Summary

Orthotopic iniezione delle cellule di cancro al seno in topi cuscinetto grasso mammario

Published: January 20, 2019
doi:

Summary

Qui, presentiamo un protocollo per impiantare cellule di cancro al seno nel cuscinetto grasso mammario in modo semplice, meno invasiva e facile da maneggiare, e questo modello di cancro al seno ortotopico del topo con un ambiente adeguato cuscinetto grasso mammario può essere utilizzato per approfondire vari aspetti della cancro.

Abstract

Un modello animale adeguato è fondamentale per una migliore comprensione delle malattie. Animale modelli stabiliti dai diversi metodi (iniezioni sottocutanee, xenotrapianti, manipolazione genetica, induzione di reagenti chimici, ecc.) hanno vari caratteri patologici e svolgono un ruolo importante nell’investigare alcuni aspetti della malattie. Sebbene nessun singolo modello può imitare totalmente la progressione di malattia umana, modelli di malattia ortotopici organi con un adeguato ambiente stromale giocano un ruolo insostituibile nella comprensione delle malattie e di screening per potenziali farmaci. In questo articolo, descriviamo come impiantare cellule di cancro al seno nel cuscinetto grasso mammario in modo semplice, in modo meno invasivo e facile da maneggiare e seguire la metastasi in organi distanti. Con le funzionalità corretta della crescita del tumore primario, al seno e alterazioni patologiche del capezzolo e un alto avvenimento della metastasi in altri organi, questo modello maximumly imita la progressione del cancro al seno umano. Crescita del tumore primario in situ, metastasi a distanza lunga e microambiente tumorale di cancro al seno può essere indagate utilizzando questo modello.

Introduction

Cancro al seno è la principale causa di mortalità femminile in tutto il mondo. Con la sua incidenza progressivamente crescente, cancro al seno è diventata una seria sfida alla sanità pubblica1. Modelli murini del cancro sono buoni ponti tra studi preclinici e clinici, e un modello di buona mimica malattia murina aumenterà la precisione della ricerca sulla malattia e medicina.

Crescita del tumore primario inizia lo stato di avanzamento della malattia maligna, mentre le metastasi e le complicazioni sono le principali cause di morte e qualità di vita scarsa nella maggior parte dei malati di cancro. Diversi modelli murini sono utilizzati per simulare la patologia del cancro di seno umano2,3,4. Modelli di xenotrapianto sono ampiamente utilizzati per lo studio del cancro capire i caratteri patologici e ai farmaci di schermo per la sicurezza e l’efficacia5,6,7. Topi geneticamente modificati (GEM) vengono generati per simulare il cancro al seno umano di mira alcuni oncogeni o di geni del soppressore del tumore8. GEM hanno un background relativamente semplice e uniforme per comprendere il ruolo dei geni in corso cancerosa; Tuttavia, l’ambiente artificiale e sfondo sono limitati a studiare la patologia di metastasi e relative terapie9. Cellule tumorali umane, anche se con caratteristiche patologiche umane, possono solo essere impiantate in topi immune-carenti, e l’insufficienza dell’interazione tumore-ospite immune può portare a risultati parziale10.

Dove inizia il tumore solido ha un’influenza diretta sui caratteri biologici e patologici della malattia11,12,13. Poiché il progresso cancerosa è il risultato di complicati delle interazioni tra le cellule del tumore, le cellule stromali, immunologia cellule, cellule infiammatorie, fattori di crescita e proteasi, tumori primari impiantati in situ fornire una migliore comprensione e imitare la con più precisione i tumori indotti da agenti chimici o un’iniezione sottocutanea di tumore cellule cancerosa processo. Agenti chimici utilizzati per indurre i tumori possono essere dannosi per i ricercatori e ambiente e sono addirittura vietati in alcuni paesi. A causa dell’assenza di un ambiente di cuscinetto grasso mammario, il progresso patologico di un’iniezione sottocutanea può differire con che nei pazienti di cancro di seno reale, cui il cancro ha origine e irrita da cuscinetto grasso mammario. Gli svantaggi di iniezioni sottocutanee incoraggiano l’uso di Modelli ortotopici per studiare la crescita del tumore. In ricerche precedenti, tumori altamente metastatici di MDA-MB-231, sviluppati dopo sette trapianti ortotopici, indicato l’importanza della posizione iniezione14. Recentemente, l’impianto ortotopico di cellule di cancro al seno in cuscinetto grasso mammario con la chirurgia è stato segnalato15,16. Con l’ambiente di cuscinetto mammario, la crescita del tumore e la migrazione in organi distanti coprire l’intero processo di cancro al seno presso siti patologicamente rilevanti, che rende questo modello una miniatura del progresso delle malattie umane. Tuttavia, dopo l’intervento chirurgico, la pelle tenta automaticamente di guarire se stesso, che può portare il potenziale rischio di interferire con l’origine del cancro di seno normale e falsare i risultati.

Abbiamo confrontato alcuni modelli di cancro al seno e stabilito un modello ortotopico mininvasiva per studiare l’effetto potenziale delle droghe il seno cancro progressione17,18. In questo studio, un protocollo dei video su come orthotopically iniettare cellule di cancro al seno nel cuscinetto grasso mammario in modo semplice, modo meno invasivo è presentato. Questo metodo di iniezione di orthotopic senza chirurgia è vantaggioso in molti modi. In primo luogo, l’operazione è semplice e rapida, circa 1 minuto per topo. In secondo luogo, con i fuochi del tumore primario a partire dai siti proprio patologici, copre il processo intero cancerogeno della progressione del cancro di seno dalla crescita del tumore ad altre metastasi di organi, che fornisce un buon modello animale sperimentale per lo studio della interazione delle cellule del tumore e microambiente tumorale. Inoltre, può essere un valido modello per stimare gli effetti del trattamento in tutte le fasi del cancro al seno. L’obiettivo di questo metodo è quello di fornire un modello animale alla progressione tumorale maximumly materno mimico.

Protocol

Gli esperimenti sugli animali sono stati condotti in conformità con la fornitura e la raccomandazione generale di legislazione amministrazione cinese animali sperimentali e sono stati approvati dall’Istituto di cura degli animali e uso Comitato di Capital Medical University (Ref no. AEEI-2014-052). Sono stati utilizzati topi Balb/c femmina 6-8 settimane di età. 1. preparazione delle cellule e animali Un giorno prima dell’operazione, radersi i capelli intorno ai capezzoli quarto per…

Representative Results

Dopo un’iniezione di successo, una sfera piatta trasparente bianca con il capezzolo come il fuori-superficie rotondo centro possa essere osservato (Figura 1). Crescita del tumore primario può essere misurata dal volume del tumore e tumore vivente delle cellule di bioluminescenza (Figura 2). Sia il volume del tumore e il flusso totale è aumentato durante l’esperimento prima di resezione. In una fase iniziale, non è possibile tr…

Discussion

Le celle utilizzate in questo studio sono 4T1-luc2, cellule tumorali murine al seno triplo-negativo con etichettatura luciferasi, che sono un utile strumento per investire gli effetti antitumorali e antimetastatic di farmaci a causa della loro natura altamente invasiva2,19 . Luciferasi, stabile per la prossima generazione di cellulari, vengono utilizzati per indicare il tumore di vivere cellule, entrambi presso la ghiandola mammaria e presso altri organi distanti…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Gli autori vorrei ringraziare National Natural Science Foundation of China (grant n. 81873111, 81673924, 81774039, 81503517), la Fondazione di scienze naturali di Pechino (grant n. 7172095, 7162084, 7162083) e la Fondazione di Xia Xu dell’ospedale di Pechino Medicina tradizionale cinese (concedere no, xx201701). Ringraziamo Liu Chang-Zhen, Prof., Experimental Research Center, Cina Accademia delle scienze mediche cinese, per immagini bioluminescenti.

Materials

anesthesia machine Midmark Corporation, Dayton, OH, USA Matrx VMS anesthesia
In-Vivo Imaging System PerkinElmer IVIS Spectrum used for bioluminescence detecion
 isoflurane Hebei yipin chemical reagents  company O21400 anesthesia
1 ml syringe Becton,Dickinson and  Company A257 cell injection
digital caliper Shang Hai Shen Han Measuring Tools Co., Ltd. S-H volume measurement
tramadol Mundipharma company pain killer
D-luciferin Gold Biotechnology Inc. LUCK-1G used for bioluminescence detecion
The primary antibody against cluster of differentiation (CD) 31 Abcam  ab28364 used for MVD detection
hematoxylin and eosin staining kit  Beijing Zhong Shan Jinqiao Biotechnology Co., Ltd. ZLI-9615 histology 
hair removal cream Veet hair removal cream
Carbomer Eye Gel Dr.GerhardMannChem-Pharm.FabrikGmbH ophthalmic ointment
sewing needle Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd.  17U0302J suture

Riferimenti

  1. Torre, L. A., et al. Global cancer statistics. CA: A Cancer Journal for Clinicians. 65 (2), 87-108 (2012).
  2. Rashid, O. M., Takabe, K. Animal models for exploring the pharmacokinetics of breast cancer therapies. Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology. 11 (2), 221-230 (2015).
  3. Wagner, K. U. Models of breast cancer: quo vadis, animal modeling. Breast Cancer Research. 6 (1), 31-38 (2004).
  4. Horas, K., Zheng, Y., Zhou, H., Seibel, M. J. Animal models for breast cancer metastasis to bone: opportunities and limitations. Cancer Investigation. 33 (9), 459-468 (2015).
  5. Kawaguchi, T., Foster, B. A., Young, J., Takabe, K. Current Update of Patient-Derived Xenograft Model for Translational Breast Cancer Research. Journal of Mammary Gland Biology and Neoplasia. 22 (2), 131-139 (2017).
  6. Wright, L. E., et al. Murine models of breast cancer bone metastasis. BoneKEy Reports. 5, 804 (2016).
  7. Cassidy, J. W., Batra, A. S., Greenwood, W., Bruna, A. Patient-derived tumour xenografts for breast cancer drug discovery. Endocrine-Related Cancer. 23 (12), T259-T270 (2016).
  8. Stiedl, P., Grabner, B., Zboray, K., Bogner, E., Casanova, E. Modeling cancer using genetically engineered mice. Methods in Molecular Biology. 1267, 3-18 (2015).
  9. Menezes, M. E., et al. Genetically engineered mice as experimental tools to dissect the critical events in breast cancer. Advances in Cancer Research. 121, 331-382 (2014).
  10. Talmadge, J. E., Singh, R. K., Fidler, I. J., Raz, A. Murine models to evaluate novel and conventional therapeutic strategies for cancer. The American Journal of Pathology. 170 (3), 793-804 (2007).
  11. Spaw, M., Anant, S., Thomas, S. M. Stromal contributions to the carcinogenic process. Molecular Carcinogenesis. 56 (4), 1199-1213 (2017).
  12. Joyce, J. A., Pollard, J. W. Microenvironmental regulation of metastasis. Nature Reviews Cancer. 9 (4), 239-252 (2009).
  13. Hanahan, D., Weinberg, R. A. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 144 (5), 646-674 (2011).
  14. Yano, S., et al. Tumor-targeting adenovirus OBP-401 inhibits primary and metastatic tumor growth of triple-negative breast cancer in orthotopic nude-mouse models. Oncotarget. 7 (51), 85273-85282 (2016).
  15. Kocaturk, B., Versteeg, H. H. Orthotopic injection of breast cancer cells into the mammary fat pad of mice to study tumor growth. Journal of Visualized Experiments. (96), e51967 (2015).
  16. Tavera-Mendoza, L. E., Brown, M. A less invasive method for orthotopic injection of breast cancer cells into the mouse mammary gland. Lab Animal. 51 (1), 85-88 (2017).
  17. Zhang, Y., et al. Establishment of a murine breast tumor model by subcutaneous or orthotopic implantation. Oncology Letters. 15 (5), 6233-6240 (2018).
  18. Zhang, Y., et al. Gubenyiliu II Inhibits Breast Tumor Growth and Metastasis Associated with Decreased Heparanase Expression and Phosphorylation of ERK and AKT Pathways. Molecules. 22 (5), (2017).
  19. Kwon, Y. S., Lee, K. S., Chun, S. Y., Jang, T. J., Nam, K. S. Suppressive effects of a proton beam on tumor growth and lung metastasis through the inhibition of metastatic gene expression in 4T1 orthotopic breast cancer model. International Journal of Oncology. 49 (1), 336-342 (2016).
  20. Kalra, J., et al. Validating the use of a luciferase labeled breast cancer cell line, MDA435LCC6, as a means to monitor tumor progression and to assess the therapeutic activity of an established anticancer drug, docetaxel (Dt) alone or in combination with the ILK inhibitor, QLT0267. Cancer Biology & Therapy. 11 (9), 826-838 (2011).
  21. Hoffman, R. M. Orthotopic metastatic mouse models for anticancer drug discovery and evaluation: a bridge to the clinic. Investigational New Drugs. 17 (4), 343-359 (1999).
  22. Hoffman, R. M. Patient-derived orthotopic xenografts: better mimic of metastasis than subcutaneous xenografts. Nature Reviews Cancer. 15, 451 (2015).

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Citazione di questo articolo
Zhang, G., Zhang, Y., Cao, K., Wang, X. Orthotopic Injection of Breast Cancer Cells into the Mice Mammary Fat Pad. J. Vis. Exp. (143), e58604, doi:10.3791/58604 (2019).

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