הפרוטוקול הנוכחי מתאר הזרקת תאי intratibia osteosarcoma כדי ליצור מודלים עכבר הנושאים אוסטאוסרקומה אורתוטופית ונגעים גרורות ריאתיות.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
הפרוטוקול הנוכחי מתאר הזרקת תאי intratibia osteosarcoma כדי ליצור מודלים עכבר הנושאים אוסטאוסרקומה אורתוטופית ונגעים גרורות ריאתיות.
Osteosarcoma הוא סרטן העצם העיקרי הנפוץ ביותר אצל ילדים ומתבגרים, עם ריאות כאתר גרורתי הנפוץ ביותר. שיעור ההישרדות של חמש שנים של חולי אוסטאוסרקומה עם גרורות ריאתיות הוא פחות מ -30%. לכן, השימוש של מודלים עכבר מחקה את התפתחות osteosarcoma בבני אדם הוא בעל משמעות רבה להבנת המנגנון הבסיסי של קרצינוגנזה osteosarcoma וגרורות ריאתי לפתח טיפוליים חדשניים. כאן, נהלים מפורטים מדווחים כדי ליצור את מודלים עכבר גרורות אוסטאוזרקומה ריאות העיקרי באמצעות הזרקת intratibia של תאי osteosarcoma. בשילוב עם bioluminescence או מערכת הדמיה חיה רנטגן, מודלים אלה עכבר חי מנוצלים כדי לפקח ולכמת את צמיחת osteosarcoma וגרורות. כדי להקים מודל זה, מטריצת קרום מרתף המכילה תאי osteosarcoma נטען במזרק מיקרו נפח והוזרק לתוך שוקה אחת של כל עכבר אתימי לאחר שהיה מורדם. העכברים הוקרבו כאשר האוסטאוסרקומה העיקרית הגיעה למגבלת הגודל בפרוטוקול שאושר על ידי IACUC. הרגליים הנושאות אוסטאוסרקומה והריאות עם נגעי גרורות הופרדו. מודלים אלה מאופיינים בתקופת דגירה קצרה, צמיחה מהירה, נגעים חמורים ורגישות בניטור התפתחות נגעים גרורתיים ראשוניים ובריאתיים. לכן, אלה הם מודלים אידיאליים לחקר הפונקציות והמנגנונים של גורמים ספציפיים אוסטאוסרקומה קרצינוגנזה וגרורות ריאתיות, מיקרו-סביבה של הגידול, והערכה של היעילות הטיפולית ב- vivo.
אוסטאוסרקומה היא סרטן העצמות העיקרי הנפוץ ביותר בקרב ילדים ומתבגרים 1,2, אשר בעיקר חודר לרקמה שמסביב, ואפילו גרורות לריאות כאשר החולים מאובחנים. גרורות ריאתיות הן האתגר העיקרי לטיפול באוסטיוסרקומה, ושיעור ההישרדות של חמש שנים של חולי אוסטאוסרקומה עם גרורות ריאתיות נשאר נמוך כמו 20%-30%-30%3,4,5. עם זאת, שיעור ההישרדות של חמש שנים של אוסטאוסרקומה ראשונית הוגדל לכ -70% מאז שנות השבעים עקב כניסתו של כימותרפיה6. לכן, יש צורך דחוף כדי להבין את המנגנון הבסיסי של אוסטאוסרקומה קרצינוגנזה וגרורות ריאתיות לפתח טיפולים חדשניים. היישום של מודלים עכבר המחקים בצורה הטובה ביותר את התקדמות osteosarcoma בבני אדם הוא בעל משמעות רבה7.
מודלים בעלי חיים osteosarcoma נוצרים על ידי ספונטני, המושרה הנדסה גנטית, השתלה, וטכניקות אחרות. מודל האוסטאוסרקומה הספונטני משמש לעתים רחוקות בשל זמן היווצרות הגידול הארוך, שיעור התרחשות הגידול הלא עקבי, תחלואה נמוכה ויציבות ירודה 8,9. למרות מודל osteosarcoma המושרה נגיש יותר להשיג מאשר osteosarcoma ספונטני, היישום של מודל osteosarcoma המושרה מוגבל כי הגורם המעורר ישפיע על microenvironment, הפתוגנזה, ואת המאפיינים הפתולוגיים של osteosarcoma10. מודלים מהונדסים עוזרים להבין את הפתוגנזה של סרטן שכן הם יכולים לדמות טוב יותר את הסביבות הפיזיולוגיות והפתולוגיות האנושיות; עם זאת, מודלים בעלי חיים מהונדסים יש גם את המגבלות שלהם בשל הקושי, לטווח ארוך, ועלות גבוהה של שינוי מהונדס. יתר על כן, אפילו במודלים המקובלים ביותר של בעלי חיים מהונדסים שנוצרו על ידי p53 ושינוי גנים Rb, רק 13.6% מהסרקומה התרחשה בארבע עצמות הגפיים11,12.
השתלה היא אחת השיטות הנפוצות ביותר לייצור מודלים גרורתיים גרורתיים ראשוניים ורחוקים בשנים האחרונות בשל התמרון הפשוט שלה, קצב היווצרות הגידול היציב והומוגניותטובה יותר 13. ההשתלה כוללת השתלה הטרוטופית והשתלות אורתוטופיות על פי אתרי ההשתלה. בהשתלה הטרוטופית של אוסטאוסרקומה, תאי האוסטאוסרקומה מוזרקים מחוץ לאתרי האוסטאוסרקומה העיקריים (עצם) של בעלי החיים, בדרך כלל מתחת לעור, תת עורית14. למרות ההשתלה ההטרוטופית היא פשוטה ללא צורך לבצע ניתוח בבעלי חיים, האתרים שבהם תאי osteosarcoma מוזרקים אינם מייצגים את המיקרו-סביבה של אוסטאוסרקומה אנושית בפועל. השתלה אורתוטופית אוסטאוסרקומה היא כאשר תאי האוסטאוסרקומה מוזרקים לעצמות של בעלי חיים, כגון שוקה15,16. בהשוואה לשתלים ההטרוטופיים, שתלי אוסטאוסרקומה אורתוטופיים מאופיינים בתקופת דגירה קצרה, צמיחה מהירה ואופי שוחק חזק; לכן, הם מודלים בעלי חיים אידיאליים עבור מחקרים הקשורים osteosarcoma17.
בעלי החיים הנפוצים ביותר הם עכברים, כלבים ודגי זברה18,19. המודל הספונטני של osteosarcoma משמש בדרך כלל בכלבים כי osteosarcoma הוא אחד הגידולים הנפוצים ביותר בכלבים. עם זאת, היישום של מודל זה מוגבל בגלל זמן היווצרות הגידול הארוך, שיעור הגידול הנמוך, הומוגניות ירודה ויציבות. דגי זברה משמשים לעתים קרובות לבניית מודלים מהונדסים או נוקאאוט גידול בגלל הרבייה המהירה שלהם20. אבל גנים של דגי זברה שונים מהגנים האנושיים, ולכן היישומים שלהם מוגבלים.
עבודה זו מתארת את ההליכים המפורטים, אמצעי זהירות, ותמונות מייצגות לייצור osteosarcoma העיקרי בשוקה עם גרורות ריאתי באמצעות הזרקת intratibia של תאי osteosarcoma בעכברים אתימיים. שיטה זו יושמה כדי ליצור את osteosarcoma העיקרי בשוקת העכבר להערכת יעילות טיפולית, אשר הראה רבייה גבוהה21,22.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הניסויים בבעלי חיים אושרו על ידי הוועדה לרווחת בעלי חיים של אוניברסיטת שנגחאי לרפואה סינית מסורתית. עכברי BALB/C אתיקמיים זכרים בני ארבעה שבועות התאקלמו במשך שבוע לפני הניתוח להזרקה אורתוטופית של תאי אוסטאוסרקומה. עכברים שוכנו בכלובי עכברים מאווררים בנפרד עם חמישה עכברים לכלוב במחזור אור / כהה של 12 שעות עם גישה לליביטום מודעה להזנת SPF ומים סטריליים.
1. הכנת תאים
2. ניתוח להזרקה אורתוטופית של תאי האוסטאוסרקומה
הערה: כלי הניתוח מוצגים באיור 1.
3. בדיקה פתולוגית (איסוף דגימת אוסטאוסרקומה גרורתית ראשונית וריאותית לניתוח)
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אוסטאוסרקומה אורתופית מוצלחת (ראשונית) ומודלים ריאתיים גרורתיים תלויים בהזרקה האורתוטופית המדויקת של תאי אוסטאוסרקומה. כאן, מודל אוסטאוסרקומה אורתוטופית (ראשונית) באמצעות הזרקת תאי אוסטאוסרקומה intratibial פותחה בהצלחה. איור 3A מציג עכבר מייצג הנושא אוסטאוסרקומה אורתוטופית (ראשונית), ואיור 3B מראה אוסטאוסרקומה אורתוטופית מבודדת (ראשונית) מייצגת. נפח הגידול נמדד פעם בשבוע בקליפר ומחושב כמתואר בשלב 2.11 (איור 3C). צמיחת אוסטא...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הזרקה אורתוטופית של תאי אוסטאוסרקומה היא מודל אידיאלי לחקר הפונקציה והמנגנון של גורמים ספציפיים ב- osteosarcoma carcinogenesis ופיתוח כדי להעריך את היעילות הטיפולית. כדי למנוע הבדלים בצמיחת הגידול, רוב תאי האוסטאוסרקומה הפעילים ב 80%-90% במפגש עם אותו מספר מוזרקים בקפידה לתוך השוקה של כל עכבר, וזמן טריפסיניזציה התא נשלט בקפדנות מבלי להשפיע על הכדאיות של התא. כמו גושי תאים להשפיע על ספירת תאים המובילים מספרי תאים לא מדויקים מוזרק לתוך השוקה של כל עכבר, ההשעיה התא צריך להיות מעורב כראוי למעלה ולמטה עם פיפטה כדי למנוע היווצ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
מחקר זה נתמך על ידי מענקים מ(1) תוכנית מו"פ המפתח הלאומית של סין (2018YFC1704300 ו-2020YFE0201600), (2) הקרן הלאומית למדעי הטבע (81973877 ו-82174408).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מונה תאים אוטומטי | שנחאי סימו ביולוגי טכנולוגיה ושות', בע"מ | IC1000 | ספירת תאים |
| מכונת הרדמה | שנזן RWD חיים טכנולוגיה ושות', בע"מ | R500IP | הציוד של עכברי הרדמה |
| BALB / c עכברים אתימיים | שנחאי SLAC מעבדה בעלי חיים ושות', בע"מ | / | |
| מטריצת קרום מרתף | בעלי חיים שנחאי Uning Bioscience Technology Co., Ltd | 356234, BD, Matrigel | תאי מתלה מחדש |
| מערכת הדמיה ביולומינסנציה | שנחאי Baitai Technology Co., Ltd | Vieworks | עוקבת אחר צמיחת הגידול וגרורות ריאתיות, אם תא ההזרקה מסומן על ידי |
| צינור צנטריפוגה לוציפראז (15 מ"ל) | שנחאי YueNian ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | 430790, | צנטריפוגה |
| isoflurane | שנזן RWD חיים טכנולוגיה ושות', בע"מ | VETEASY | עכברי הרדמה |
| MEM מדיה | שנחאי YueNian ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | LM-E1141 | תרבית תאים בינונית |
| מזרק מיקרו נפח | שנחאי תעשיית יונים גבוהה ומסחר ושות', בע"מ | 0-50 μ L | להזריק תאים מדויקים לתוך השוקה |
| תמיסת מלח מאגר | פוספט Beyotime Biotechnology | ST447 | לשטוף את תאי האוסטאוסרקומה האנושיים |
| 1 מ"ל מזרקים | שאנדונג Weigao Group Medical Polymer Co., Ltd | קידוח 20200411 | |
| קו תאים 143B | ATCC | CRL-8303 | קו תאים אוסטאוסרקומה |
| טריפסין (0.25%) | שנחאי YueNian ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | 25200056, טיפול | בטריפסין של Gibco בתאים |
| טריפן כחול | Beyotime Biotechnology | ST798 | צביעת תאים להערכת |
| וקטור פעילות (pLV-luciferase) | שנחאי YueNian ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | VL3613 | פלסמיד |
| ליפופקטמין 2000 | שנחאי YueNian ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | 11668027, תרמו פישר | מגיב פלסמיד |
| הדמיית רנטגן מערכת | ברוק (בייג'ינג) טכנולוגיה ושות', בע"מ | PRO | תמונות רנטגן התקבלו כדי לזהות צמיחת גידול |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.