النهج الموصوف يجمع بين اختبارات الانبثاث الوريد الذيل التجريبية مع في الجسم الحية التصوير الحيواني للسماح الرصد في الوقت الحقيقي لتكوين ورم خبيث سرطان الثدي والنمو بالاضافه إلى التحديد الكمي للعدد الانبثاث وحجم في الرئتين.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
النهج الموصوف يجمع بين اختبارات الانبثاث الوريد الذيل التجريبية مع في الجسم الحية التصوير الحيواني للسماح الرصد في الوقت الحقيقي لتكوين ورم خبيث سرطان الثدي والنمو بالاضافه إلى التحديد الكمي للعدد الانبثاث وحجم في الرئتين.
الانبثاث هو السبب الرئيسي للوفيات المرتبطة بالسرطان ، وهناك خيارات علاجيه محدوده للمرضي الذين يعانون من مرض منتشر. تحديد واختبار الأهداف العلاجية الجديدة التي من شانها ان تسهل تطوير علاجات أفضل للمرض المنتشر يتطلب السريرية في نماذج الجسم الطبيعي. يظهر هنا نموذج الماوس المتزامن لسلخ سرطان الثدي الاستعمار المنتشر والنمو اللاحق. الخلايا السرطانية المنتشرة محوله بشكل ثابت مع ناقلات الفيروسية ترميز لوسيفيراز اليراع و zsgreen البروتينات. ثم يتم التلاعب بالجينات المرشحة بثبات في luciferase/ZsGreen-التعبير عن الخلايا السرطانية ومن ثم يتم حقن الخلايا في الفئران عبر الوريد الذيل الجانبي لفحص الاستعمار المنتشر والنمو. ثم يستخدم جهاز تصوير في الجسم الحي لقياس التلالؤ الإحيائي أو الفلوري للخلايا السرطانية في الاحياء الحيوانية من أجل قياس التغيرات في العبء المنتشر علي مر الزمن. التعبير عن البروتين الفلوري يسمح عدد وحجم الانبثاث في الرئتين ليتم تحديدها كميا في نهاية التجربة دون الحاجة إلى التقطيع أو تلطيخ النسيجية. يوفر هذا النهج طريقه سريعة وسهله نسبيا لاختبار دور الجينات المرشحة في الاستعمار المنتشر والنمو ، ويوفر قدرا كبيرا من المعلومات أكثر من الاختبارات التقليدية لورم خبيث في الوريد الخلفي. باستخدام هذا النهج ، ونحن نظهر ان الضربة القاضية في وقت واحد من نعم البروتين المرتبطة (ياب) والمنشط المشترك مع عزر PDZ ملزمه (تاز) في خلايا سرطان الثدي يؤدي إلى انخفاض عبء المنتشر في الرئتين وان هذا العبء المخفض هو نتيجة لضعف كبير في الاستعمار المنتشر وانخفاض نمو الانبثاث.
السرطان لا يزال السبب الرئيسي الثاني للوفاة في جميع انحاء العالم1 والانبثاث هو المسؤول عن غالبيه هذه الوفاات2,3. ومع ذلك ، فان الفهم المحدود للأليات الجزيئية التي تحكم الاستعمار المنتشر والنمو اللاحق أعاق تطوير علاجات فعاله للامراض المنتشرة. ويتطلب تحديد الأهداف العلاجية الجديدة فحصا لاختبار مدي تاثير التعبير المضطرب أو وظيفة الجينات المرشحة علي تكوين الأورام الخبيثة ونموها. بينما نماذج الماوس أصلي لها مزاياها ، فهي تستغرق وقتا طويلا ومكلفه لتوليد ، مما يجعلها أكثر ملاءمة للتحقق من صحة الهدف بدلا من اكتشاف الهدف. نظم نموذج زرع فيها الجينات المرشح هو قلق في الخلايا السرطانية في المختبر ومن ثم يتم تقييم الآثار علي الإمكانات المنتشرة في الجسم المصاب ، هي اقل تكلفه واعلي من الانتاجيه من أصلي النماذج. الاضافه إلى ذلك ، النواقل الفيروسية للتسليم مستقره من RNAi ، CRISPR/كاس 9 ، والجينات هي متاحه علي نطاق واسع ، مما يجعل من السهل نسبيا للاضطراب تقريبا اي جين أو جينات الفائدة في خطوط الخلايا السرطانية. ويمكن أيضا استخدام هذا النهج لفحص دور الجينات المرشحة في الاستعمار المنتشر والنمو في خطوط الخلايا السرطانية البشرية عن طريق زرع الخلايا في الفئران المناعية أو أنسنه.
نوعين من المقايسات المستخدمة لاختبار تشكيل الانبثاث بالخلايا السرطانية المزروعة في الجسم الحيوي هي فحوصات الانبثاث العفوية واختبارات الانبثاث التجريبية. في اختبارات الانبثاث العفوية4،5، يتم حقن الخلايا السرطانية في الفئران ، ويسمح لتشكيل الورم الاولي ، وبعد ذلك تشكيل الانبثاث العفوي والنمو اللاحق يتم التهاوي. قوه هذا النموذج هو ان الخلايا يجب ان تكمل جميع خطوات العملية المنتشرة من أجل تشكيل الأورام المنتشرة. ومع ذلك ، فان العديد من خطوط الخلايا السرطانية لا تنتشر بكفاءة في نماذج الانبثاث العفوية ، وأي تلاعب في الخلايا التي تؤثر علي نمو الورم الاولي يمكن ان نخلط نتائج الفحص الانبثاث. يتم استخدام اختبارات الانبثاث التجريبية ، التي يتم حقن الخلايا السرطانية مباشره في الدورة الدموية ، لتجنب هذه المزالق. وتشمل اختبارات الانبثاث التجريبية الشائعة حقن الوريد الذيل6,7,8 (وأظهرت هنا), حقن داخل الشرايين9, والمدخل الوريد حقن10.
والغرض من البروتوكول المعروض هنا هو توفير اختبار الانبثاث التجريبية التي تسمح للباحث لرصد تشكيل الانبثاث والنمو في الوقت الحقيقي ، وكذلك لقياس نقطه نهاية عدد الانبثاث وحجم في الرئتين من نفس الماوس. لتحقيق ذلك ، يتم الجمع بين التجريبية التقليدية ذيل الوريد الانبثاث الاختبارات6،7،8 مع التصوير الحيواني الحية ، وذلك باستخدام جهاز التصوير في فيفو9،11،12،13،14. الخلايا السرطانية التي تعبر عن كل من لوسيفيراز والبروتين الفلوري يتم حقنها في الفئران عبر الوريد الذيل الجانبي ومن ثم يتم استخدام جهاز التصوير في الجسم المجري لقياس التغيرات في العبء المنتشر في الرئتين مع مرور الوقت (الشكل 1). ومع ذلك ، فان الجهاز الحي في الجسم التصوير الحيواني لا يميز أو يقيس حجم النقائل الفردية. التالي ، في نهاية التجربة ، يتم استخدام مجسم الفلورسنت الفلورية لحساب عدد وقياس حجم الانبثاث الفلورسنت في الرئتين دون الحاجة إلى التماس والانسجه أو مناعي (الشكل 1). ويمكن استخدام هذا البروتوكول لاختبار كيفيه تغيير التعبير أو وظيفة الجينات مرشح يؤثر علي تكوين الانبثاث والنمو. يمكن أيضا اختبار المركبات العلاجية المحتملة مثل الجزيئات الصغيرة أو وظيفة حجب الأجسام المضادة.
لإظهار هذا النهج ، قمنا أولا باجراء دليل علي تجربه المفهوم الذي عامل النسخ المتماثل الاساسيه ، النسخ المتماثل البروتين A3 (RPA3) هو طرقت أسفل في خلايا سرطان الثدي الماوس المنتشر. ونحن نظهر ان الفئران حقن مع RPA3 الخلايا الضربة القاضية لديها عبء اقل بكثير المنتشر في كل نقطه زمنيه مقارنه مع الفئران حقن مع خلايا التحكم. ويبين تحليل الرئتين التي تحتوي علي الانبثاث ان هذا العبء المنتشر المنخفض هو نتيجة لانخفاض كبير في الاستعمار المنتشر وضعف النمو في النقائل التي تشكل. لمزيد من التدليل علي هذه التقنية ، اختبرنا ما إذا كانت الضربات المتزامنة للبروتين المرتبط بنعم (ياب) والمنشط المشترك مع عزر الربط PDZ (تاز) يضعف الاستعمار المنتشر أو النمو اللاحق. ياب و تاز هما المنشطات المشتركة ذات الصلة التي هي المستجيبين المصب الحرجة من مسار فرس النهر. نحن15,16 والبعض الآخر قد تورط ياب و تاز في الانبثاث (راجعت في17,18,19), مما يوحي بان هذه البروتينات هي الأهداف العلاجية الجيدة. باستمرار ، وجدنا ان الفئران حقن مع ياب/تاز الخلايا الضربة القاضية قد خفضت بشكل كبير العبء المنتشر. واظهر تحليل الرئتين ان الخلايا الضربة القاضية ياب/تاز شكلت العديد من الانبثاث اقل وان الانبثاث التي لم تشكل أصغر. توضح هذه التجارب كيف تسمح اختبارات الانبثاث التجريبية للباحث بان يختبر بسرعة وبطريقه غير مكلفه دور الجينات المرشحة في تكوين ونمو الورم الخبيث. وتبين أيضا كيف ان الاستخدام المشترك للتصوير الحيواني الحي والتحديد الكمي الفلوري للنقائل في الرئتين كلها يسمح للباحث بفهم الخطوات بشكل أفضل اثناء الاستعمار المنتشر.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وينطوي هذا البروتوكول علي استخدام الفئران والمواد البيولوجية الخطرة ويتطلب الموافقة من لجان السلامة المؤسسية المناسبة. وقد تمت الموافقة علي كل من وصفها في العمل الفيفو هنا من قبل كليه الطب الباني المؤسسة الرعاية الحيوانية واستخدام اللجنة (IACUC).
ملاحظه: للحصول علي نظره عامه حول بروتوكول ، راجع التخطيطي في الشكل 1.
1. التعبئة والتغليف جميع الفيروسات الرجعية المطلوبة و لينتيفيروسيس
ملاحظه: يستخدم البروتوكول الموصوف ناقلات لينتيفيرال أو الفيروسات الارتجاعية للتعبير بثبات عن انزيم لوسيفيراز والبروتين الفلوري وكذلك للتلاعب بالتعبير عن جين مرشح. يتم تعبئتها هذه الفيروسات في الخلايا 293FT يشك كما هو موضح أدناه.
2-توليد الخلايا السرطانية التي تعبر بثبات عن لوسيفيراز والبروتين الفلوري
ملاحظه: يصف البروتوكول التالي كيفيه أولا لتسميه بشكل ثابت الخلايا 4t1 مع لوسيفيراز اليراع والبروتين الفلوري (zsgreen) باستخدام اثنين من المتجات مع الجينات اختيار فريدة من نوعها. ثم يتم استخدام ناقلالفيروسية 3 للتلاعب التعبير عن الجينات مرشح. ومع ذلك ، يمكن أيضا استخدام النواقل الفيروسية التي تقدم في الوقت نفسه البروتين الفلوري والتلاعب الجيني كبديل (كما هو الحال في التجارب التمثيلية أدناه). يمكن استخدام الخلايا السرطانية الأخرى ، ولكن يجب تحسين أرقام الخلايا للخطوات 2.1 و 2.7.1.
3. الأمثل للتصميم التجريبي في الجسم الخاص
4. حقن الوريد الذيل من الخلايا السرطانية المسمية
ملاحظه: تم تحسين الخطوة 4.2.4 للخلايا 4T1 تنمو في الفئران BALB/c synجينه. إذا تم استخدام خطوط الخلايا السرطانية الأخرى وسلالات الماوس ، يجب ان يكون عدد الخلايا التي تم حقنها ، وطول الفحص الأمثل أولا.
5. رصد العبء المنتشر من قبل مضان مع الحية في جهاز التصوير الحيواني حيه
ملاحظه: لا صوره الحيوانية لمضان مع اشاره الاناره النشطة.
6. رصد العبء المنتشر عن طريق التلالؤ الإحيائي مع الحية في جهاز التصوير الحيواني حيه
7. القياس الكمي لعدد وحجم الانبثاث
ملاحظه: يجب تحديد طول الفترة الزمنيه المسموح بها لنمو الانبثاث لكل خط خليه وسلاله الماوس ، وسوف تتاثر بعدد الخلايا التي تم حقنها.
8. تجهيز وتحليل البيانات من الصور التي تم الحصول عليها مع الحية في جهاز التصوير الحيواني حيه
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لإظهار النهج المذكور أعلاه ، قمنا باجراء دليل علي تجربه المفهوم الذي عامل النسخ المتماثل الحرجة ، RPA3 وقد أسقطت في خط خليه سرطان الثدي المنتشرة الفئران (4T122). في حين ان البروتوكول يصف وصف الخلايا مع كل من لوسيفيراز والبروتينات الفلورية قبل التلاعب الوراثية ، استخدمنا نهج معدله لان ناقلات rnai أيضا تسليم zsgreen (الشكل 2ا). أولا ، كانت خلايا 4t1 محوله بشكل ثابت مع لينتيفيرال بناء ترميز اليراع لوسيفيرياس ومقاومه هايجرومايسين (phage-لوسيفيراز-اليرس-hy...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الخطوات الهامه للأسلوب
من الاهميه بمكان لتحسين عدد الخلايا التي تم حقنها (الخطوة 3) لخط خليه معينه وسلاله الماوس لان هذا يمكن ان تؤثر بشكل كبير علي عدد الانبثاث التي تشكل وطول التجربة. إذا تم حقن خلايا كثيره جدا أو الانبثاث تنمو لفتره طويلة جدا ، قد يكون من الصعب علي الانبثاث العد مما يجعل من الصعب تقييم اثار التلاعب الوراثية. ومع ذلك ، إذا تم حقن عدد قليل جدا من الخلايا ، قد تكون قليله أو لا توجد الانبثاث. التالي ، ينبغي اجراء تجربه أوليه باستخدام اعداد مختلفه من الخلايا لتحديد العدد الأمثل وطول الوق...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وليس لدي المؤلفين ما يفصحون عنه.
نشكر اميلي نورتون للمساعدة في العدوى الفيروسية والقراءة النقدية للمخطوطة. كما نشكر رايان كاناي علي المساعدة في الحصول علي صور الرئتين والمساعدة في تحليل الصور للنقائل الخضراء في الرئتين. ونشكر موظفي مرفق البحوث الحيوانية علي دعمهم ومساعدتهم في اعداد هذا الفيديو. وكان هذا العمل مدعوما من قبل سوزان g. Komen منحه الوظيفي محفز التي منحت لj.m.l. (#CCR17477184).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 10٪ جل SDS-PAGE | للبقعة الغربية | ||
| 2.5٪ Trypsin | Gibco | 15090-046 | Trypsin لزراعة الأنسجة |
| 96 لوحة فحص بيضاء ذات قاع مسطح | جيدا Corning | 3922 | لقياس إشارة لوسيفيراز ورينيلا في الخلايا المستنبتة |
| مناديل | لتعقيم موقع الحقن قبل إنجيسيتون الوريد | ||
| الذيل BALB / C الفئران ( أنثى ، 6 أسابيع) | Taconic | BALB-F | للاستعمار النقيلي في وريد الذيل ومقايسات العبء |
| BSA العادية | VWR Ameresco | 97061-416 | للبقعة |
| الغربية تحلل الخلايا العازلة | الخلية | لجمع عينات البروتين | |
| مرشحات حقنة Celltreat ، PES 30 مم ، 0.45 & mu ؛ م | Celltreat | 40-229749-CS | لتصفية المواد الطافية |
| الفيروسية CO2< / sub> وغرفة | للقتل الرحيم للفئران | ||
| مجموعة فحص مراسل ثنائي اللوسيفيراز | Promega | E1960 | لقياس إشارة لوسيفيراز ورينيلا في الخلايا المستنبتة |
| Dulbecco & 39; s فوسفات مخزن محلول ملحي | Himedia | TS1006 | ل PBS |
| EDTA | VWR | 97061-406 | تستخدم لتخفيف التربسين لزراعة الأنسجة |
| FBS 100٪ من أصل أمريكي | VWR | 97068-085 | مكون من وسائط النمو الكاملة |
| Fujifilm LAS-3000 هلام تصوير | فوجي فيلم | للبقعة الغربية | |
| GAPDH (14C10) إشارات خلية Rabibit mAb | 2118 | ل اللطخة الغربية | |
| الماعز المضادة للأرانب IgG (H + L) الجسم المضاد الثانوي ، HRP المترافق | Thermo Scientific | 31460 | لخلايا |
| الكلى الجنينية البشرية الغربية ، HEK-293FT | Invitrogen | R70007 | خط الخلايا المستخدم لتعبئة الفيروس |
| HyClone DMEM / High clucose | GE Healthcare Life Sciences | SH30243.01 | مكون من وسائط النمو الكاملة |
| Hygromycin B ، درجة نقية للغاية | VWR Ameresco | 97064-810 | لاختيار المضادات الحيوية للخلايا المصابة |
| I3-P / i3 أجهزة جزيئية متعددة الأوضاع Microplate / EA | لقياس إشارة لوسيفيراز ورينيلا في الخلايا المستنبتة | ||
| Isoflurane | لتخدير الفئران | ||
| IVIS Lumina XRMS نظام التصوير في الجسم الحي (جهاز تصوير الحية في الجسم الحي) | PerkinElmer | CLS136340 | للتصوير في الجسم الحي للعبء النقيلي |
| Leica M205 FA & Lecia DCF3000 G (مرشحات GFP والمجال الساطع) | Leica Microsystems | المجهر والكاميرا لتصور وعد وأخذ أجزاء من النقائل في الرئتين ؛ تكبير 10X ، التعرض لمدة 3.5 ثانية ، 1.4 كسب | |
| L-Glutamine | Gibco | 25030-081 | مكون من وسائط النمو |
| الكاملة تقنيات Lipofectamine 3000 | Life | L3000008 | لتعداء |
| مراسل YAP / TAZ-TEADصورة حية 3.2 (برنامج الصور) | PerkinElmer | لخلايا | |
| سرطان الثدي IVIS Mouse ، 4T1 | معهد كارمانوس للسرطان | Aslakson ، CJ et al. ، 1992 | فأر خط خلية الثدي |
| متعدد المقاييس الإصدار 3.0 | Fujifilm | لقياس كثافة نطاق اللطخة الغربية | |
| Opti-MEM (عازلة تعداد) | Gibco | 31985-062 | لتعبئة الفيروسات والتعداء |
| البنسلين ستربتومايسين | جيبكو | 15140-122 | مكون من وسائط النمو الكاملة |
| مجموعة فحص البروتين بيرس BCA | Thermo Scientific | 23225 | لقياس تركيز البروتين |
| بيرس فوسفاتيز أقراص صغيرة | Thermo Scientific | A32957 | تمت إضافته إلى المخزن المؤقت لتحلل الخلايا |
| Pierce Protease Inhibitor أقراص صغيرة | Thermo Scientific | A32953 | تمت إضافته إلى عازلة تحلل الخلية |
| Polybrene (بروميد سداسي ديميثرين) | Sigma-Aldrich | 45-H9268 | للعدوى |
| Puromycin | Sigma-Aldrich | 45-P7255 | لاختيار المضادات الحيوية للخلايا المصابة |
| القوارض | لكبح جماح الفئران أثناء تشغيل الوريد | ||
| الذيل SDS-PAGE | للبقعة الغربية | ||
| TAZ (V3886) إشارات خلية الأجسام المضادة | 4883 | للبقعة الغربية | |
| TBST العازلة | للبقعة الغربية | ||
| TC20 عداد الخلايا الآلي | Bio-Rad | لعد الخلايا | |
| ناقلات | انظر الجدول 1 للحصول على قائمة كاملة بالنواقل | ||
| VWR مجهر التألق المقلوب | VWR | 89404-464 | لتصور التألق في ZSGreen الخلايا المسماة |
| عازلة | للبقعة الغربية | ||
| XenoLight D-Luciferin K + Salt | PerkinElmer | 122799 | الركيزة المحقونة في الفئران لصور IVIS المضيئة بيولوجيا في الجسم الحي |
| X-tremeGENE 9 كاشف تعداء الحمض النووي (محلول دهني للتعدين) | Roche | 6365787001 | لتغليف الفيروسات |
| YAP (D8H1X) XP Rabbit mAb | Cell Signaling | 14074 | للبقعة الغربية |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.