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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この研究は、中国の国家重点研究開発プログラム(2018YFC1704300および2020YFE0201600)、国家自然科学財団(81973877および82174408)、上海中医薬大学の予算内の研究プロジェクト(2021LK047)、および病院TCM準備の産業変革の上海共同イノベーションセンターからの助成金によってサポートされています。

6〜8週齢の雄性BALB/c無胸腺マウス(n = 10)を、SPF飼料および滅菌水に自由にアクセスできる状態で、12時間の明暗サイクルの条件下で、特定の病原体のない(SPF)動物室に個別に換気されたマウスケージ(5匹/ケージ)に収容した。マウスは、実験の前に1週間適応的に給餌された。すべての動物実験は、上海中医薬大学の動物福祉委員会によって承認されました。
1.細胞調製</...

<ol>
	<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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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=SRC+tyrosine+kinase+activates+the+YAP/TAZ+axis+and+thereby+drives+tumor+growth+and+metastasis.">SRC tyrosine kinase activates the YAP/TAZ axis and thereby drives tumor growth and metastasis.</a> The Journal of Biological Chemistry. 294 (7), 2302-2317 (2019).</li><li>Chang, 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=Matrine+inhibits+prostate+cancer+via+activation+of+the+unfolded+protein+response/endoplasmic+reticulum+stress+signaling+and+reversal+of+epithelial+to+mesenchymal+transition.">Matrine inhibits prostate cancer via activation of the unfolded protein response/endoplasmic reticulum stress signaling and reversal of epithelial to mesenchymal transition.</a> Molecular Medicine Reports. 18 (1), 945-957 (2018).</li><li>Arguello, F., Baggs, R. 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E., 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=Murine+models+of+breast+cancer+bone+metastasis.">Murine models of breast cancer bone metastasis.</a> BoneKEy Reports. 5, 804 (2016).</li><li>Fearon, K. C., Glass, D. J., Guttridge, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+cachexia:+mediators,+signaling,+and+metabolic+pathways.">Cancer cachexia: mediators, signaling, and metabolic pathways.</a> Cell Metabolism. 16 (2), 153-166 (2012).</li><li>Waning, D. 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=Excess+TGF-&#946;+mediates+muscle+weakness+associated+with+bone+metastases+in+mice.">Excess TGF-&#946; mediates muscle weakness associated with bone metastases in mice.</a> Nature Medicine. 21 (11), 1262-1271 (2015).</li><li>Talbot, S. R., 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=Defining+body-weight+reduction+as+a+humane+endpoint:+a+critical+appraisal.">Defining body-weight reduction as a humane endpoint: a critical appraisal.</a> Laboratory Animals. 54 (1), 99-110 (2020).</li><li>Paget, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+distribution+of+secondary+growths+in+cancer+of+the+breast.">The distribution of secondary growths in cancer of the breast.</a> Cancer Metastasis Reviews. 8 (2), 98-101 (1989).</li><li>Yin, 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=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. 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=Chromosome+18+suppresses+prostate+cancer+metastases.">Chromosome 18 suppresses prostate cancer metastases.</a> Urologic Oncology. 21 (5), 366-373 (2003).</li></ol>

骨転移を生じさせるためのヒト前立腺癌細胞の心臓内注射は、前立腺癌骨転移の機能とメカニズムを探索し、治療効果を評価するための理想的なマウスモデルである。研究によると、骨の損傷は近位脛骨と遠位大腿骨17で発生する可能性が最も高く、これはそれらの高い血管新生と代謝活動が原因である可能性があります。
骨転移は乳がん患者で頻繁に...

前立腺がんは、112か国の男性で最も頻度の高いがんで、人間開発指数の高い国で死亡率で2番目にランクされています1,2。前立腺がん患者の死亡のほとんどは転移によって引き起こされ、症例の約65%〜75%が骨転移を発症します3,4。したがって、前立腺癌患者の臨床転帰を改善するために、前立腺癌骨転移の予防と治療が緊急に必要とされています。骨転移の動物モデルは、前立腺がんの骨転移の各段階に関与する多段階のプロセスと分子メカニズムを探索し、治療標的を特定し、新しい治療法を開発するために不可欠なツールです5。
前立腺癌骨転移の実験動物モデルを生成する最も一般的な方法には、前立腺癌細胞の同所性、骨幹内(脛骨内など)、および心臓内注射が含まれます。同所性注射による骨転移モデルは、マウスの前立腺に前立腺癌細胞を直接注入することによって生成される6、7。この実験動物モデルは、前立腺癌の骨転移と非常によく似た臨床的特徴を持っています。ただし、転移は主に骨ではなく腋窩リンパ節と肺で発生します8,9。前立腺がんの脛骨内注射モデルは、前立腺がん細胞を骨(脛骨)の腫瘍形成率が高い状態で脛骨に直接注入します10,11;しかしながら、骨皮質および骨髄腔は容易に損傷を受ける。さらに、脛骨注射法は、癌細胞が循環を介して骨にコロニーを形成する前立腺癌骨転移の病理学的プロセスを刺激することはできません。癌細胞の骨転移率が高い循環、血管溢出、遠隔転移を調べるために、マウスの左心室に前立腺癌細胞を直接注入する心臓内注射技術が開発されています8、12、13。これは、骨転移研究のための貴重な動物モデルになります8。心臓内注射法は、同所性注射法よりもはるかに高い約75%9,14の骨転移率を示しています。したがって、心臓内注射は、前立腺癌骨転移を有する動物モデルを生成するための理想的な方法である。
この研究は、前立腺癌の骨転移のマウスモデルを確立するプロセスを記述し、読者がモデル確立を視覚化できるようにすることを目的としています。現在の研究は、無胸腺マウスにおけるヒト前立腺癌細胞の心臓内注射 を介して 骨転移異種移植片モデルを生成するための詳細なプロセス、予防措置、および例示的な写真を提供します。この方法は、前立腺癌骨転移の分子メカニズムおよび in vivo 治療効果をさらに探索するための有効なツールを提供する。

<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

最も一般的な男性悪性腫瘍として、前立腺がん(PC)は、主に65%〜75%の骨転移率のために、死亡率で2番目にランクされています。したがって、新しい治療法を開発するためには、前立腺癌骨転移のプロセスと関連するメカニズムを理解することが不可欠です。このためには、骨転移の動物モデルが不可欠なツールです。今回,前立腺癌細胞の心臓内注射 による 骨転移マウスモデル作製の詳細な手順について報告する.生物発光イメージングシステムは、転移性病変の発生を監視する上で大きな利点があるため、前立腺癌細胞が心臓に正確に注入されているかどうかを判断し、癌細胞の転移を監視できます。このモデルは、播種性癌細胞の自然な発達を再現して骨に微小転移を形成し、前立腺癌の骨転移の病理学的プロセスを模倣します。これは、この疾患の分子メカニズムと in vivo 治療効果をさらに調査するための効果的なツールを提供します。

生物発光イメージングは、心臓内注射モデルの転移病変の発生を監視する上で大きな利点を提供します。がん細胞注入直後(24時間以内)に、生物発光イメージングを使用して、全身循環に入るがん細胞を視覚化しました(図3A)。がん細胞が動脈循環に適切に注入されると、全身に明らかな生物発光シグナル伝達が見られます。注射部位(心臓)でのみ生物発光シグナルを示す...

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

ここでは、骨転移病変を有するマウスモデルを生成するためのヒト前立腺癌細胞の心臓内注射のためのプロトコルを提示する。

骨転移異種移植マウスモデルを作成するためのヒト前立腺癌細胞の心臓内注射

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 ...

この方法は、in vivoでの前立腺癌細胞の骨転移の自然な進行を厳密に模倣する理想的なモデルを作成するのに役立ちます。この技術は、骨転移の利点を有し、生体内の前立腺癌細胞の自然な骨転移過程を表す。この技術は、前立腺癌の骨転移に対する分子メカニズムの探索とin vivo治療効果の調査に役立ちます。注射当日は、10cm細胞培養皿で培養した80〜90%コンフルエントなルシフェラーゼ標識PC3細胞を採取し、冷滅菌PBSで2回洗浄して注射用細胞の準備を開始します。洗浄した細胞を1.5ミリリットルの0.25%トリプシンで3分間トリプシン処理した後、10%血清を含む6ミリリットルのF12培地を加えてトリプシンをクエンチし、細胞を15ミリリットルの遠沈管に回収します。回収した細胞懸濁液20マイクロリットルをセルカウントプレートに移し、自動セルカウンターを用いて細胞濃度を算出する。次に、細胞を室温で800 Gで5分間遠心分離し、ピペットを使用して上清を廃棄し、細胞ペレットをF12培地に再懸濁して、目的の最終細胞密度を達成します。次に、細胞を手術室に運び、2時間以内に細胞注入を行います。注射まで細胞を氷上に保ちます。手術を開始するには、麻酔をかけたマウスを仰臥位に置き、両上肢を正中線から垂直に伸ばして固定します。外科用粘着テープを使用して、強く押したり内臓を移動させたりすることなく、マウスを腹部から下に固定します。70%エタノール綿棒を使用して胸部の皮膚を消毒します。次に、前胸壁の中央を触診して、胸骨中央の下端にあるくぼみにマウス剣状突起を見つけます。剣状突起の最も劣った点にラベルを付けます。次に、前胸壁の中央から触診することにより、マニュブリウムの上部境界にある中央のくぼみにマウス頸静脈ノッチを配置し、頸静脈ノッチの最も下側のポイントをマークします。次に、前の2つのマークの間の中間点を見つけて、3番目の肋間腔の心臓の少し右に向かってマークします。これが射出ポイントです。細胞懸濁液を十分に混合してから、200マイクロリットルの懸濁液を26ゲージ針で取り付けた1ミリリットルのシリンジに入れます。プランジャーと懸濁液の間のシリンジに空気を残して、注射中に脈動する血液が入るようにします。注射を行うには、注射部位を通して針を垂直に挿入します。針先が左心室に正しく挿入されると、針ハブに真っ赤な脈動する血液が見えます。血液の脈動が見えない場合、または血液が凝固している場合は、注射を再試行してください。針が適切に挿入されたら、安定した手で40〜60秒かけて100マイクロリットルの細胞懸濁液を非常にゆっくりと注入します。注入終了後、乾いた綿棒で注射部位に15秒間圧力をかけながら針を引っ込め、止血を確実にします。マウスを清潔なケージに戻し、麻酔から完全に回復するまで動物を監視します。ルシフェラーゼ標識PC3細胞をマウスに注入してから24時間後に行った生物発光イメージングは、動物の全身からのシグナルを示し、体循環中の癌細胞の存在を示しました。転移性病変は注射の2週間後にマウスの後肢に現れた。転移性病変は時間が経つにつれて大きくなり、他の部位に現れ始めました。前立腺癌細胞誘発性骨の転移病変は、動物の近位脛骨の骨破壊を示したX線イメージングを使用してさらに検出されました。同じことがマイクロCTスキャンによっても確認されました。転移病変は、ヘマチンおよびエオジン染色によってパラフィン包埋組織でさらに確認されました。正確な注入部位は、このモデルの成功率を確保するために非常に重要です。これは練習によって達成することができます。

Research

JoVE Journal

Cancer Research

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

顕微鏡骨転移の効率的かつ選択的モデリングのためのイントラ腸骨動脈注入

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

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

乳癌の肝転移を研究するためのポータル静脈注射モデル

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

脳転移のマウスモデルを生成するために頸動脈内癌細胞注入

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

人間マントル細胞リンパ腫の異種移植マウス モデルにおける腫瘍生着

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

ヒト尿路上皮細胞癌および大腸癌腫瘍増殖および自発性転移に対する患者由来の眼科医異所性Xenograft移植片モデル

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

患者前立腺癌骨転移標本及びその異種移植片に由来する3次元(3D)オルガノイドの確立と解析

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

腫瘍細胞の横尾静脈注入後の肺転移の病理学的解析

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

レプトメニンゲレス病の直接標的療法を研究するマウス・オンマヤ異種移植片モデル

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

転移率を制御する切断を用いた同種異形性骨肉腫スプレイグ・ドーリーラットモデル

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

炎症性乳癌細胞の尾静脈注射による脳転移のモデル化

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 ...