Name: intra-cardiac injection of human prostate cancer cells to create a bone metastasis xenograft mouse model
Uploaded: 2022-11-04T14:30:00
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Questo lavoro è supportato da sovvenzioni del National Key R&D Program of China (2018YFC1704300 e 2020YFE0201600), della National Nature Science Foundation (81973877 e 82174408), dei progetti di ricerca all'interno del budget della Shanghai University of Traditional Chinese Medicine (2021LK047) e dello Shanghai Collaborative Innovation Center of Industrial Transformation of Hospital TCM Preparation.

Topi atimici maschi BALB/c di sei-otto settimane (n = 10) sono stati alloggiati in gabbie di topi ventilate individualmente (5 topi/gabbia) in una stanza per animali priva di agenti patogeni specifici (SPF) nelle condizioni di 12 ore di ciclo luce/buio, con libero accesso al mangime SPF e all'acqua sterile. I topi sono stati nutriti in modo adattivo per una settimana prima degli esperimenti. Tutti gli esperimenti sugli animali sono stati approvati dal comitato per il benessere degli animali dell'Università di Shanghai d...

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	<li>Siegel, R. L., Miller, K. D., Fuchs, H. E., 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+Cancerstatistics,+2021.">Cancer Cancerstatistics, 2021.</a> CA: A Cancer Journal for Clinicians. 71 (1), 7-33 (2021).</li><li>Sung, H., 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=Global+cancer+statistics+2020:+GLOBOCAN+estimates+of+incidence+and+mortality+worldwide+for+36+cancers+in+185+countries.">Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries.</a> CA: A Cancer Journal for Clinicians. 71 (3), 209-249 (2021).</li><li>Coleman, R. 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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=TGF-beta+signaling+blockade+inhibits+PTHrP+secretion+by+breast+cancer+cells+and+bone+metastases+development.">TGF-beta signaling blockade inhibits PTHrP secretion by breast cancer cells and bone metastases development.</a> The Journal of Clinical Investigation. 103 (2), 197-206 (1999).</li><li>Schneider, A., 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=turnover+mediates+preferential+localization+of+prostate+cancer+in+the+skeleton.">turnover mediates preferential localization of prostate cancer in the skeleton.</a> Endocrinology. 146 (4), 1727-1736 (2005).</li><li>Padalecki, S. 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L'iniezione intracardiaca di cellule tumorali della prostata umane per generare metastasi ossee è un modello murino ideale per esplorare le funzioni e i meccanismi delle metastasi ossee del cancro alla prostata e valutare l'efficacia terapeutica. Gli studi hanno dimostrato che il danno osseo si verifica molto probabilmente nella tibia prossimale e nel femore distale17, che può essere dovuto alla loro elevata vascolarizzazione e attività metabolica.
Poiché la metasta...

Il cancro alla prostata è il tumore più frequente negli uomini in 112 paesi e si colloca al secondo posto per mortalità nei paesi con un indice di sviluppo umano più elevato 1,2. La maggior parte dei decessi nei pazienti con cancro alla prostata sono causati da metastasi e circa il 65% -75% dei casi svilupperà metastasi ossee 3,4. Pertanto, la prevenzione e il trattamento delle metastasi ossee del cancro alla prostata sono urgentemente necessari per migliorare l'esito clinico dei pazienti con cancro alla prostata. Il modello animale di metastasi ossee è uno strumento indispensabile per esplorare il processo multistadio e i meccanismi molecolari coinvolti in ogni stadio delle metastasi ossee del cancro alla prostata, identificando così bersagli terapeutici e sviluppando nuove terapie5.
I metodi più comuni per generare modelli animali sperimentali di metastasi ossee del cancro alla prostata includono l'ortotopica, l'intra-diafisi (come l'iniezione intra-tibiale) e intra-cardiaca delle cellule tumorali della prostata. Il modello di metastasi ossea con iniezione ortotopica viene generato iniettando direttamente cellule tumorali della prostata nella prostata di un topo 6,7. Questo modello animale sperimentale ha caratteristiche cliniche molto simili alle metastasi ossee del cancro alla prostata. Tuttavia, le metastasi avvengono principalmente nel linfonodo ascellare e nel polmone piuttosto che nell'osso 8,9. Il modello di iniezione intratibiale per il cancro alla prostata inietta direttamente cellule tumorali della prostata nella tibia con un alto tasso di formazione tumorale nell'osso (tibia)10,11; Tuttavia, la corteccia ossea e la cavità del midollo osseo sono facilmente danneggiate. Inoltre, il metodo di iniezione tibiale non può stimolare il processo patologico delle metastasi ossee del cancro alla prostata in cui le cellule tumorali colonizzano l'osso attraverso la circolazione. Per studiare la circolazione, lo stravaso vascolare e le metastasi a distanza con un più alto tasso di metastasi ossee delle cellule tumorali, è stata sviluppata una tecnica di iniezione intracardiaca iniettando direttamente le cellule tumorali della prostata nel ventricolo sinistro del topo 8,12,13. Questo lo rende un valido modello animale per la ricerca sulle metastasi ossee8. Il metodo di iniezione intracardiaca mostra un tasso di metastasi ossee di circa il 75%9,14, molto più alto rispetto al metodo di iniezione ortotopica. Pertanto, l'iniezione intracardiaca è un metodo ideale per generare un modello animale con metastasi ossee del cancro alla prostata.
Questo lavoro mira a descrivere il processo di creazione di un modello murino di metastasi ossee del cancro alla prostata, consentendo ai lettori di visualizzare l'istituzione del modello. Il lavoro attuale fornisce processi dettagliati, precauzioni e immagini illustrative per generare un modello di xenotrapianto di metastasi ossee tramite iniezione intracardiaca di cellule tumorali della prostata umane in topi atimici. Questo metodo fornisce uno strumento efficace per esplorare ulteriormente i meccanismi molecolari e gli effetti terapeutici in vivo delle metastasi ossee del cancro alla prostata.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1 mL syringes and needles</td>
			<td>Shandong Weigao Group Medical Polymer Co., Ltd</td>
			<td>20200411</td>
			<td>The cells were injected into the ventricles of mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesia machine</td>
			<td>Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd</td>
			<td>R500IP</td>
			<td>Equipment for anesthetizing mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Automatic cell counter</td>
			<td>Shanghai Simo Biological Technology Co., Ltd</td>
			<td>IC1000</td>
			<td>&#160;For counting cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BALB/c athymic mice</td>
			<td>Shanghai SLAC Laboratory Animal Co, Ltd.</td>
			<td>Male</td>
			<td>6-8 week old, male mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bioluminescence imaging system</td>
			<td>Shanghai Baitai Technology Co., Ltd</td>
			<td>Vieworks</td>
			<td>For tracking the tumor growth and pulmonary metastasis if the injected cells are labeled by luciferase</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge tube (15 mL, 50 mL)</td>
			<td>Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd</td>
			<td>&#160;430790, Corning</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA solution</td>
			<td>Wuhan Xavier Biotechnology Co., Ltd</td>
			<td>G1105</td>
			<td>&#160;For decalcification of bone tissure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>F-12 medium</td>
			<td>Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd</td>
			<td>21700075, GIBCO</td>
			<td>Cell culture medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formalin solution</td>
			<td>Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd</td>
			<td>BL539A</td>
			<td>For fixing the specimen of each mouse</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd</td>
			<td>VETEASY</td>
			<td>For anesthesia&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipofectamine 2000</td>
			<td>Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd</td>
			<td>11668027, Thermo fisher</td>
			<td>Plasmid transfection reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PC-3 cell line</td>
			<td>Cell Bank of Chinese Academy of Sciences</td>
			<td>TCHu 158</td>
			<td>Prostate cancer cell line</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate-buffered saline</td>
			<td>Beyotime Biotechnology</td>
			<td>ST447</td>
			<td>Wash the human osteosarcoma cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin (0.25%)</td>
			<td>Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd</td>
			<td>25200056, Gibco</td>
			<td>For detaching the cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vector (pLV-luciferase)</td>
			<td>Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd</td>
			<td>VL3613</td>
			<td>Plasmid for transfection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-ray imaging system</td>
			<td>Brook (Beijing) Technology Co., Ltd</td>
			<td>FX PRO</td>
			<td>For obtaining x-ray images to detect tumor growth</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#956;CT80</td>
			<td>Shenzhen Fraun Technology Service Co., Ltd</td>
			<td>Scanco Medical AG,Switzerland</td>
			<td>For detection of bone destruction. The mico-CT is equipped with 3DCalc, cone reconstruction,&#160; and &#956;CT Ray V3.4A model visualization software.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

intra-cardiac injection of human prostate cancer cells to create a bone metastasis xenograft mouse model

Come la neoplasia maschile più comune, il cancro alla prostata (PC) è al secondo posto nella mortalità, principalmente a causa di un tasso di metastasi ossee del 65% -75%. Pertanto, è essenziale comprendere il processo e i relativi meccanismi delle metastasi ossee del cancro alla prostata per lo sviluppo di nuove terapie. Per questo, un modello animale di metastasi ossee è uno strumento essenziale. Qui, riportiamo procedure dettagliate per generare un modello murino di metastasi ossee tramite iniezione intracardiaca di cellule tumorali della prostata. Un sistema di imaging a bioluminescenza può determinare se le cellule tumorali della prostata sono state accuratamente iniettate nel cuore e monitorare le metastasi delle cellule tumorali poiché ha grandi vantaggi nel monitoraggio dello sviluppo della lesione metastatica. Questo modello replica lo sviluppo naturale delle cellule tumorali disseminate per formare micro-metastasi nell'osso e imita il processo patologico delle metastasi ossee del cancro alla prostata. Fornisce uno strumento efficace per ulteriori esplorazioni dei meccanismi molecolari e degli effetti terapeutici in vivo di questa malattia.

L'imaging a bioluminescenza offre enormi vantaggi nel monitoraggio dello sviluppo della lesione metastatica per un modello di iniezione intracardiaca. Subito dopo l'iniezione di cellule tumorali (entro 24 ore), è stata utilizzata la bioluminescenza per visualizzare le cellule tumorali che entrano nella circolazione generale (Figura 3A). L'evidente segnalazione di bioluminescenza su tutto il corpo sarà visibile quando le cellule tumorali vengono iniettate correttamente nella circolazione ar...

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Intra-Cardiac Injection of Human Prostate Cancer Cells to Create a Bone Metastasis Xenograft Mouse Model

Qui, presentiamo un protocollo per l'iniezione intra-cardiaca di cellule tumorali della prostata umane per generare un modello murino con lesioni da metastasi ossee.

Iniezione intracardiaca di cellule tumorali della prostata umane per creare un modello murino di xenotrapianto di metastasi ossee

As the most common male malignancy, prostate cancer (PC) ranks second in mortality, primarily due to a 65%-75% bone metastasis rate. Therefore, it is ...

Questo metodo può aiutare a produrre un modello ideale che imita da vicino il naturale progresso delle metastasi ossee delle cellule tumorali della prostata in vivo. Questa tecnica ha il vantaggio di una metastasi ossea e rappresenta il processo naturale di metastasi ossea delle cellule tumorali della prostata in vivo. Questa tecnica favorisce l'esplorazione dei meccanismi molecolari e lo studio degli effetti terapeutici in vivo per le metastasi ossee del cancro alla prostata.Il giorno dell'iniezione, prendere dall'80 al 90% di cellule PC3 confluenti marcate con luciferasi coltivate in un piatto di coltura cellulare di 10 centimetri e iniziare a preparare le cellule per l'iniezione lavandole due volte con PBS sterile a freddo. Tripsinizzare le cellule lavate con 1,5 millilitri di tripsina allo 0,25% per tre minuti, dopodiché spegnere la tripsina aggiungendo sei millilitri di mezzo F12 contenente il 10% di siero e raccogliere le cellule in una provetta da centrifuga da 15 millilitri. Trasferire 20 microlitri della sospensione cellulare raccolta in una piastra di conteggio delle celle e calcolare la concentrazione cellulare utilizzando un contatore automatico delle celle.Quindi, centrifugare le celle a temperatura ambiente per cinque minuti a 800 G.Scartare il surnatante usando una pipetta e risospendere il pellet di cella in mezzo F12 per ottenere la densità finale desiderata. Ora porta le cellule nella sala operatoria ed esegui l'iniezione cellulare entro due ore. Tenere le cellule sul ghiaccio fino all'iniezione.Per iniziare l'intervento chirurgico, posizionare il topo anestetizzato in posizione supina e immobilizzare entrambi gli arti superiori allungandoli perpendicolarmente lontano dalla linea mediana. Utilizzando del nastro adesivo chirurgico, immobilizzare il mouse dall'addome in giù senza premere forte e spostare gli organi interni. Disinfettare la pelle del torace utilizzando un tampone etanolo al 70%.Quindi, palpare lungo il centro della parete toracica anteriore per individuare il processo xifoideo del topo nella depressione all'estremità inferiore dello sterno medio. Etichettare il punto più inferiore del processo xifoideo. Quindi, palpando dal centro della parete toracica anteriore, individuare la tacca giugulare del topo nella depressione centrale sul bordo superiore del manubrio e segnare il punto più inferiore della tacca giugulare.Ora individua e segna il punto medio tra i due segni precedenti, leggermente verso destra e appena sopra il cuore nel terzo spazio intercostale. Questo è il punto di iniezione. Mescolare accuratamente la sospensione cellulare prima di caricare 200 microlitri della sospensione in una siringa da un millilitro montata con un ago da 26 gauge.Lasciare un po' d'aria nella siringa tra lo stantuffo e la sospensione per consentire l'ingresso di sangue pulsante durante l'iniezione. Per eseguire l'iniezione, inserire verticalmente l'ago attraverso il sito di iniezione. Se la punta dell'ago è inserita correttamente nel ventricolo sinistro, il sangue pulsante rosso vivo sarà visibile nel mozzo dell'ago.Riprovare a iniettare se la pulsazione del sangue non è visibile o il sangue è coagulante. Una volta inserito correttamente l'ago, iniettare 100 microlitri di sospensione cellulare molto lentamente nell'arco di 40-60 secondi con una mano stabile. Dopo il completamento dell'iniezione, ritrarre l'ago applicando pressione sul sito di iniezione con un batuffolo di cotone asciutto per 15 secondi per garantire l'emostasi.Riportare il mouse nella gabbia pulita e monitorare l'animale fino a quando non si riprende completamente dall'anestesia. L'imaging a bioluminescenza eseguito 24 ore dopo l'iniezione di cellule PC3 marcate con luciferasi nel topo ha mostrato segnali provenienti da tutto il corpo dell'animale che indicano la presenza di cellule tumorali nella circolazione sistemica. Le lesioni metastatiche sono apparse negli arti posteriori del topo due settimane dopo l'iniezione.Le lesioni metastatiche sono diventate più grandi con il passare del tempo e hanno iniziato a comparire in altri siti. Le lesioni metastatiche indotte dalle cellule del cancro alla prostata nelle ossa sono state ulteriormente rilevate utilizzando l'imaging a raggi X che ha mostrato la distruzione ossea nella tibia prossimale dell'animale. Lo stesso è stato confermato anche dalla scansione micro CT.Le lesioni metastatiche sono state ulteriormente confermate nei tessuti incorporati in paraffina dalla colorazione con ematina ed eosina. Un sito di iniezione accurato è molto importante per garantire il tasso di successo di questo modello. Questo può essere ottenuto con la pratica.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Intra-iliac Artery Injection for Efficient and Selective Modeling of Microscopic Bone Metastasis

Intra-iliaca iniezione per un efficiente e selettivo Modellazione di microscopico metastasi ossee

Intra-iliac artery (IIA) injection is an efficient approach to introduce metastatic lesions of various cancer cells in animals. Compared to the widely ...

Ricerca

Ricerca sul cancro

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

Un modello di iniezione vena porta del fegato per studiare metastasi del cancro al seno

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

Intracarotidea Cancer Cell iniezione per produrre modelli murini di cervello Metastasi

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. ...

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

Attecchimento del tumore in un modello murino di xenotrapianto di umano linfoma a cellule mantellari

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 ...

Patient-derived Orthotopic Xenograft Models for Human Urothelial Cell Carcinoma and Colorectal Cancer Tumor Growth and Spontaneous Metastasis

Modelli di Xenotrapianto ortotopico derivati dal paziente per carcinoma a cellule uroteliali umane e crescita del tumore del tumore colorettale e metastasi spontanea

Cancer patients have poor prognoses when lymph node (LN) involvement is present in both high-grade urothelial cell carcinoma (HG-UCC) of the bladder and ...

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

Istituzione e analisi di organidi tridimensionali (3D) Derivati dagli spettri della metastasi ossea del cancro della prostata del paziente e dai loro xenoinfi

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

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

Analisi patologica delle metastasi polmonari a seguito di iniezione laterale della vena della coda di cellule tumorali

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

A Murine Ommaya Xenograft Model to Study Direct-Targeted Therapy of Leptomeningeal Disease

Un modello murino di ommaya xenotrapianto per studiare la terapia mirata diretta della malattia leptomeningea

Leptomeningeal disease (LMD) is an uncommon type of central nervous system (CNS) metastasis to the cerebral spinal fluid (CSF). The most common cancers ...

A Syngeneic Orthotopic Osteosarcoma Sprague Dawley Rat Model with Amputation to Control Metastasis Rate

Un modello di ratto sprague Dawley ortotopico singenico con amputazione per controllare il tasso di metastasi

The most recent advance in the treatment of osteosarcoma (OS) occurred in the 1980s when multi-agent chemotherapy was shown to improve overall survival ...

Modeling Brain Metastasis Via Tail-Vein Injection of Inflammatory Breast Cancer Cells

Modellazione delle metastasi cerebrali tramite iniezione di vena della coda di cellule infiammatorie del cancro al seno

Metastatic spread to the brain is a common and devastating manifestation of many types of cancer. In the United States alone, about 200,000 patients are ...