胰腺癌矫形小鼠模型
September 24th, 2020
在临床背景下，局部胰腺癌患者将接受胰腺切除术，然后进行辅助治疗。这里报道的这个协议旨在建立一个安全和有效的方法，通过正交植入胰腺癌，然后进行分立胰腺切除术和切除术，在裸体小鼠中模拟这一临床场景。
该方案描述了一种稳健且可重复的小鼠胰腺癌手术切除模型，可用于测试辅助和新辅助治疗。该技术将可有效概括人类胰腺癌的混合感染原位模型与安全有效的胰腺切除技术相结合。虽然该方案描述了免疫缺陷模型，但可以进行另一种免疫活性模型，使用植入 C57 black 6 小鼠中的 KPC 肿瘤细胞。
这种替代方案将有助于测试免疫疗法。首先，将麻醉的小鼠仰卧位放在无菌区域上，施用聚维酮碘，然后施用 70% 乙醇进行皮肤准备。通过在腹部的左颅象限上做一个纵向切口来解剖皮肤，并切开镊子之间的肌肉层。
将带有细胞悬液的注射器安装在注射装置上后，将荷包拭子放在剖腹手术切口上，并通过拭子的开口将脾脏和胰尾向外。轻轻拉紧棉签，露出胰尾注射，确保纱布圆周接触胰腺，但不要收缩。用镊子抓住胰腺尾部，轻轻地在其上施加横向张力。
用针头刺穿胰腺，向上倾斜并推进它，同时将针尖略微向上抬起，直到斜面完全进入腹膜。以缓慢且受控的方式将细胞悬液注射胰腺实质。注射后，在拔出之前将针头固定几秒钟，以尽量减少泄漏。
使用浸有聚维酮碘的棉签小心地轻拍该部位，以吸收任何无意中泄漏的细胞悬液。将脾脏和胰腺放回原位，并用 5-0 聚乙醇酸缝合线闭合腹壁。用夹子闭合皮肤。
在腹部左颅象限的皮肤上做一个纵向切口。最好通过前一个切口部位。钝性地从下面的肌肉腹壁上解剖皮肤，并放置一个全自留牵开器以保持伤口开放。
切开镊子之间的肌肉层，就在前一次手术的缝合线的一侧。然后延长切口以切除整个先前的缝合线。通过颅骨回缩来使脾脏和胰腺向外。
在这种情况下，发现一些粘连附着在肿瘤的下侧。这是按烧灼术划分的。可能会发现结肠通过薄膜状粘连附着在胰腺的尾部。
如果发现这种情况，请直接解剖结肠。小心地将一对镊子从背侧穿过胰体的脾管，露出胰腺段进行结扎。用钛使节夹结扎肿瘤近端的胰腺，然后用烧灼术横切其远端的胰腺。
或者，在横切前用 5-0 聚乙醇酸缝合线连续结扎胰腺，以控制胰腺残端。小心地尾部缩回胰腺，并烧灼脾和胃之间的胃脾血管。请记住，血管很小，如果撕脱或烧灼不充分，很容易出血。
这种血管可能会缩回腹腔并导致出血，这可能难以控制。取出标本并检查手术部位以确认止血。用 5-0 聚乙醇酸缝合线连续闭合腹壁，并用夹子闭合皮肤。
在连续 59 只接受植入手术的小鼠中，有 8 只小鼠发生严重渗漏。肿瘤生长 3 周后，切除前生物发光成像允许将患有大体转移性疾病的小鼠排除在手术切除之外。剩下 45 只小鼠进行胰腺切除术。
该程序在 100% 的小鼠中成功进行。其中 43 只小鼠的宏观近端胰腺边缘大于 5 毫米。切除时，45 只小鼠中有 9 只发现局部转移。
除了转移到缝合线外，在 3 只小鼠中观察到胃大曲线上的孤立转移性结节，在 1 只小鼠中观察到肝脏上的包膜下结节。6 只小鼠发生局部胰腺外浸润，5 只小鼠直接侵袭缝合线，1 只小鼠直接侵袭肝脏。切除后 1 周，32 只小鼠的最大辐射比小于 10，表明残留病灶最小或无残留病灶。
从麻醉诱导到闭合的平均手术时间为 22 分钟。切除手术的关键步骤是识别脾管和胰腺背侧的无血胚胎平面。解剖这个平面可以释放一段胰腺用于后续结扎。
切除后，小鼠可以接受辅助治疗。然后，根据当地的动物伦理规程，使用生物发光成像结合尸检结果和动物存活率来评估疾病的进展。
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概述
本协议描述了一种针对小鼠胰腺癌的稳定和可重复的外科切除模型，可用于测试辅助疗法和新辅助疗法。该技术结合了共同感染原位模型和安全的胰腺切除方法。
关键研究组成部分
科学领域
- 肿瘤学
- 动物模型
- 外科技术
背景
- 局部胰腺癌通常需要外科干预。
- 辅助疗法对改善患者预后至关重要。
- 现有模型可能无法充分复制人类疾病。
- 本研究旨在增强临床前环境中胰腺癌的建模。
研究目的
- 建立一种安全有效的局部胰腺癌建模方法。
- 在受控环境中促进治疗策略的测试。
- 为未来研究提供可重复的外科模型。
使用的方法
- 裸鼠体内胰腺癌原位植入。
- 远端胰腺切除和脾脏切除手术。
- 在替代免疫能模型中使用KPC肿瘤细胞。
- 标准化的外科技术以保持一致性。
主要结果
- 该模型有效地重现了人类胰腺癌。
- 证明了外科技术的安全性和可重复性。
- 具有测试辅助疗法和新辅助疗法的潜力。
- 替代模型可能为免疫疗法提供见解。
结论
- 本协议为胰腺癌研究提供了一个有价值的工具。
- 它支持新治疗策略的开发。
- 未来的研究可以在此模型基础上增进对胰腺癌的理解。
常见问题
Executive Industry Relevance
This orthotopic resectional mouse model addresses a critical gap in preclinical pancreatic cancer research by enabling the study of adjuvant and neoadjuvant therapies in a clinically relevant surgical context. The model supports mechanistic de-risking of therapeutic strategies by replicating human disease progression and surgical intervention, thereby improving predictive confidence in target validation and lead identification efforts. Its reproducibility and flexibility make it suitable for integration into discovery pipelines focused on translational biomarker evaluation and preclinical model development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses in a disease-relevant system that mimics human pancreatic cancer biology and microenvironment.
- Operational Value: Provides a reproducible platform for functional target validation through orthotopic tumor establishment and surgical resection.
- Scientific Value: Supports mechanistic de-risking by allowing assessment of tumor recurrence, metastasis, and treatment response post-resection.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates quantifiable bioluminescence readouts to monitor tumor burden and treatment effects over time.
- Operational Value: Standardizes surgical and imaging procedures to ensure consistent data collection across study cohorts.
- Scientific Value: Facilitates assay readiness for evaluating drug efficacy in adjuvant and neoadjuvant settings using longitudinal imaging.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Models clinical scenarios of localized pancreatic cancer requiring surgical intervention, enhancing translational relevance.
- Operational Value: Supports continuity from discovery through preclinical validation by enabling sequential testing of neoadjuvant, surgical, and adjuvant interventions.
- Scientific Value: Allows evaluation of stromal interactions via co-implantation of cancer-associated stellate cells, informing biomarker-aligned therapeutic approaches.
Pipeline & Workflow Integration
The model fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing, particularly for therapies intended for perioperative use in pancreatic cancer.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of tumor-stroma interactions and metastatic potential in an orthotopic context.
- Screening: Enables standardized tumor establishment and resection to create a consistent baseline for compound or therapy evaluation.
- Analytics: Provides quantitative bioluminescence imaging data to assess tumor progression, residual disease, and treatment response.
- Translational Research: Mirrors clinical adjuvant/neoadjuvant sequences, supporting biomarker alignment and risk-adjusted advancement decisions.
- Enterprise Reuse: Represents a reusable surgical platform applicable across multiple therapeutic modalities and target classes in oncology.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing mechanistic ambiguity in perioperative therapy evaluation.
- Operational Value: Delivers a safe, reproducible technique with high technical success and low morbidity, supporting scalable implementation.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision-making by enabling preclinical validation of therapies in a clinically analogous setting.
- Portfolio Impact: Facilitates risk-adjusted prioritization of candidates based on efficacy in adjuvant and neoadjuvant regimens.
Implementation Considerations
- Requires expertise in murine orthotopic injection and microsurgical techniques including distal pancreatectomy and splenectomy.
- Dependent on imaging infrastructure for bioluminescence monitoring and surgical equipment for resection procedures.
- Necessitates cross-team standardization between oncology, surgery, and imaging groups to ensure procedural consistency.
- Involves adaptation considerations when translating between immunodeficient and immunocompetent model systems for immune therapy studies.
- Practical limitations include the need for aseptic surgical technique and postoperative monitoring to manage adhesion formation and vascular integrity.
