تطور الغدة الثديية بعد الولادة ومورفوجينيسيس القناة هي عمليات تتأثر إلى حد كبير بالإشارات الهرمونية في بداية سن البلوغ. في الفئران والجرذان ، والكائنات الحية النموذجية الشائعة الاستخدام لبيولوجيا الغدة الثديية ، تبدأ هذه العملية حوالي 3 أسابيع من العمر ، حيث يؤدي الانتشار السريع والتمايز إلى تكوين parenchyma الناضجة. يمكن أن تخضع الغدة الثديية الناضجة لجولات عديدة من التوسع والتمدد ، وهي خاصية تخضع للتحقيق منذ أوائلالقرن العشرين. في سياق الانتشار المفرط وتطور السرطان ، تم تطوير تقنيات زرع الغدة الثديية في 1950s1، وعززتها المنهجية الكمية التي ساهم بها غولد وآخرون في عام 19772،3،4. وقد ساهم صقل تقنية زرع في القوارض في التقدم الكبير في فهم علم الأحياء الغدة الثديية العادية التي لا تزال تستخدم على نطاق واسع لدراسة تأثير العلاجات المختلفة والتلاعب الجيني على تطور الغدة الثديية الطبيعية وحالات المرض.
وقد تم إنشاء العديد من الفرضيات واختبارها في وقت لاحق باستخدام زرع الغدة الثديية ، التي وصفها لأول مرة DeOme وآخرون في عام 19591. وأظهرت التجارب عبر عدة عقود ميل الأنسجة القناةية التي تم استئصالها من الغدد الثديية المانحة لإعادة ملء كامل لوحة الدهون5،6،7 وأشار إلى أن عنصرا حاسما من نمو الغدة الثديية يكمن في هذه الهياكل الظهارية. أظهرت الدراسات اللاحقة في الفئران أن خلية جذعية مامية واحدة يمكن أن تعيد ملء وسادة الدهون التي تم تطهيرها وساهمت في اكتشاف ذرية واحدة مشتركة من الخلايا الظهارية الثديية القاعدية والإنارة8،9،10. وتمشيا مع هذه الاستنتاجات، فقد اقترح أن زرع يزيد من مجموعة من الخلايا مع تعدد المجالات إعادة إسكان المحتملة نتيجة لللدونة، مما يسمح للخلايا المطعمة لتنمو الغدة الثديية وظيفية7،10،11،12،13. الأهم من ذلك ، فإن استخدام تقنيات زرع في القوارض يتغلب على قيود التشوهات الناجمة عن زراعة الخلايا14 وغالبا ما يوفر نتائج في غضون أسابيع فقط.
في حين أن الإجراء كان يوصف في الأصل في سياق آفات ما قبل النيوبلاستيك في الفئران ، سرعان ما تم توسيعه ليشمل الفئران واستخدمه بالتزامن مع علاج المواد المسرطنة لإنشاء التعدد كمقياس لقابلية السرطان15، ولكن شعبية تقنيات الزرع تابعت تطوير الأدوات الوراثية لكل نوع. على الرغم من أن دراسات الماوس التي تتضمن زرع ساهمت في العديد من النتائج الانتقالية، فإن parenchyma من الغدة الثديية الفئران يشبه الإنسان بشكل وثيق أكثر16،17 ويقدم مزايا متميزة لدراسة مستقبلات هرمون الاستروجين إيجابية (ER +) سرطان الثدي. الأورام الثديية غير قابلة للاختزال في كلا النوعين ، ولكنها تختلف من حيث حساسية الهرمونات وملامح التعبير الجيني. والفرق الأساسي هو أن الأورام الثديية الفئران التعبير عن وتعتمد على وظيفة مستقبلات هرمون المبيض والغدة النخامية، وهي، الإستروجين والبروجستيرون (PR)، على غرار النوع الفرعي من سرطان الثدي البشري. في الواقع ، تم استخدام زرع الخلايا الظهارية الثديية ، كما هو موضح في هذا البروتوكول ، لدراسة المتغيرات الجينية المشاركة في سرطان الثدي وتحديد الاستقلال ية الخلوية للآثار على الخلايا الظهارية الثديية18.
بالإضافة إلى بيولوجيا الورم ، يعرض ظهارة القناة في الغدة الثديية العادية للفئران مستوى أعلى من التفريع وتحيط به طبقة أكثر سمكًا من ستروما من الماوس. أهمية ستروما موثقة بشكل جيد في دراسات زرع الظهارية الثديية. يجب أن تتفاعل ظهارة مامماري مع ستروما الدهنية ، ومن الناحية المثالية mesenchyme الخاصة بها ، للخضوع لمورفوجينيسيس مميزة19،20. تطعيم الأنسجة في الغدة الثديية المتلقي يوفر بيئة مثالية; ومع ذلك ، فإن وجود ظهارة ذاتية يمكن أن تتداخل مع النتائج. يتم إجراء تطهير الغدة الثديية من ظهارة الذاتية عادة في عينات زرع الفئران ويتطلب الختان الجراحي للأنسجة الثديية الذاتية و / أو إزالة الحلمة1،21،22. على الرغم من أن ذلك ممكن، فإن التبذّر المُسبّل في الفئران بعد الفطم ليس على نطاق واسع، ويرجع ذلك بشكل رئيسي إلى عدم فعالية إزالة شجرة الثديية المتنامية في الفئران بعد الفطمة. منذ وقد ثبت أن مناطق الأنسجة الدهنية في مكان آخر من الجسم يمكن أن تدعم نمو ظهارة الثديية المزروعة21،23،24، يمكن تجنب عملية المقاصة بسهولة في الفئران عن طريق تطعيم الأنسجة في وسادة الدهون البيضاء interscapular.
تتضمن طريقة الزرع الموصوفة في هذه الورقة حقن عضويات الغدة الثديية المنفصلة بشكل أنزيمي (أجزاء من ظهارة القناة الثديية وأنواع الخلايا الأخرى القادرة على النشوء المورفولوجي) أو الخلايا أحادية التشتت في وسادة الدهون البينية في سلالات الفطرية أو الأيجينية أو الجينية للفئران المختبرية2. لأن وسادة الدهون الانفيسية عادة ما تخلو من الأنسجة الثديية، فإنه يوفر بيئة مناسبة لمواقع زرع متعددة دون الحاجة إلى مسح الظهارة الذاتية مسبقا. ونتيجة لذلك ، فإن الغدد الثديية الذاتية البطنية للالحيوان المضيف لا تخضع للتلاعب الجراحي ، وتتطور بشكل طبيعي ، ولا يمكن أن تتداخل مع تفسير النتائج. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام الغدد الثديية السليمة للمقارنة لتقييم آثار المضيف مقابل المانحين على تطور ظهارة الثدي والورم18،25. على الرغم من أن إعادة انتشار الغدة الثديية من خلية جذعية واحدة متاحة للفئران ، إلا أنها لم يتم تطويرها بعد للفئران ، ويرجع ذلك بشكل رئيسي إلى عدم توفر الأجسام المضادة لاختيار الخلايا الجذعية الثديية للفئران25،26،27. على الرغم من هذا ، يمكن إجراء زرع الخلايا الظهارية الثديية أحادية التشتت لتحديد إمكانات إعادة التهوم بنجاح ، وسوف تتطور هذه الخلايا بشكل طبيعي عند تطعيمها في الإطار المناسب2،3،4. في حين أن الأجهزة الاعضاء جيدة لأغراض عديدة ، فإن الخلايا أحادية التشتت مطلوبة للتطبيقات الكمية ، على سبيل المثال ، لتحديد عدد الخلايا الظهارية الثديية اللازمة لبدء السرطان بعد العلاج الإشعاعي المؤين28 أو لمقارنة خصائص التدفق المختار بالخلايا الثديية المختارة بالخلايا الظهارية29.
حتى الآن ، فإن الإجراء الموصوف هنا هو أقوى طريقة لإجراء زراعة الغدة الثديية في الفئران مع هدف عام هو دراسة تطور الغدة الثديية والآليات الكامنة وراء تطور سرطان الثدي. في كثير من الأحيان ، يتعرض المتبرع و / أو الحيوانات المتلقية لمتغيرات مختلفة قبل أو أثناء أو بعد زرع الظهارية. ومن الأمثلة على ذلك دراسات الجينات الواحدة التي تنطوي على التسرطن الكيميائي30، الإشعاع28،31،32، التلاعب الجيني للجينوم المضيف / المانح18، والتلاعب الهرموني12. ومن المزايا الرئيسية للانفصام الأنزيمي الموصوف في هذا البروتوكول هو فرصة لعزل الاعضاء الظهارية أو الخلايا أحادية التشتت للتجارب التكميلية التي تنطوي على تدفق الخلايا، والثقافة ثلاثية الأبعاد، وتحرير الجينات، وأكثر من ذلك. وستشمل التطبيقات المستقبلية لهذه التقنية التلاعب الإضافي بالأنسجة المانحة و/أو المضيفة بالهندسة الوراثية. على سبيل المثال، يمكن تغيير الخلايا المانحة وراثيًا في أي مكان جينومي مختار باستخدام نظام تحرير الجينات CRISPR-Cas9. وبالمثل، يمكن أيضا ً تغيير الفئران المتلقية وراثياً لدراسة التفاعل بين العوامل الوراثية المهندسة للمانحين والمتلقين.