כאן, אנו מציגים פרוטוקול להזרקה תוך לבבית של תאי סרטן ערמונית אנושיים כדי ליצור מודל עכבר עם נגעים גרורות בעצמות.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
כאן, אנו מציגים פרוטוקול להזרקה תוך לבבית של תאי סרטן ערמונית אנושיים כדי ליצור מודל עכבר עם נגעים גרורות בעצמות.
כממאירות הגברית הנפוצה ביותר, סרטן הערמונית (PC) מדורג במקום השני בתמותה, בעיקר בשל שיעור גרורות בעצמות של 65%-75%. לכן, חיוני להבין את התהליך ואת המנגנונים הקשורים של גרורות עצם סרטן הערמונית לפיתוח טיפולים חדשים. לשם כך, מודל בעלי חיים של גרורות עצם הוא כלי חיוני. כאן, אנו מדווחים על הליכים מפורטים ליצירת מודל עכבר גרורות עצם באמצעות הזרקה תוך לבבית של תאי סרטן הערמונית. מערכת הדמיה ביולומינסנטית יכולה לקבוע אם תאי סרטן הערמונית הוזרקו במדויק ללב ולנטר גרורות של תאים סרטניים, שכן יש לה יתרונות גדולים במעקב אחר התפתחות נגעים גרורתיים. מודל זה משכפל את ההתפתחות הטבעית של תאי סרטן מופצים ליצירת מיקרו-גרורות בעצם ומחקה את התהליך הפתולוגי של גרורות בעצמות סרטן הערמונית. הוא מספק כלי יעיל לחקירה נוספת של המנגנונים המולקולריים ואת ההשפעות הטיפוליות in vivo של מחלה זו.
סרטן הערמונית הוא הסרטן השכיח ביותר בקרב גברים ב -112 מדינות ומדורג במקום השני בתמותה במדינות מדד התפתחות אנושי גבוה יותר 1,2. רוב מקרי המוות בחולי סרטן הערמונית נגרמים מגרורות, וכ-65%-75% מהמקרים יפתחו גרורות בעצמות 3,4. לכן, יש צורך דחוף במניעה וטיפול בגרורות עצם של סרטן הערמונית כדי לשפר את התוצאה הקלינית של חולי סרטן הערמונית. המודל החייתי של גרורות עצם הוא כלי חיוני לחקר התהליך הרב-שלבי והמנגנונים המולקולריים המעורבים בכל שלב של גרורות עצם של סרטן הערמונית, ובכך לזהות מטרות טיפוליות ולפתח טיפולים חדשניים5.
השיטות הנפוצות ביותר ליצירת מודלים ניסיוניים של בעלי חיים של גרורות בעצמות סרטן הערמונית כוללות את האורתוטופיה, תוך דיאפיזה (כגון תוך טיביאלית) והזרקה תוך לבבית של תאי סרטן הערמונית. מודל גרורות העצם עם הזרקה אורתוטופית נוצר על ידי הזרקה ישירה של תאי סרטן הערמונית לתוך הערמונית של עכבר 6,7. למודל ניסיוני זה של בעלי חיים יש מאפיינים קליניים דומים מאוד לגרורות בעצמות סרטן הערמונית. עם זאת, הגרורות מתרחשות בעיקר בבלוטת הלימפה בבית השחי ובריאה ולא בעצם 8,9. מודל ההזרקה התוך טיביאלית לסרטן הערמונית מזריק ישירות תאי סרטן ערמונית לעצם השוקה עם שיעור היווצרות גידול גבוה בעצם (טיביה)10,11; עם זאת, קליפת העצם וחלל מח העצם ניזוקים בקלות. בנוסף, שיטת ההזרקה הטיביאלית אינה יכולה לעורר את התהליך הפתולוגי של גרורות עצם סרטן הערמונית שבו התאים הסרטניים מאכלסים את העצם דרך מחזור הדם. כדי לחקור את מחזור הדם, אקסטרווסציה וסקולרית וגרורות מרוחקות עם שיעור גרורות עצם גבוה יותר של תאים סרטניים, פותחה טכניקת הזרקה תוך לבבית על ידי הזרקה ישירה של תאי סרטן הערמונית לחדר השמאלי של העכבר 8,12,13. זה הופך אותו למודל בעל ערך בבעלי חיים לחקר גרורות בעצמות8. בשיטת ההזרקה התוך-לבבית שיעור גרורות בעצמות עומד על כ-75%9,14, גבוה בהרבה משיטת ההזרקה האורתוטופית. לכן, הזרקה תוך לבבית היא שיטה אידיאלית ליצור מודל בעלי חיים עם גרורות עצם סרטן הערמונית.
עבודה זו נועדה לתאר את תהליך הקמת מודל העכבר של גרורות עצם סרטן הערמונית, המאפשר לקוראים לדמיין את הקמת המודל. העבודה הנוכחית מספקת תהליכים מפורטים, אמצעי זהירות ותמונות להמחשה ליצירת מודל xenograft גרורות עצם באמצעות הזרקה תוך לבבית של תאי סרטן ערמונית אנושיים בעכברים אתימיים. שיטה זו מספקת כלי יעיל לחקירה נוספת של המנגנונים המולקולריים וההשפעות הטיפוליות in vivo של גרורות בעצמות סרטן הערמונית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עכברי BALB/c אתימיים זכרים בני שישה עד שמונה שבועות (n = 10) שוכנו בכלובי עכברים מאווררים בנפרד (5 עכברים / כלוב) בחדר בעלי חיים ספציפי ללא פתוגן (SPF) בתנאים של מחזור אור / חושך של 12 שעות, עם גישה חופשית להזנת SPF ומים סטריליים. עכברים הוזנו באופן אדפטיבי במשך שבוע לפני הניסויים. כל הניסויים בבעלי חיים אושרו על ידי הוועדה לרווחת בעלי חיים של אוניברסיטת שנגחאי לרפואה סינית מסורתית.
1. הכנת תאים
2. ניתוח להזרקה תוך לבבית של תאי סרטן הערמונית האנושית
הערה: המנגנון הכירורגי המשמש להזרקה תוך לבבית הוא מזרק 1 מ"ל (איור 1). לספק תמיכה תרמית לאורך כל ההליך עד להחלמה של בעל החיים מההרדמה.
3. חקירה פתולוגית
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
להדמיית ביולומינסנציה יתרונות עצומים במעקב אחר התפתחות הנגע הגרורתי במודל הזרקה תוך לבבי. זמן קצר לאחר הזרקת התאים הסרטניים (תוך 24 שעות), נעשה שימוש בדימות ביולומינסנציה כדי לדמיין את התאים הסרטניים נכנסים למחזור הדם הכללי (איור 3A). איתות ביולומינסנציה ברור בכל הגוף ייראה כאשר התאים הסרטניים מוזרקים למחזור הדם העורקי כראוי. נתונים מעכברים המראים אותות ביולומינסנציה רק באתר ההזרקה (לב) צריכים להיכלל באיסוף הנתונים הסופי. נגעים גרורתיים בגפיים האחוריות נצפו (איור
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הזרקה תוך לבבית של תאי סרטן ערמונית אנושיים ליצירת גרורות בעצמות היא מודל עכבר אידיאלי לחקר הפונקציות והמנגנונים של גרורות עצם של סרטן הערמונית והערכת היעילות הטיפולית. מחקרים הראו כי נזק לעצם מתרחש ככל הנראה בשוקה הפרוקסימלית ובעצם הירך הדיסטלית17, אשר עשויה לנבוע מכלי הדם הגבוהים והפעילות המטבולית שלהם.
מכיוון שגרורות בעצמות הן נגע גרורתי שכיח בחולות סרטן השד, מודל גרורות העצם המיוצר על ידי הזרקה תוך לבבית של תאי סרטן השד נפוץ גם במחקרים על סרטן השד1...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל המחברים מצהירים כי אין אינטרסים כלכליים מתחרים.
עבודה זו נתמכת על ידי מענקים מתוכנית המו"פ הלאומית של סין (2018YFC1704300 ו- 2020YFE0201600), הקרן הלאומית למדעי הטבע (81973877 ו- 82174408), פרויקטי המחקר במסגרת התקציב של אוניברסיטת שנגחאי לרפואה סינית מסורתית (2021LK047), ומרכז החדשנות השיתופית בשנחאי של טרנספורמציה תעשייתית של הכנת TCM בבית החולים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1 מ"ל מזרקים ומחטים | שאנדונג Weigao קבוצה פולימר רפואי ושות', בע"מ | 20200411 | התאים הוזרקו לחדרים של עכברים |
| מכונת הרדמה | שנזן RWD Life Technology Co., Ltd | R500IP | ציוד להרדמת עכברים |
| דלפק תאים אוטומטי | שנחאי Simo Biological Technology Co., Ltd | IC1000 | לספירת תאים |
| BALB / c עכברים אתימיים | שנחאי SLAC מעבדה בעלי חיים ושות', בע"מ | זכר | בן 6-8 שבועות, עכברים זכרים |
| מערכת הדמיה ביולומינסנציה | שנחאי Baitai Technology Co., Ltd | Vieworks | למעקב אחר צמיחת הגידול והגרורות הריאתיות אם התאים המוזרקים מסומנים על ידי |
| צינור צנטריפוגה לוציפראז (15 מ"ל, 50 מ"ל) | שנחאי YueNian ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | 430790, קורנינג | |
| EDTA פתרון | ווהאן חאווייר ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | G1105 | להסרת אבדן של עצם העצם |
| F-12 מדיום | שנחאי YueNian ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | 21700075, GIBCO | מדיום תרבית תאים |
| פורמלין פתרון | שנחאי YueNian ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | BL539A | לתיקון הדגימה של כל עכבר |
| Isoflurane | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd | VETEASY | להרדמה |
| Lipofectamine 2000 | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | 11668027, Thermo fisher | מגיב טרנספקציה פלסמיד |
| PC-3 קו תאים | בנק התאים של האקדמיה הסינית למדעים | TCHu 158 | קו תאים לסרטן הערמונית |
| מי מלח חוצץ פוספט | Beyotime Biotechnology | ST447 | שטפו את תאי האוסטאוסרקומה האנושיים |
| טריפסין (0.25%) | שנחאי YueNian Biotechnology Co. בע"מ | 25200056, Gibco | לניתוק התאים |
| וקטור (pLV-luciferase) | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | VL3613 | פלסמיד למערכת |
| הדמיית רנטגן | ברוק (בייג'ינג) טכנולוגיה ושות', בע"מ | FX PRO | להשגת תמונות רנטגן לאיתור צמיחת גידול |
| μ CT80 | Shenzhen Fraun Technology Service Co., Ltd | Scanco Medical AG, שוויץ | לאיתור הרס עצם. ה-mico-CT מצויד ב-3DCalc, שחזור חרוט, ו-μ תוכנת הדמיה של דגם CT Ray V3.4A. |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.