Brustkrebs Metastasierung in die Leber
Die Leber ist eine gemeinsame Website von Brustkrebs Metastasen, zusammen mit Knochen und Lunge 1-3. Lebermetastasen bei Brustkrebspatientinnen ist ein unabhängiger prognostischer Faktor für die sehr schlechte Ergebnisse 4,5, als mediane Überleben von Brustkrebspatienten mit Lebermetastasen im Bereich von 4,8 bis 15 Monate 6-9. Im Gegensatz dazu haben Brustkrebs Patienten mit Lungen- oder Knochenmetastasen mediane Überlebensraten von 9 zur 27,4 Monate 8,9 und 16,3 zu 56 Monate 8,10-12 sind. Metastasierung ist ein mehrstufiges Verfahren, bezeichnet als der metastatischen Kaskade, die mit Tumorzelldissemination im Primärtumor beginnt und endet mit Patientensterblichkeit aufgrund der Aussaat und Auswachsen der Tumorzellen innerhalb eines entfernten Organs 13-15 zirkuliert. Nagetiermodellen von Metastasen haben ergeben, dass die metastatischen Kaskade bemerkenswert ineffizient ist, mit nur 0,02 bis 10%zirkulierender Tumorzellen Festlegung manifester Metastasierung 16,17. Ein wesentlicher Engpass von metastasierendem Ineffizienz wird durch die einzigartige Gewebemikroumgebungen an sekundären Standorten diktiert, metastasierendem Nischen 18 genannt, was die Bedeutung des Verständnisses ortsspezifische Metastasierung. Die metastatischen Nische zum Ort des erneuten Auftretens einzigartig ist, und wird teilweise durch Ablagerung von verschiedenen extrazellulären Matrixproteinen 19,20, Infiltration verschiedener Immunzellpopulationen 21-23, und veränderte Gewebshomöostase einschließlich dysregulated Produktion zahlreicher Zytokinen, Chemokine und Wachstumsfaktoren 15,18,24,25. Somit voran ein Verständnis der gewebsspezifische metastatic Nische zu verstehen, wie Metastasen abzuzielen. Allerdings robuste Modelle von Lebermetastasen fehlen. Des Weiteren wird eine verbesserte Modelle von Lebermetastasen zu Identifizierung neuer Ziele und wirksame Behandlungen für Brustkrebspatienten wi wesentlich seinth Lebermetastasen.
Etablierte Modelle Metastasierung von Brustkrebs in die Leber zu studieren
Derzeit verfügbare Modelle Metastasierung von Brustkrebs zu untersuchen, um die Leber menschlichen Krebszelle Xenotransplantate in immungeschwächten Mäusen enthalten. Diese Modelle verwenden in der Regel gut untersuchten menschlichen Brustkrebszelllinien wie MCF-7 und MDA-MB-231 und Nude, Rag1 - / - oder SCID immungeschwächten Maus - Wirte 26-29. Xenograft - Modelle bieten den Vorteil der Menschen abgeleitet Krebszelllinien beteiligt, aber die jüngste Aufwertung für Immunzellen bei der Metastasierung gegeben 30-32 und in der therapeutischen Widerstand 33-35, die Untersuchung der Metastasierung in einem vollständig immunkompetenten Wirt ist von größter Bedeutung. Modelle für Brustkrebs Metastasen in der Leber in immunkompetenten Wirten umfassen orthotope Injektion von syngenen Tumorzellen (zB 4T1 und D2A1 Zelllinien) in das Brustfettpolster, mit oder ohne chirurgischen studierenResektion des Primärtumors und die anschließende Beurteilung der Metastasierung 36-38. Zu beachten ist , ist die Rate von Lebermetastasen aus orthotope Transplantation Modelle sehr gering oder gar nicht vorhanden im Vergleich zu anderen metastatischen Stellen wie Lunge 39,40, oder tritt nach ist Lungenmetastasen festgestellt, die Untersuchung der leberspezifischen Metastasierung zu verkomplizieren 37,39 .
Tumor-Explantate von spontanen gentechnisch veränderten Brustkrebs-Modelle können in die Brustfettpolster von naiven Wirte als syngenen Tumorzellen wieder injiziert werden. Zum Beispiel wurde kürzlich berichtet , dass die spontane Tumoren von K14 Cre ECAD f / f P53 f / f Mäuse, die Modell - invasiven lobulären Mammakarzinom, Tumoren entwickeln , wenn orthotop in Wildtyp- Wirte injiziert. Nach chirurgischer Resektion dieser Tumoren , wenn sie 15 mm 2 erreicht, 18% der Mäuse fortgeschritten , um Lebermetastasen 40,41. Ein dritter Ansatz Lebermetastasen nutzt zu modellierenspontane Metastasierung in gentechnisch veränderten Mäusen. Bis heute Berichte von spontanen murine Modelle von Brustkrebs Metastasen, die leicht auf die Leber ausgebreitet sind selten. Ausnahmen schließen die H19-IGF2, die p53 fp / fp MMTV-Cre Wap-Cre und die K14 Cre eCAD f / f P53 f / f gentechnisch veränderte Maus - Modellen, in denen Lebermetastasen in einem geringen Prozentsatz von Mäusen entwickelt 38,41- 43. Während also genetisch veränderte Mausmodelle die Untersuchung von allen Stadien der metastatischen Kaskade und bietet leistungsfähige und klinisch relevante Modelle zu erleichtern, sind sie aufgrund der niedrigen Raten von Lebermetastasen 38 begrenzt.
Mehrere Metastasierung Modelle umgehen die ersten Schritte der metastatischen Kaskade einschließlich der Verbreitung von Tumorzellen aus dem Primärtumor und intravasation. Diese Modelle erlauben Untersuchung in die späteren Schritte der metastatischen Kaskade von Extravasation Einrichtung von Tumoren an sekundären Standorten. Der intracardiac Injektions Modell liefert Tumorzellen in den linken Ventrikel, die über die Aorta Tumorzellen in das Kreislaufsystem verteilt. Intrakardial erfordert Ultraschall-geführte Bildgebung der Injektionsstelle oder andere bildgebende Verfahren wie Biolumineszenz von Luciferase-Zellen getaggt erfolgreich Injektion zu bestätigen. Die Tumorzellinjektion über den linken Ventrikel kann in Knochen führen, Gehirn, Lunge und / oder Lebermetastasen unter anderen Organen 44-48. Aufgrund der Multi-Organ Metastasen, müssen diese Mäuse häufig vor der Entwicklung einer manifesten Lebermetastasen eingeschläfert werden, negiert die Fähigkeit zur vollständigen Metastasenwachstum in der Leber zu untersuchen. Ein alternativer Ansatz, der die Entwicklung von Multi-Site-Metastasierung signifikant minimiert, ist die intralienale Injektion Modell. Intralienale Injektion liefert über die Milzvene Tumorzellen , die mit der mesenterica superior verbindet 49,50 die Pfortader zu werden. Die Tiere können für outgr überwacht werdenowth von Metastasen in der Leber , da die Bildung an anderen Standorten von Metastasen ist selten, und als Ergebnis, den allgemeinen Gesundheitszustand des Tieres 49,50 gehalten. Allerdings ist es wichtig , dass das intralienale Modell Splenektomie Milztumoren 49,50, ein Verfahren , die Auswirkungen auf die Immunfunktion zu vermeiden , erfordert zu beachten. So wird beispielsweise myokardiale Ischämie Reperfusionsverletzung durch Infiltration von Ly6C + Monocyten Teilmengen aus , die aus der Milz und sind verantwortlich für die phagozytische und proteolytischen Aktivität während der Wundheilung nach Ischämie 51,52 stammen. Mit Splenektomie, gibt es eine beobachtete Reduktion der Monozyten - Populationen, die in Wundheil 52 unterstützen. Ferner wurde Splenektomie Primärtumorwachstum und Lungenmetastasen in einem nicht-kleinzelligen Lungenkrebs - Modell, und zwar durch eine Verringerung der Anzahl von zirkulierenden und Intratumor CCR2 + CD11b + Ly6C + monozytären myelo zu reduzieren gezeigtid Zellen 53. Zusätzlich führte Splenektomie folgende intralienale Injektion von Kolonkarzinomzellen in reduzierten Mengen an Anti-Tumor - natürlichen Killerzellen in mesenterischen Lymphknoten und erhöhte Lebermetastasen 54. In Summe legen diese Ergebnisse nahe, dass Splenektomie das Immunsystem die Rolle mit weiteren Folgen für metastatischen Zellschicksal Kompromisse.
Pfortader Injection Modell von Lebermetastasen
Um Brustkrebs Metastasen in der Leber in einem vollständig immunkompetenten Wirt, unter Bedingungen, bei denen Mäuse nicht beeinträchtigt werden durch Multi-Organmetastasen, eine Pfortader Injektion Modell untersuchen entwickelt. Intraportale Injektion Modelle wurden zuvor zu studieren Lebermetastasen von kolorektalen 55,56 und Melanom 16 Zelllinien verwendet werden; wir hier Anwendung der intraportale Injektion beschreiben zu syngenen Brusttumorzelle Metastasen modellieren. Dieses Modell kann verwendet werden, um zu studierendie späteren Stadien der metastatischen Kaskade einschließlich Brustkrebs-Zell Extravasation und Säen, Tumorzellschicksal Entscheidungen in Bezug auf den Tod / Proliferation / dormancy und Auswuchs in offene Läsionen. In diesem Modell werden syngenen Brusttumorzelllinien über die Pfortader von immunkompetenten Balb / c weibliche Mäuse, ein Verfahren injiziert , die zunächst Tumorzellen liefert und direkt in die Leber ohne Entfernung der Milz. Um dieses Modell zu entwickeln, die Verwendung von vier Brusttumorzelllinien, die von niedrig bis hoch in ihre metastatische Fähigkeit reichen wurden eingesetzt: D2.OR, D2A1 und 4T1, und haben D2A1 getaggt mit grün fluoreszierende Protein (D2A1-GFP) eingesetzt untersuchen frühen Zeitpunkten nach der Injektion der Tumorzellen. 4T1 ist ein hochmetastatisch vom 410,4 Tumor abgeleitete Zelllinie , die in einem MMTV + weibliche Balb / c Maus 36,37 entstanden spontan und metastasiert auf Lunge, Leber, Gehirn und Knochen von Brust 39,57,58 Primärtumoren Fettpolster. D2A1 Tumorzellen WERe auch ursprünglich aus einem spontanen Mammatumor abgeleitet in einer Balb / c - Host nach der Transplantation von D2 hyperplastischen alveolaren Knötchen Zellen entstehen, und bestätigt aus dem Primärtumor in die Lunge 59,60 metastatic sein. D2.OR Tumorzellen sind eine nicht-metastasierten Schwester Linie auf die D2A1 Linie , und obwohl sie den Primärtumor zu entkommen und an sekundären Standorten kommen, aber nur selten Fernmetastasen 60,61 etablieren.
Darüber hinaus ist es wichtig, die Verwendung von allgemein verwendeten Schmerz Arzneimittel, einschließlich nicht-steroidale entzündungshemmende Medikamente (NSAIDs) während oder nach dem chirurgischen Eingriff zu vermeiden. NSAIDs haben Antitumor-Aktivität in bestimmten Brustkrebs 62-65, und einige Klassen von NSAIDs erhöhen das Risiko für Hepatotoxizität 66,67, möglicherweise die Studie von Lebermetastasen zu beeinträchtigen und die Leber metastasiertem Nische. Ferner Studien deuten darauf hin, dass direkt das Gewebe Mikroumgebung beeinflussen NSAIDs, pro-metastatischen ext reduziertracellular Matrixproteine Tenascin-C 68 und fibrillärem Kollagen 62,65. Alternativ wurde wegen seiner Wirksamkeit in rodent Schmerzmanagement 69 und aufgrund des Mangels an Beweisen die Verwendung eines Opioid - Derivat, Buprenorphin, verwendet , dass Opioide 70 Antitumoraktivität aufweisen. Diese Injektion Modell Pfortader wurde für kleinere Injektionsvolumina von 5 optimiert - 10 & mgr; l, um unnötige Schäden an der Leber zu vermeiden. Das Modell wurde auch Nadeln optimiert umfassen mit kleinerem Durchmesser (≥ 32 gauge) und die Verwendung von hämostatischen Gaze unmittelbar nach der Injektion der Blutverlust während des Verfahrens zu minimieren. Im Gegensatz zu diesen optimierten Einspritzparameter, die Zellzahlen sollte auf individueller Basis bestimmt werden, bezogen auf das tumorigene Potential der Zelllinie. Jedoch für Langzeitstudien bei ≤ 10.000 Zellen / Injektion beginnend empfohlen. Für kürzere Endpunkten (beispielsweise 24 h post-Injektion) erheblich mehr Tumorzellen (zB1 × 10 5 - 1x 10 6) kann , falls erforderlich auch verwendet werden. Zusammengefasst detailliert die Pfortader Injektion Modell stellt hier ein nützliches Werkzeug für die Untersuchung von Brustkrebs Metastasen in der Leber und umgeht eine Reihe von Einschränkungen anderer Lebermetastasen Modelle. Dieses Modell ermöglicht Untersuchung der Tumorzelle Extravasation, Säen, frühe Schicksal Entscheidungen des Überlebens, Proliferation und Dormanz und metastatischen Auswuchs in immunkompetenten Maus-Hosts.