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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Este trabalho é apoiado por subsídios do Programa Nacional de P&&D da China (2018YFC1704300 e 2020YFE0201600), da National Nature Science Foundation (81973877 e 82174408), dos projetos de pesquisa dentro do orçamento da Universidade de Medicina Tradicional Chinesa de Xangai (2021LK047) e do Centro de Inovação Colaborativa de Xangai de Transformação Industrial da Preparação de MTC Hospitalar.

Camundongos machos BALB/c com seis a oito semanas de idade (n = 10) foram alojados em gaiolas de camundongos ventilados individualmente (5 camundongos/gaiola) em um biotério específico livre de patógenos (FPS) sob condições de ciclo claro/escuro de 12 h, com livre acesso à ração FPS e água estéril. Os camundongos foram alimentados adaptativamente por uma semana antes dos experimentos. Todos os experimentos com animais foram aprovados pelo comitê de bem-estar animal da Universidade de Medicina Tradicional Chine...

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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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A injeção intracardíaca de células humanas de câncer de próstata para gerar metástase óssea é um modelo de camundongo ideal para explorar as funções e mecanismos da metástase óssea do câncer de próstata e avaliar a eficácia terapêutica. Estudos têm demonstrado que o dano ósseo provavelmente ocorre na tíbia proximal e no fêmurdistal17, o que pode ser devido à sua alta vascularização e atividade metabólica.
Como a metástase óssea é uma lesão m...

O câncer de próstata é o câncer mais frequente em homens em 112 países e ocupa o segundo lugar em mortalidade em países com maior índice de desenvolvimento humano 1,2. A maioria das mortes em pacientes com câncer de próstata é causada por metástase, e cerca de 65%-75% dos casos desenvolverão metástaseóssea3,4. Portanto, a prevenção e o tratamento das metástases ósseas do câncer de próstata são urgentemente necessários para melhorar a evolução clínica dos pacientes com câncer de próstata. O modelo animal de metástase óssea é uma ferramenta indispensável para explorar o processo em múltiplos estágios e os mecanismos moleculares envolvidos em cada estágio da metástase óssea do câncer de próstata, identificando alvos terapêuticos e desenvolvendo novasterapêuticas5.
Os métodos mais comuns para gerar modelos animais experimentais de metástase óssea de câncer de próstata incluem a injeção ortotópica, intra-diafise (como intra-tibial) e intra-cardíaca de células de câncer de próstata. O modelo de metástase óssea com injeção ortotópica é gerado pela injeção direta de células do câncer de próstata na próstata decamundongos6,7. Este modelo experimental animal apresenta características clínicas muito semelhantes às metástases ósseas do câncer de próstata. No entanto, as metástases ocorrem principalmente no linfonodo axilar e no pulmão e não no osso 8,9. O modelo de injeção intra-tibial para câncer de próstata injeta diretamente células do câncer de próstata na tíbia com alta taxa de formação de tumor no osso (tíbia)10,11; no entanto, o córtex ósseo e a cavidade da medula óssea são facilmente danificados. Além disso, o método de injeção tibial não pode estimular o processo patológico de metástase óssea do câncer de próstata em que as células cancerosas colonizam o osso através da circulação. Para investigar a circulação, o extravasamento vascular e as metástases à distância com maior taxa de metástases ósseas de células cancerosas, uma técnica de injeção intracardíaca foi desenvolvida injetando diretamente células do câncer de próstata no ventrículo esquerdo do camundongo8,12,13. Isso o torna um modelo animal valioso para a pesquisa de metástasesósseas8. O método de injeção intracardíaca apresenta uma taxa de metástases ósseas de cerca de 75%9,14, muito superior ao método de injeção ortotópica. Portanto, a injeção intracardíaca é um método ideal para gerar um modelo animal com metástase óssea de câncer de próstata.
Este trabalho tem como objetivo descrever o processo de estabelecimento de um modelo murino de metástases ósseas para câncer de próstata, permitindo ao leitor visualizar o estabelecimento do modelo. O presente trabalho fornece processos detalhados, precauções e imagens ilustrativas para gerar um modelo de xenoenxerto de metástase óssea via injeção intracardíaca de células humanas de câncer de próstata em camundongos atímicos. Este método fornece uma ferramenta eficaz para explorar ainda mais os mecanismos moleculares e os efeitos terapêuticos in vivo da metástase óssea do câncer de próstata.

<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

Como malignidade masculina mais comum, o câncer de próstata (PC) ocupa o segundo lugar em mortalidade, principalmente devido a uma taxa de metástases ósseas de 65%-75%. Portanto, é essencial compreender o processo e os mecanismos relacionados da metástase óssea do câncer de próstata para o desenvolvimento de novas terapêuticas. Para isso, um modelo animal de metástase óssea é uma ferramenta essencial. Aqui, relatamos procedimentos detalhados para gerar um modelo de metástase óssea em camundongos via injeção intracardíaca de células de câncer de próstata. Um sistema de imagem por bioluminescência pode determinar se as células do câncer de próstata foram injetadas com precisão no coração e monitorar a metástase das células cancerosas, uma vez que tem grandes vantagens no monitoramento do desenvolvimento de lesões metastáticas. Este modelo replica o desenvolvimento natural de células cancerosas disseminadas para formar micrometástases no osso e imita o processo patológico da metástase óssea do câncer de próstata. Ele fornece uma ferramenta eficaz para uma maior exploração dos mecanismos moleculares e dos efeitos terapêuticos in vivo desta doença.

A imagem por bioluminescência oferece enormes vantagens no monitoramento do desenvolvimento da lesão metastática para um modelo de injeção intracardíaca. Logo após a injeção das células cancerosas (dentro de 24 h), imagens de bioluminescência foram usadas para visualizar as células cancerosas entrando na circulação geral (Figura 3A). A sinalização de bioluminescência óbvia em todo o corpo será vista quando as células cancerosas são injetadas na circulação arterial corr...

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

Aqui, apresentamos um protocolo para a injeção intracardíaca de células humanas de câncer de próstata para gerar um modelo de camundongo com lesões de metástase óssea.

Injeção intra-cardíaca de células humanas de câncer de próstata para criar um modelo de xenoenxerto de metástase óssea em camundongos

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 ...

Este método pode ajudar a produzir um modelo ideal que imita de perto o progresso natural da metástase óssea de células de câncer de próstata in vivo. Esta técnica tem a vantagem de uma metástase óssea e representa o processo natural de metástase óssea de células do câncer de próstata in vivo. Esta técnica beneficia a exploração dos mecanismos moleculares e a investigação dos efeitos terapêuticos in vivo da metástase óssea do câncer de próstata.No dia da injeção, tome 80 a 90% de células PC3 marcadas com luciferase confluentes cultivadas em uma placa de cultura de células de 10 centímetros e comece a preparar as células para injeção lavando-as duas vezes com PBS estéril frio. Tripsinizar as células lavadas com 1,5 mililitros de tripsina a 0,25% por três minutos, após o que extinguir a tripsina adicionando seis mililitros de meio F12 contendo 10% de soro e coletar as células em um tubo de centrífuga de 15 mililitros. Transfira 20 microlitros da suspensão celular coletada para uma placa de contagem de células e calcule a concentração celular usando um contador automático de células.Em seguida, centrifugar as células à temperatura ambiente por cinco minutos a 800 G. Descarte o sobrenadante usando uma pipeta e ressuspenda o pellet de células em meio F12 para atingir a densidade celular final desejada. Agora carregue as células para a sala de cirurgia e realize a injeção de células dentro de duas horas. Mantenha as células no gelo até a injeção.Para iniciar a cirurgia, colocar o camundongo anestesiado em decúbito dorsal e imobilizar ambos os membros superiores, alongando-os perpendicularmente para longe da linha média. Usando fita adesiva cirúrgica, imobilize o camundongo do abdômen para baixo sem pressionar com força e deslocar os órgãos internos. Desinfete a pele do tórax usando um swab de etanol 70%.Em seguida, palpar o meio da parede torácica anterior para localizar o processo xifoide de camundongo na depressão na extremidade inferior do esterno médio. Rotular o ponto mais inferior do processo xifoide. Em seguida, palpando a partir do meio da parede torácica anterior, localize a incisura jugular do camundongo na depressão central na borda superior do manúbrio e marque o ponto mais inferior da incisura jugular.Agora localize e marque o ponto médio entre as duas marcas anteriores, ligeiramente para a direita e um pouco acima do coração no terceiro espaço intercostal. Este é o ponto de injeção. Misture bem a suspensão celular antes de carregar 200 microlitros da suspensão em uma seringa de um mililitro montada com uma agulha de calibre 26.Deixe um pouco de ar na seringa entre o êmbolo e a suspensão para permitir a entrada de sangue pulsante durante a injeção. Para realizar a injeção, insira verticalmente a agulha através do local de injeção. Se a ponta da agulha for inserida corretamente no ventrículo esquerdo, o sangue pulsante vermelho vivo será visível no cubo da agulha.Tente injetar novamente se a pulsação do sangue não for visível ou se o sangue estiver coagulando. Uma vez que a agulha é inserida corretamente, injete 100 microlitros da suspensão celular muito lentamente ao longo de 40 a 60 segundos com uma mão estável. Após a conclusão da injeção, retraia a agulha enquanto aplica pressão no local da injeção com um cotonete seco por 15 segundos para garantir a hemostasia.Devolva o rato à gaiola limpa e monitorize o animal até que recupere completamente da anestesia. Imagens de bioluminescência realizadas 24 horas após a injeção de células PC3 marcadas com luciferase no camundongo mostraram sinais de todo o corpo do animal indicando a presença de células cancerígenas na circulação sistêmica. Lesões metastáticas apareceram nos membros posteriores do camundongo duas semanas após a injeção.As lesões metastáticas tornaram-se maiores com o passar do tempo e começaram a aparecer em outros locais. As lesões metastáticas induzidas por células de câncer de próstata nos ossos foram detectadas por meio de radiografias que mostraram destruição óssea na tíbia proximal do animal. O mesmo também foi confirmado por microtomografia.As lesões metastáticas foram confirmadas em tecidos embebidos em parafina pela coloração de hematina e eosina. O local de injeção preciso é muito importante para garantir a taxa de sucesso deste modelo. Isso pode ser alcançado pela prática.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

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

Injeção Artéria Intra-ilíaca para eficiente e seletiva Modelagem de microscópico metástase óssea

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

Pesquisa do câncer

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

Um modelo de injeção da veia porta para o Estudo do Fígado metástase do câncer de mama

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

Intracarotídeo injeção de células de cancer para produzir mouse modelos de metástases cerebrais

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

Enxertia de tumor em um modelo do rato de enxerto heterólogo de linfoma de células do manto humano

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

Modelos de xenoenxertos Ortotópicos derivados do paciente para Carcinoma de células urotelial humana e crescimento do tumor do câncer colorretal e metástase espontânea

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

Estabelecimento e Análise de Organoides Tridimensionais (3D) derivados de amostras de metástase óssea do câncer de próstata paciente e seus Xenoenxertos

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

Análise patológica da metástase pulmonar após injeção lateral de cauda-veia de células tumorais

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

Um modelo de xenoenxerto Murine Ommaya para estudar terapia direta da doença leptomeningeal

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

Um modelo de rato de osteossarcoma ortotópico sintérico sprague dawley com amputação para controlar a taxa de metástase

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

Modelando Metástase Cerebral Via Injeção Venosa Caudal de Células Inflamatórias de Câncer de Mama

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 ...