RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
يصف الاجراء التالي طريقه للسيطرة المكانية والزمانيه لبدء ورم الخلايا الصباغية في الجلد الظهري المريد ، وذلك باستخدام نموذج الماوس المهندسة وراثيا. يصف هذا البروتوكول المجهرية بالاضافه إلى بدء الورم الميلاني الجلدي.
الورم الميلاني الجلدي معروف جيدا بسرطان الجلد الأكثر عدوانيه. وعلي الرغم من استمرار توثيق عوامل الخطر والتغيرات الجينية الرئيسية بعمق متزايد ، فقد اظهر معدل الاصابه بسرطان الجلد الجلدي زيادة سريعة ومستمرة خلال العقود الاخيره. من أجل العثور علي أساليب وقائية فعاله ، من المهم ان نفهم الخطوات المبكرة من البدء في سرطان الجلد. أظهرت البيانات السابقة ان الخلايا الجذعية للخلايا الميلانينيه (MCSCs) في انسجه البشرة البالغة يمكن ان تكون خلايا المنشا الميلانوما عند التعبير عن الطفرات الجينية والتعديلات الوراثية. ويمكن ان يسببه الورم الناجم عن الأورام السرطانية المعرضة للاصابه بسرطان الجلد عند انتقال MCSCs من السكون إلى الحالة النشطة. ويمكن الترويج لهذا الانتقال في MCSCs المعرضة لسرطان الجلد من خلال تحوير اما الخلايا الجذعية بصيلات الشعر ' الدولة النشاط أو من خلال العوامل البيئية الخارجية مثل الاشعه فوق البنفسجية-B (الاشعه فوق البنفسجية-B). يمكن التلاعب بهذه العوامل بشكل مصطنع في المختبر عن طريق أزاله الشعر الكيميائي ، والذي يسبب انتقال الخلايا الجذعية بصيلات الشعرة و MCSCs من الهدوء إلى الحالة النشطة ، والتعرض للاشعه فوق البنفسجية-B باستخدام ضوء السطح. توفر هذه الطرق التحكم المكاني والزماني الناجح لبدء الجلد الميلاني الجلدي في البشرة الظهرية المرجينه. ولذلك ، فان هذه النظم في نموذج الجسم الفيفو تكون ذات قيمه لتحديد الخطوات المبكرة للبدء الجلدية الميلانوما ويمكن استخدامها لاختبار الطرق المحتملة للوقاية من الأورام.
الميلانوما ، الشكل الخبيث للأورام الصباغية ، هو السرطان الأكثر عدوانيه في الجلد مع الميلانوما الجلدية المسؤولة عن معظم وفيات سرطان الجلد1. في الولايات المتحدة ، يتم تشخيص سرطان الجلد عاده ؛ ومن المتوقع ان يكون نوع السرطان الأكثر شيوعا من 5 إلى 6 من بين حالات السرطان الجديدة المقدرة في 20182. وعلاوة علي ذلك ، ففي حين أظهرت حالات السرطان العامة اتجاه الانخفاض التدريجي في العقود الاخيره ، فان معدلات الاصابهبالورم الميلانيني الجلدي خلال العقود القليلة الماضية تدل علي زيادة مستمرة وسريعة في كلا الجنسين.
لمكافحه الميلانوما الجلدية بشكل أكثر كفاءه ، من المهم ان نفهم بوضوح الاحداث المبكرة لنمو سرطان الجلد من خلايا المنشا الخاصة بهم للتعرف بشكل أفضل علي الطرق الوقائية الفعالة سريريا. ومن المعروف الآن ان الخلايا الجذعية الكبار يمكن ان تسهم بشكل كبير في تكوين الورم والأصول الخلوية للسرطان في العديد من أنواع مختلفه من الأعضاء بما في ذلك انسجه الجلد3,4,5. المثل ، يمكن للخلايا الجذعية البالغة الخلايا الصباغية (MCSCs) في الجلد الظهري المريد ان تعمل كخلايا من أصل الميلانوما عند التنشيط الشاذ للراس/Raf و akt مسارات6. ومع ذلك ، فان هذه الطفرات اونكوغينيك وحدها ليست قادره علي تحفيز تكوين الورم بكفاءة من MCSCs هادئه. أورام الخلايا الصباغية تتطور في نهاية المطاف عندما تصبح MCSCs نشطه اثناء ركوب الشعر الطبيعي. ومع ذلك ، في هذا البروتوكول ، فاننا سوف تصف أساليب للحث بشكل مصطنع تنشيط الخلوية من mcscs المعرضة للورم ، التالي تسهيل التحكم الدقيق في بدء الورم الميلاني6،7.
من خلال الطرق الموصوفة هنا ، والسيطرة المكانية والزمانيه من سرطان الجلد الشروع الجلدية من MCSCs المعرضة للورم التعبير عن الV600E braf بالاضافه إلى فقدان التعابير pten يمكن ان يؤديها بنجاح ، ونحن سبق ان أبلغت عن6. هذا الأسلوب يدمج النتائج السابقة التي تثبت الخلايا الجذعية الشعرية التنشيط من خلال أزاله الشعر ، فضلا عن كيفيه التعرض للجلد murine إلى الاشعه فوق البنفسجية-B يمكن ان تسهل تفعيل MCSCs المقيمين في بصيلات الشعر ونقل هذه الخلوية السكان الفرعيين إلى البشرة البينية6،8،9،10. ويمكن لهذه النظم في نموذج الجسم الفيزيائي توفير معلومات قيمه فيما يتعلق بكيفية تغيير الفسيولوجية والبيئية يمكن ان تغير الوضع الخلوي لل MCSCs المعرضة للميلانوما ، والتي بدورها يمكن ان تحفز البدء الكبير من سرطان الجلد في البشرة.
يتم تنفيذ جميع الإجراءات الحيوانية وفقا للجنة الرعاية الحيوانية المؤسسية جامعه كورنيل والاستخدام (IACUC).
1-الاعداد
2. العلاج تاموكسيفين ل Cre-Lox الوراثية أعاده الإدماج
3. أزاله المزيل الكيميائي
4. الاشعه فوق البنفسجية-B التشعيع
5. معالجه الانسجه
الجلدية التي يسببها أزاله الجلد بواسطة الكيميائية
ويرد في الشكل 2الاجراء الخاص بازاله المزيلات الكيميائية. عندما الفئران هي 7 أسابيع بعد الولادة ، والجلد الظهري في telogen. خلال telogen, الخلايا الجذعية بصيلات الشعر و MCSCs ومن المعروف ان تكون في حاله سكون, يستريح. يجب ان تظهر الجلد اي نمو الشعر كبيره بعد الحلاقة. من ناحية أخرى ، يمكن لأزاله الشعر الكيميائية للحث علي تنشيط الخلايا الجذعية الشعرية ، والتي بدورها تظهر نموا كبيرا في الشعر من منطقه الاهتمام (الشكل 2). المثل, MCSCs المعرضة للورم التعبير عن الطفرات الجينية أيضا بحاجه إلى ان تكون نشطه لتشكيل الورم المعجل. أزاله الشعر الكيميائية يمكن ان تحفز بشكل كبير علي تنشيط كل من الخلايا الجذعية بصيلات الشعرة و MCSCs. يمكن ان تكون MCSCs المعرضة للاصابه بسرطان الجلد في حاله نشطه الأورام ، ويمكن ملاحظه بدء الورم الميلاني المجهرية في غضون أسابيع 2 بعد أزاله الشعر الكيميائية باستخدام سلاله تتبع اليل LSL-tdtomato (الشكل 3).
بدء الجلد الجلدي الناجم عن الاشعه فوق البنفسجية-B
علي غرار أزاله الاشعه الكيميائية ، يمكن للاشعه فوق البنفسجية-B ان تحفز بدء الورم من MCSCs المعرض للورم الهادئ (الشكل 4). في حين ان الجلد الذي يحتوي علي الورم MCSCs المعرضة للورم في حاله هادئه يظهر اي بدء الورم الكبير وعدم وجود تصبغ كبير ، والجلد الظهري يتعرض للاشعه فوق البنفسجية-B (مرتين ، 180 mJ/سم2) يظهر الأسود المصطبغة الأورام الصباغية المبكرة التي واضحة كليا (الشكل 4 ا، ب). في حين ان الاشعه فوق البنفسجية-B يمكن ان تحفز بشكل كبير بدء الورم الواضح كليا في غضون 2 أسابيع ، يمكن لتطبيق واقيه من الشمس حماية الاشعه فوق البنفسجية-B-بوساطة الشروع في الجلد ، علي غرار قطعه قماش مقاومه للاشعه فوق البنفسجية (الشكل 4C، D).
والاهم من ذلك ، فان الاشعه فوق البنفسجية-B تقوم بنقل الموقع المباشر ل MCSCs من مشكاة الخلايا الجذعية الجرابيه إلى البشرة البينية. وعلاوة علي ذلك ، يمكن ان تحفز الاشعه فوق البنفسجية-B تكوين الميلانوما الجلدية MCSC المنشا في جميع انحاء البشرة البينية ، ويمكن ملاحظه النمط الظاهري المجهري من قبل علامة تتبع النسب ، tdTomato (الشكل 5). وبما ان هذه الخلايا السرطانية خبيثه ، فانها تنمو بسرعة واينفاسيفيلي (الشكل 5). علي غرار الجلد الظهري ، يمكن ملاحظه بدء سرطان الجلد الناجم عن الاشعه فوق البنفسجية-B بشكل ملحوظ في مناطق البشرة الأخرى ، مثل جلد الاذن (الشكل 6). بالمقارنة مع الجلد السيطرة التي تغطيها القماش المقاوم للاشعه فوق البنفسجية ، والجلد الاذن المعرضة للاشعه فوق البنفسجية-B يوضح تصبغ اعلي بسبب عبء اعلي من البدء في سرطان الجلد (الشكل 6).

الشكل 1: عزل الانسجه الجلدية وتضمينها في البرد. بعد القتل الرحيم ، حلق الماوس منطقه الجلد الظهرية من الفائدة وتضمين الجلد في البرد التي تحتوي علي OCT. يمثل الخط المنقط علي الماوس الخط الأوسط. عاده ، يمكن عزل 3 أو 4 قطع من الجلد مع قطعه الخط 3-4 علي طول الخط الأوسط. ويشار إلى قطعه واحده من قبل المستطيل 1/2/3/4. وينبغي ان تكون جزءا لا يتجزا من هذه القطع الجلد في OCT كما هو مبين في الشكل. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: الأنماط الظاهرية المجهرية بعد أزاله المزيل الكيميائي. (ا) الرسم التخطيطي لأزاله المزيلات الكيميائية. (ب) بعد الحلاقة ، تم تاكيد دوره الشعر لتكون في telogen. (ج) تم اجراء أزاله الشعر بالمواد الكيميائية للتخلص من الشعرات من بصيلات الشعر ، والتي يمكن ان تنشط كل من بصيلات الشعر والخلايا الجذعية الصباغية. (د) وبعد حوالي أسبوع ، سيكون نمو الشعر في وقت مبكر ملحوظا بسهوله. (ه) ثم ، يمكن ملاحظه نمو الشعر كبيره مع مرور الوقت. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: المراقبة المجهرية لبدء الورم الميلاني الذي يتحكم فيه أزاله المزيل الكيميائي. يمكن لأزاله المزيل الكيميائية بشكل كبير لتحفيز تفعيل MCSCs الورم المعرضة للورم. ثم ، يمكن ملاحظه بدء الورم المجهرية التي تظهر من قبل علامة تتبع السلالة tdTomato في غضون أسابيع 2. يوضح هذا الشكل النمط الظاهري المجهري 16 يوما بعد 3 أيام تاموكسيفين بواسطة حقن IP تليها أزاله المواد الكيميائية باستخدام مرئيات مختلفه من نفس مجال الرؤية. (ا) tdtomato + الخلايا السرطانية الناشئة من بصيلات الشعر اندمجت مع المضادة للبقع النووية dapi. (ب) يتم عرض بصيلات الشعر والبشرة البينية باللون الأبيض. (ج) مخطط يوضح كيف تغزو الخلايا السرطانية + الأورام في الادمه من بصيلات الشعر ، المعدلة من القمر ، h. et al.6. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: النمط الظاهري المجهري للميلانوما الجلدية الناجم عن تشعيع الاشعه فوق البنفسجية-باء. وعولجت الفئران من قبل تاموكسيفين لمده 3 أيام (اليوم 1 إلى 3) تليها 2 التعرض للاشعه فوق البنفسجية-B (اليوم 4 و 6). (ا) رسم تخطيطي للاشعه فوق البنفسجية-باء علي الجلد الظهري الذي يحتوي علي متحولة mcscs. (ب) النمط الظاهري الكلي المجهري بين التحكم والاشعه فوق البنفسجية-b المكشوفة للبشرة الظهرية. يمكن ملاحظه التصبغات السوداء الكبيرة المتعلقة بتكوين ورم الخلايا الصباغية في غضون أسبوعين بعد الاشعه فوق البنفسجية الثانية-B. (ج) رسم تخطيطي لتطبيق الواقي من الشمس. (د) في حين ان الاشعه فوق البنفسجية-B يمكن ان تحفز بشكل كبير بدء الورم من mcscs متحولة ، وأظهرت تطبيق واقيه من الشمس قمعت بشكل كبير الاشعه فوق البنفسجية-b-بوساطة بدء الورم (16 يوما بعد الاشعه فوق البنفسجية الثانية-b التشعيع). يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: المراقبة المجهرية لسرطان الجلد الجلدي الناجم عن الاشعه فوق البنفسجية B. وعولجت الفئران مع تاموكسيفين بواسطة حقن الملكية الفكرية لمده 3 أيام (اليوم 1 إلى 3) تليها 2 التعرض للاشعه فوق البنفسجية-B (اليوم 4 و 5). (ا-ج) بدء الورم المبكر في جميع انحاء البشرة البينية التي يظهرها السلالة التي تتبع tdTomato يمكن ان تظهر في اليوم 17. (ا) تظهر الخلايا السرطانية tdtomato + المهاجرة من بصيلات الشعر إلى البشرة البينية. يستخدم dapi كمضاد للبقع النووية. (B) يتم أزاله تلطيخ dapi وخط منقط يشير إلى موقع بصيلات الشعر والبشرة البينية. (ج) التخطيطي الذي يشير إلى tdtomato + هجره الخلايا من جرثومه الشعر إلى البشرة البينية بعد التعرض للاشعه فوق البنفسجية-باء. تعديل من القمر وآخرون6. (مد-واو) ثم تنمو الخلايا السرطانية بسرعة وتغزو الانسجه الجلدية أدناه (اليوم 25). (د) وواصلت الخلايا السرطانية tdtomato للانتشار وتغزو الانسجه الجلدية. يستخدم dapi كمضاد للبقع النووية. (ه) يتم أزاله تلطيخ dapi وخط منقط يشير إلى موقع بصيلات الشعر والبشرة البينية. (و) التخطيطي الذي يشير إلى tdtomato + غزو الخلايا في الادمه ونمو الورم الصباغي. تعديل من القمر وآخرون6. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.

الشكل 6: المراقبة المجهرية والدقيقة للميلانوما المستحثة بالاشعه فوق البنفسجية في جلد الاذن. (ا) المخطط التجريبي. وعولجت الفئران من قبل تاموكسيفين لمده 3 أيام (اليوم 1 إلى 3) تليها 3 التعرض للاشعه فوق البنفسجية-B (اليوم 4, 6 و 8). (ب) لوحظت زيادة كبيره في البدء بسرطان الجلد بواسطة الاشعه فوق البنفسجية-باء بالمنظار المجهري وكذلك مجهريا في اليوم 28. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
ولا يعلن أصحاب البلاغ عن اي تضارب في المصالح.
يصف الاجراء التالي طريقه للسيطرة المكانية والزمانيه لبدء ورم الخلايا الصباغية في الجلد الظهري المريد ، وذلك باستخدام نموذج الماوس المهندسة وراثيا. يصف هذا البروتوكول المجهرية بالاضافه إلى بدء الورم الميلاني الجلدي.
وقد دعم هذا العمل مكتب مساعد وزير الدفاع للشؤون الصحية ، من خلال برنامج أبحاث السرطان الذي استعرضه النظراء تحت الجائزة W81XWH-16-1-0272. الآراء والتفسيرات والاستنتاجات والتوصيات هي تلك التي لدي المؤلفين ولا تحظي بالضرورة بتاييد وزاره الدفاع. وكان هذا العمل مدعوما أيضا بمنحه البذور من برنامج الخلايا الجذعية كورنيل إلى الأبيض. وقد دعمت h. القمر من قبل مركز كورنيل لفقاري الجينوم الباحث عن البرنامج.
| تاموكسيفين | سيجما | T5648-1G | للحقن الجهازي |
| تاموكسيفين | كايمان كيميكال | 13258 | للحقن الجهازي |
| زيت الذرة | سيجما | 45-C8267-2.5L-EA | |
| 4OH-tamoxifen | Sigma | H7904-25MG | للعلاج الموضعي |
| 26 جم 1/2 "إبر | مختلفة | من الدرجة | |
| 1 مل حقنة | مختلفة | الصف | البيطري |
| الأليفة ماكينة تشذيب | الشعرWahl | 09990-502 | |
| كريم إزالة الشعر | Nair | n / a | متوفر في معظم الصيدليات |
| مسحات القطن | مختلف | ||
| لمبة الأشعة فوق البنفسجية | UVP | 95-0042-08 | نموذج XX-15M مصباح الأشعة فوق البنفسجية متوسط |
| المدى 200 دليل على الإيثانول | مختلف | الإيثانول النقي | |
| Histoplast PE | Fisher Scientific | 22900700 | كريات البارافين |
| الفورمالين المحايد ، 10٪ | Sigma | HT501128-4L | |
| Clear-Rite 3 | Thermo Scientific | 6901 | بديل الزيلين |
| O.C.T. مركب | كاسيت الأنسجة | الحرارية 23730571 | |
| ساكورا | 89199-430 | ل معالجة FFPE | |
| Cryomolds | Sakura | 4557 | 25 × 20 مم |
| قالب معدني FFPE | لايكا | 3803082 | 24 مم × 24 مم |
| Isoflurane | مختلف | نظام استنشاق | التخدير من الدرجة البيطرية |
| مقص ناعم من الدرجة البيطرية FST | 14085-09 | مستقيم ، حاد / حاد||
| مقص ناعم | |||
| FST | 14558-09 | مستقيم ، حاد / حاد | |
| Metzenbaum | FST | 14018-13 | مستقيم ، حاد / حاد |
| ملقط | FST | 11252-00 | Dumont # 5 |
| Forcep | FST | 11018-12 | Micro-Adson |
| Tyr-CreER ؛ LSL-BrafV600E ؛ Pten-f / f | Jackson Labs | 13590 | |
| LSL-tdTomato | Jackson Labs | 007914 | ai14 |
| Cre-1 | n / a | GCATTACCGGTCGATGCAACGA GTGATGAG | |
| Cre-2 | n / a | GAGTGAACACCTGGGAA ATCAGTGCG | |
| Braf-V600E-1 | n / a | TGAGTATTTTTGTGGCAACTGC | |
| Braf-V600E-2 | n / a | CTCTGCTGGGAAAGCGGC | |
| Kras-G12D-1 | ن / أ | AGCTAGCCACCATGGCTTGAGT AAGTCTGCA | |
| Kras-G12D-2 | ن / أ | CCTTTACAAGCGCACGCAGACT GTAGA | |
| Pten-1 | ن / أ | ACTCAAGGCAGGGATGAGC | |
| Pten-2 | ن / أ | AATCTAGGGCCTCTTGTGCC | |
| Pten-3 | ن / أ | GCTTGATATCGAATTCCTGCAGC | |
| tdTomato-1 | n / a | AAGGGAGCTGCAGTGGAGTA | |
| tdTomato-2 | n / a | CCGAAAATCTGTGGGAAGTC | |
| tdTomato-3 | n / a | GGCATTAAAGCAGCGTATCC | |
| tdTomato-4 | n / a | CTGTTCCTGTACGGCATGG |