجسم الحي ، وتم مراقبة نمو الورم عن طريق التصوير بالتلألؤ الحيوي.أكد تلطيخ H & E والتألق الإيجابي GFP وجود ورم في شريحة الدماغ. أكدت زيادة تلطيخ Ki-67 وجود خلايا سرطانية عالية التكاثر. استمرت الأورام في شرائح الدماغ التي لم تتعرض للتشعيع في النمو خارج الجسم الحي ، في حين أظهرت الأورام المعرضة للتشعيع نموا متوقفا.كما تمت مراقبة شرائح الدماغ التي تحتوي على أورام عن طريق التصوير الحي لتصور نمو الورم بعد العلاج الإشعاعي. تمشيا مع التصوير الحيوي ، نمت الخلايا السرطانية السيطرة بسرعة مع زيادة كثافة GFP وبدأت الخلايا تغزو حمة الدماغ. في المقابل ، كانت الخلايا السرطانية في شرائح الدماغ المعالجة بالتشعيع مثبطة للخلايا وتم الحفاظ على كثافة GFP.تم الكشف عن خلايا سرطانية كبيرة متعددة النوى وزيادة في تلطيخ علامة تلف الحمض النووي في الخلايا السرطانية المعالجة بالأشعة تحت الحمراء. أيضا ، تم الكشف عن زيادة في الخلايا النجمية التفاعلية. لم يتم الكشف عن موت الخلايا المبرمج الناجم عن العلاج بالأشعة تحت الحمراء في شرائح دماغ الفئران الخالية من الورم.عولجت شرائح الدماغ التي تحتوي على أورام بتركيزات مختلفة من باكليتاكسيل ، وهو دواء للعلاج الكيميائي. قلل العلاج من حجم الورم بشكل كبير بعد اليوم 10 من العلاج. تم الكشف عن زيادة في موت الخلايا المبرمج في الخلايا السرطانية المعالجة بالباكليتاكسيل.لم يغير العلاج المثبط من صلاحية أنسجة المخ. لم يتم قياس أي زيادة في موت الخلايا المبرمج عن طريق تلطيخ كاسباز-3 المشقوق في شريحة دماغ الفئران الخالية من الورم المعالجة بالباكليتاكسيل. عندما ينتهي العلاج بالأدوية ذات الأهمية ، يمكن تحليل الشرائح للتعبير عن البروتين من خلال الكيمياء المناعية ، أو دراسات omic ، أو تحقيق تعليق أحادي الخلية مناسب لقياس التدفق الخلوي.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

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

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

والوريد البابي حقن نموذج لدراسة الكبد الانبثاث من سرطان الثدي

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 ...

Acellular and Cellular Lung Model to Study Tumor Metastasis

نموذج الرئة اللاخلوي والخلوية لدراسة ورم خبيث

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 ...

Live-Cell Imaging Assays to Study Glioblastoma Brain Tumor Stem Cell Migration and Invasion

فحوصات التصوير خلية يعيش بدراسة الدماغ جليوبلاستوما ورم الخلايا الجذعية الهجرة والغزو

Glioblastoma (GBM) is an aggressive brain tumor that is poorly controlled with the currently available treatment options. Key features of GBMs include ...

Paramyxoviruses for Tumor-targeted Immunomodulation: Design and Evaluation Ex Vivo

باراميكسوفيروسيس لاستهداف الورم المرباة: التصميم والتقييم السابقين فيفو

Successful cancer immunotherapy has the potential to achieve long-term tumor control. Despite recent clinical successes, there remains an urgent need for ...

The Clinical Application of Tumor Treating Fields Therapy in Glioblastoma

التطبيق السريري للورم علاج العلاج بحقول في جليوبلاستوما

Glioblastoma is the most common and lethal form of brain cancer, with a median survival of 15 months after diagnosis and a 5 year survival rate of only 5% ...

Longitudinal Intravital Imaging of Brain Tumor Cell Behavior in Response to an Invasive Surgical Biopsy

التصوير التحيئي الطولي لسلوك خلايا أورام الدماغ استجابة لخزعة جراحية غازية

Biopsies are standard of care for cancer treatment and are clinically beneficial as they allow solid tumor diagnosis, prognosis, and personalized ...

In Vivo Inhibition of MicroRNA to Decrease Tumor Growth in Mice

في تثبيط فيفو من MicroRNA لتقليل نمو الورم في الفئران

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

In Vitro Assay to Study Tumor-macrophage Interaction

في المختبر الاختبار لدراسة التفاعل الورم الضامة

Tumor associated macrophages (TAMs) account for a large percentage of cells in the tumor mass for different types of cancers. Glioblastoma (GBM), a ...

Generation of Orthotopic Pancreatic Tumors and Ex vivo Characterization of Tumor-Infiltrating T Cell Cytotoxicity

Generation of Orthotopic Pancreatic Tumors and Ex vivo Characterization of Tumor-Infiltrating T Cell Cytotoxicity

توليد أورام البنكرياس التقويمية وتوصيف الجسم السابق للخلايا التي تتسلل إلى الخلايا T

In vivo models of pancreatic cancer provide invaluable tools for studying disease dynamics, immune infiltration and new therapeutic strategies. The ...