このプロトコルは、新生児マウスへの小児がん細胞の静脈内投与における側頭静脈注射を実証し、がんに対する初期免疫応答の正確かつ再現可能なモデル化を可能にします。この方法は、免疫調節や治療などの介入を新生児期に適用した場合の効果を評価することを可能にします。
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このプロトコルは、新生児マウスへの小児がん細胞の静脈内投与における側頭静脈注射を実証し、がんに対する初期免疫応答の正確かつ再現可能なモデル化を可能にします。この方法は、免疫調節や治療などの介入を新生児期に適用した場合の効果を評価することを可能にします。
小児がんの半数以上は子宮内で発症し、新生児期を通じて明らかな疾患への進行が続きます。免疫療法は多くのがん患者に新たな治療法を提供していますが、早期免疫ががんの進行や治療反応にどのように影響するかはまだ完全には解明されていません。このギャップを解消するには、免疫応答が後期の子ども期や成人期とは根本的に異なる新生児期における治療的介入の評価が必要です。
ここでは、生物発光型in vivo画像診断と統合した新生児移植モデルを説明し、幼児期の免疫調節が小児がんに与える影響を調査します。
子宮内開始がんから由来するルシフェラーゼ標識細胞の側頭静脈注射は、生後1〜2日の合成受容者において再現可能な腫瘍移植を実現し、手技関連死亡率がなく、生物発光イメージングで高い手術成功率を得ました。感染駆動の免疫調節を実験変数として用いると、移植後5日目のマウス細胞巨型ウイルスによる腹膜内感染は急性リンパ芽球性白血病(ALL)の負担を著しく減少させることを示しましたが、神経芽腫(NB)は減少しませんでした。このプラットフォームは、がん特異的な早期免疫調節反応の違いの研究を可能にし、初期の免疫とがんの相互作用をモデル化する際に腫瘍の文脈の重要性を強調しています。
この手法は、がん免疫監視、感染駆動型免疫調節、治療的介入に関連する新生児免疫機構を検証するための多様で再現性の高いプラットフォームを提供します。ALLおよびNBを超えて、このアプローチは追加の小児悪性腫瘍や免疫調節戦略にも適応でき、初期がん介入の機構的研究や前臨床評価を支援します。
免疫療法の最近の進歩により、特定のがん患者の治療結果は著しく向上しましたが、幼児に最適に適用するには、発達中の免疫システムがどのようにがん細胞を特定し排除するかを十分に理解する必要があります。小児がんの約50%は子宮内に発生しており、B細胞急性リンパ芽球性白血病(B-ALL)やNBを含むが、増え続ける証拠は出生後の出来事が疾患の進行や臨床転帰に重要な影響を与えることを示唆している1,2。
新生児の免疫応答は成人と量的・質的に異なります。3.完全に発達した適応免疫がない場合、新生児の保護は母体抗体と自然免疫細胞に大きく依存します。しかし、これらの生得効果因子は細胞内反応性の低下と免疫抑制経路の活性化の強化により、成体エフェクターに比べて機能的に効率が劣り、新生児は特に感染にかかりやすい4,5,6。しかし、これらの特性が未成熟な免疫系が効果的な抗がん応答を発動する能力に与える影響は、依然として十分に解明されていません。
早期の抗がん免疫のモデル化には、免疫機能が制限される短い出生後ウィンドウ内に、がん細胞や免疫調節因子、病原体を正確かつ再現可能に送達する必要があります。側頭静脈注射は、これらの要件を最もよく満たす新生児静脈内(IV)投与法であり、高い手技成功率、低い死亡率、最小限の取り扱い負荷、そして感染挑戦や治療的投与などの連続的介入との適合性を提供します。
本研究では、既に検証済みの新生児静脈内投与技術と生体発光インビクターイメージングの多様性を基に、幼児がん細胞の進行に対する早期感染の影響を研究する移植モデルを記述しました。このアプローチにより、ルシフェラーゼ標識されたB-ALLまたはNB細胞を生後1〜2日目の子犬に静脈内投与し、出生後7日目(P7)にマウスサイトメガロウイルス(mCMV)の腹膜内投与による免疫調節が可能となります。がん進行は感染後10日後に評価されました(P17)。
側頭静脈へのアクセスは出生後の限られた時間帯(P0–P3)に限定されますが、この手法は再現性と実験的コントロールを高め、早期免疫機構ががん免疫監視、感染・がん相互作用、免疫療法への応答に与える影響を調査するための多様なプラットフォームを提供します。さらに、このアプローチは移植細胞の効率的なホーミングを支援し、メカニズム的調査のための病気モデルの再現性確立を可能にします。
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すべての処置(図1)はカナダ動物ケア協議会のガイドラインに従って実施され、ブリティッシュコロンビア大学動物ケア委員会(プロトコルA23-0169)によって承認されました。
1. ルシフェラーゼ標識白血病細胞の生成
2. ルシフェラーゼ標識NB細胞の生成
注:TH-MYCNトランスジェニックマウスは自然発生性NB腫瘍を発症し、承認された施設動物ケアプロトコルの下で管理されています。使用されるレンチウイルスベクターは、セクション1.2で説明されているものと同じです。
3. 側頭静脈注射のための細胞懸濁液の準備
4. 側頭静脈注射(P1–P2子)
注:新生児側頭静脈注射は麻酔なしで行うことができます。しかし、短時間の低体温固定は動きを抑え注射精度を向上させるために一般的に用いられます。低体温固定の使用は一部の施設動物ケア委員会では許可されていません。研究者はこの処置を行う前に関連する機関委員会に相談しなければなりません。所属機関で承認された場合、以下の手順は低体温性固定に効果的です。
5. ウイルスの調製と感染
6. 生物発光イメージング(BLI)
注意:以下に記載するように、細胞注射後5〜6日および感染前でP17(感染後10日)にBLIを実施してください。
7. 移植マウスからの白血病細胞の採取
8. フローサイトメトリーの染色および取得
9. グラフのプロットと統計解析
注意:BLIおよびフローサイトメトリーデータのグラフ生成および統計解析は、統計ソフトウェアパッケージ(材料表に記載)を使用して行ってください。
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側頭静脈注射により、新生児に白血病および神経芽腫細胞の効率的な移植が可能になります
幼児がん進行に対する早期感染の影響をモデル化するために、白血病性成体Eμ-Retマウス由来のルシフェラーゼ標識B-ALL細胞や、瀕死状態のTh-Mycnマウス由来のNB細胞を側頭静脈を通じて生後1〜2日の同遺伝子子犬に静脈内投与しました。移植後5日後にBLIおよびX線画像を用いて白血病(図2A、n = 7)およびNB(図3A、n = 9)の移植成功が確認され、側頭静脈注射は処置に伴う死亡率なしで100%の処置成功を達成した。
新生児mCMV感染は白血病の進行を抑制します
着床確認後、新生児の子は生後7日で腹膜内注射によりPBS(n=3)またはmCMV(1×10^4 PFU、n=4)のいずれかを無作為に投与されました。感染後10日間、mC...
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初期の免疫発達ががんの進行にどのように影響するかを理解することは、年齢に適した免疫調節戦略を設計する上で不可欠です。本研究では、出生後の免疫未成熟の重要な時期において、がん細胞の移植と免疫調節を正確に時間的に制御できる再現可能な新生児移植プラットフォームを説明します。側頭静脈介在の静脈内投与とBLIを組み合わせることで、初期感染が異なる疾患文脈で小児がんの進行にどのように影響するかを体系的に検証することが可能になります。
この手法を用いることで、新生児mCMV感染は新生児静脈内移植後の白血病進行を著しく抑制する一方、NBの進行は同一の実験条件下で影響を受けないことを示しました。これらの対照的な結果は、感染駆動の免疫調節が早期に文脈依存的であることを浮き彫りにし、小児がんと免疫の相互作用をモデル化する際に疾患特異的生物学の重要性を強調しています。
新生児mCMV感染後の白血病負荷の減少は、我々の前回の研究と一致しています。
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著者たちは何も明かすことはありません。
この研究は、カナダ保健研究所(CBR)からのG.S.D.R.(MOP-126122)への運営助成金によって支援されました。A.F.はマイケル・クッチョーネ小児がん研究プログラム(MC3RP)ポスドク奨学金の受賞者です。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 100µL, Microliter Syringe, Luer Tip | Hamilton | 80601 | - |
| 30 G Needle | BD | 305106 | - |
| 7-AAD | Biolegend | 420404 | - |
| Ami-X imaging system | Spectral Instruments Imaging | - | - |
| anti-mouse B220- APC | Biolegend | 103212 | - |
| anti-mouse CD19-FITC | Biolegend | 152404 | - |
| anti-mouse CD3ε- PerCP | Biolegend | 100326 | - |
| anti-mouse Ly-51-PE | Biolegend | 108308 | Also called BP1 |
| anti-mouse TER119- PerCP | Biolegend | 116226 | - |
| anti-mouse/human CD11b- PerCP | Biolegend | 101230 | - |
| Aura software | Spectral Instruments Imaging | - | version 4.0.8 |
| BD Accuri C6 | BD | - | - |
| BD Fortessa X-20 | BD | - | - |
| Cleaning solution | Hamilton | 18310 | - |
| CountBright Absolute Counting Beads | Invitrogen by Thermo Fisher Scientific | 2770930 | 6 µL contains 6000 beads |
| D-Luciferin | GoldBio | eLUCK-1G | - |
| DMEM | Gibco | 11965092 | - |
| DNase I | Sigma | 1.13E+10 | - |
| Falcon 40µm Cell Strainer, Blue, Sterile, Individually Packaged | FALCON | 352340 | - |
| FBS | Gibco | A5256701 | - |
| FlowJo software | BD | - | v10.8 |
| GeltrexTM | Thermo Fisher Scientific | A1413202 | - |
| GraphPad Prism software | Dotmatics | - | v10.4.1 |
| LE.5209 Cold light source | Euromex | - | - |
| Liberase™ TM Research Grade | Sigma | 5.4E+09 | - |
| NSG mice | Jackson Labrotary | 5557 | NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ |
| Polybrene | Sigma | H9268-5G | - |
| Purified anti-mouse CD16/32 Antibody | Biolegend | 101301 | - |
| RBC Lysis Buffer (10X) | Biolegend | 420301 | - |
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