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方法論記事

同所性骨肉腫および肺転移マウスモデルを生成するための脛骨内骨肉腫細胞注射

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DOI:

10.3791/63072

2021年10月28日

* These authors contributed equally

この記事について

サマリー

本プロトコールは、同所性骨肉腫および肺転移病変を有するマウスモデルを生成するための脛骨内骨肉腫細胞注射を記載する。

要約

骨肉腫は、小児および青年において最も一般的な原発性骨癌であり、肺を最も一般的な転移部位とする。肺転移を有する骨肉腫患者の5年生存率は30%未満である。したがって、ヒトにおける骨肉腫の発症を模倣したマウスモデルの利用は、骨肉腫の発癌や肺転移の基本的なメカニズムを理解し、新規な治療法を開発する上で大きな意義を有する。ここでは、骨肉腫細胞の脛骨内注射 を介して原発性骨肉腫および肺転移マウスモデルを生成する詳細な手順が報告されている。生物発光またはX線ライブイメージングシステムと組み合わせることで、これらの生きたマウスモデルは、骨肉腫の成長および転移をモニターおよび定量化するために利用される。このモデルを確立するために、骨肉腫細胞を含む基底膜マトリックスをマイクロボリュームシリンジにロードし、麻酔をかけた後に各無胸腺マウスの1つの脛骨に注入した。原発性骨肉腫がIACUC承認プロトコルのサイズ制限に達したときにマウスを屠殺した。骨肉腫を有する脚と転移病変を有する肺を分離した。これらのモデルは、短い潜伏期間、急速な成長、重度の病変、および原発性および肺転移性病変の発症を監視する際の感受性によって特徴付けられる。したがって、これらは、骨肉腫の発癌および肺転移、腫瘍微小環境における特定の因子の機能およびメカニズムを探求し、 生体内での治療有効性を評価するための理想的なモデルである。

概要

骨肉腫は、小児および青年における最も一般的な原発性骨癌であり1,2であり、主に周囲の組織に浸潤し、患者が診断されると肺に転移することさえある。肺転移は骨肉腫治療の主な課題であり、肺転移を伴う骨肉腫患者の5年生存率は20%〜30%と低いままである3,4,5しかし、原発性骨肉腫の5年生存率は、化学療法の導入により1970年代以降、約70%に上昇している6。したがって、骨肉腫の発がんや肺転移の根本的なメカニズムを理解し、新たな治療法を開発することが急務となっています。ヒトにおける骨肉腫の進行を最もよく模倣するマウスモデルの適用は、非常に重要である7

骨肉腫動物モデルは、自発的、誘導された遺伝子工学、移植、および他の技術によって生成される。自発性骨肉腫モデルは、長い腫瘍形成時間、一貫性のない腫瘍発生率、低い罹患率、および安定性の悪さのためにめったに使用されない8,9。誘....

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プロトコル

すべての動物実験は、上海漢方医科大学の動物福祉委員会によって承認されました。4週齢の雄性BALB/c無胸腺マウスは、骨肉腫細胞の同所性注射の手術前に1週間順応させた。マウスを、SPF飼料および滅菌水への自由アクセスを伴う12時間の明暗サイクルにおいて、ケージあたり5匹のマウスを有する個々に換気されたマウスケージに飼育した。

1. 細胞の調製

  1. 骨肉腫細胞(143B-ルシフェラーゼ)注射当日、10cm細胞培養皿で培養した80%~90%コンフルエント細胞をPBS(pH7.4)で2回洗浄し、1.5mLの0.25%トリプシンで3分間トリプシン処理した。次いで、6mLの10%血清含有MEM培地を加えてトリプシンをクエンチし、細胞を15mL遠沈管に集めた。
    注:143B-ルシフェラーゼ細胞株は、pLV-ルシフェラーゼベクター23でトランスフェクトした143B細胞株から得られる。
  2. 20 μLの細胞懸濁液を細胞計数プレートのチャンバーに吸引し、自動細胞カウンターを用いて細胞濃度を計算する( 材料表を参照)。
  3. 細胞を800 x g で室温で5分間遠心分離する。
  4. 上清をピペットで吸引し、細胞ペレットを8.5mg/mLの基底膜マトリックス(材料表を参....

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結果

同所性(原発性)骨肉腫および転移性肺モデルの成功は、骨肉腫細胞の正確な同所性注射に依存する。ここでは、脛骨内骨肉腫細胞注入 による 同所性(原発性)骨肉腫モデルの開発に成功した。図 3A は、同所性(原発性)骨肉腫を有する代表的なマウスを示し、 図3B は、代表的な孤立した同所性(原発性)骨肉腫を示す。腫瘍体積をノギスで週に1回測定し、ステップ2.11に記載したように計算した(図3C)。 インビボでの 同所性(原発性)骨肉腫増殖を、X線および生物発光(注入された細胞をルシフェラーゼで標識したとき)ライブイメージングシステムの両方によって追跡したX線画像は、143B骨肉腫細胞注入後第1週から第6週にかけて得られた(図3D)。さらに、 インビボでの 同所性(原発性)骨肉腫増殖の像は、ルシフェラーゼ標識143B細胞を.......

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ディスカッション

骨肉腫細胞の同所性注射は、骨肉腫の発癌および発生における特定の因子の機能およびメカニズムを研究し、治療有効性を評価するための理想的なモデルである。腫瘍増殖の違いを避けるために、同じ数の80%〜90%コンフルエントのほとんどの活動性骨肉腫細胞を各マウスの脛骨に注意深く注入し、細胞トリプシン処理時間は細胞生存率に影響を与えることなく厳密に制御される。細胞凝集塊は細胞計数に影響を与え、不正確な細胞数が各マウスの脛骨に注入されるため、細胞凝集塊の形成を避けるために、細胞懸濁液をピペットで適切に上下に混合する必要があります。

考慮に入れなければならないもう一つの重要な側面は、骨肉腫細胞のための再懸濁溶液である。注入された細胞は、PBSまたは培養培地中ではなく基底膜マトリックス中に再懸濁される。さらに、高濃度の基底膜マトリックスはピペットで固定するのが難しく、正確な体積に影響を与えます。したがって、基底膜マトリックスの適切な濃度が必要となる26。骨肉腫細胞注入のために脛骨プラットフォームに穴を開けるために、ニードリングは、針の約半分が脛骨に入るま.......

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開示事項

著者らは、競合する金銭的利益はないと宣言している。

謝辞

この研究は、(1)中国の国家主要研究開発プログラム(2018YFC1704300および2020YFE0201600)、(2)国立自然科学財団(81973877および82174408)からの助成金によって支援されました。

....

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
自動セルカウンター上海シモ生物技術有限公司IC1000計数細胞
麻酔器深センRWDライフテクノロジー株式会社R500IP麻酔マウス
BALB/c体調マウスの上海SLAC実験動物有限公司/動物
基底膜マトリックス上海Uningバイオサイエンステクノロジー株式会社356234、BD、マトリゲル再懸濁細胞
発光イメージングシステム上海バイタイテクノロジー株式会社腫瘍の成長と肺転移を追跡するVieworks、注射細胞がルシフェラーゼ
遠心分離管(15mL)YueNian Biotechnology Co.、Ltd 430790、コーニング遠心分離機細胞
イソフルラン深センRWDライフテクノロジー株式会社VETEASY麻酔マウス
MEMメディア上海YueNianバイオテクノロジー株式会社LM-E1141細胞培養培地
マイクロボリュームシリンジ上海高鳩産業貿易株式会社0-50&ミュー;L脛骨に精密な細胞を注入
リン酸緩衝生理食塩水Beyotime バイオテクノロジーST447ヒト骨肉腫細胞を
洗浄 1ml シリンジ山東 Weigao Group Medical Polymer Co., Ltd20200411掘削
143B 細胞株ATCCCRL-8303骨肉腫細胞株
トリプシン (0.25%)上海 YueNian バイオテクノロジー株式会社25200056、細胞のGibcoトリプシン治療
トリパンブルーBeyotime BiotechnologyST798を評価するための染色細胞
YueNian Biotechnology Co., LtdVL3613Plasmid
Lipofectamine 2000Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd11668027,Thermo fisherPlasmid transfection reagent
X線イメージングsystemBrook (Beijing) Technology Co., LtdFX PROX線画像を取得して腫瘍増殖を検出しました
機器 生物によって標識されている場合上海する 活性ベクトル(pLV-ルシフェラーゼ) Shanghai

参考文献

  1. Bielack, S. S., et al. Prognostic factors in high-grade osteosarcoma of the extremities or trunk: an analysis of 1,702 patients treated on neoadjuvant cooperative osteosarcoma study group protocols. Journal of Clinical Oncology. 20 (3), 776-790 (2002).
  2. Yang, C., et al.

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再版と許可

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