Name: マウスにおけるタキサンの薬物動態学的および薬力学的分析のための頸動脈煎茶 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-10-27T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 41 s
Description: 学ぶマウス頸動脈カテーテル法による薬物動態解析。ポリエチレン製カスタムカテーテルと自動輸注ポンプを用いて、タキサンなどの薬物を定常的に投与し、血液サンプリングと質量分析で体内動態を評価する技術です。

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我々は、このプロジェクトでのサポートのためにFCCC実験動物施設を承認したいと思います。私たちは、血漿および組織中のパクリタキセル濃度を分析する上で彼らの支援のためにウォルフ·ラボラトリーズ社に感謝します。この作品は、国立衛生研究所EHBにK01CA120091を付与し、フォックスチェイスがんセンターへCA06927によってサポートされていました。

<ol><li>Gallo, J. M., Li, S., Guo, P., Ma Reed, K., J, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Effect+of+P-Glycoprotein+on+Paclitaxel+Brain+and+Brain+Tumor+Distribution+in+Mice%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Research%22%5BJournal%5D)">The Effect of P-Glycoprotein on Paclitaxel Brain and Brain Tumor Distribution in Mice.</a> Cancer Research. 63 (16), 5114-5117 (2003).</li>
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<li>Sparreboom, A., Van Tellingen, O., Nooijen, W. J., Beijnen, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonlinear+Pharmacokinetics+of+Paclitaxel+in+Mice+Results+from+the+Pharmaceutical+Vehicle+Cremophor+EL%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Research%22%5BJournal%5D)">Nonlinear Pharmacokinetics of Paclitaxel in Mice Results from the Pharmaceutical Vehicle Cremophor EL.</a> Cancer Research. 56 (9), 2112-2115 (1996).</li>
<li>Sparreboom, A., Van Tellingen, O., Nooijen, W. J., Beijnen, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+paclitaxel+and+metabolites+in+mouse+plasma%2C+tissues%2C+urine+and+faeces+by+semi-automated+reversed-phase+high-performance+liquid+chromatography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chromatography+B%3A+Biomedical+Sciences+and+Applications%22%5BJournal%5D)">Determination of paclitaxel and metabolites in mouse plasma, tissues, urine and faeces by semi-automated reversed-phase high-performance liquid chromatography.</a> Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications. 664, 383-391 (1995).</li>
<li>Bradshaw-Peirce, E. L., Eckhardt, S. G., Gustafson, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Physiologically+Based+Pharmacokinetic+Model+of+Docetaxel+Disposition%3A+from+Mouse+to+Man%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Cancer+Research%22%5BJournal%5D)">A Physiologically Based Pharmacokinetic Model of Docetaxel Disposition: from Mouse to Man.</a> Clinical Cancer Research. 13, 2768-2778 (2007).</li>
<li>Eiseman, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasma+Pharmacokinetics+and+Tissue+Distribution+of+Paclitaxel+in+CD2F1+Mice%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Chemotherapy+and+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Plasma Pharmacokinetics and Tissue Distribution of Paclitaxel in CD2F1 Mice.</a> Cancer Chemotherapy and Pharmacology. 34 (6), 465-471 (1994).</li>
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<li>Fraser, I. J., Dear, G. J., Plumb, R., L’Affineur, M., Fraser, D., Skippen, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Use+of+Capillary+High+Performance+Liquid+Chromatography+with+Electrospray+Mass+Spectrometry+for+the+Analysis+of+Small+Volume+Blood+Samples+from+Serially+Bled+Mice+to+Determine+the+Pharmacokinetics+of+Early+Discovery+Compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Rapid+Communications+in+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">The Use of Capillary High Performance Liquid Chromatography with Electrospray Mass Spectrometry for the Analysis of Small Volume Blood Samples from Serially Bled Mice to Determine the Pharmacokinetics of Early Discovery Compounds.</a> Rapid Communications in Mass Spectrometry. 13 (23), 2366-2375 (1999).</li>
<li>Bateman, K. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduction+of+Animal+Usage+by+Serial+Bleeding+of+Mice+for+Pharmacokinetic+Studies%3A+Application+of+Robotic+Sample+Preparation+and+Fast+Liquid+Chromatography+%E2%80%93+Mass+Spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chromatography+B%3A+Biomedical+Sciences+and+Applications%22%5BJournal%5D)">Reduction of Animal Usage by Serial Bleeding of Mice for Pharmacokinetic Studies: Application of Robotic Sample Preparation and Fast Liquid Chromatography – Mass Spectrometry.</a> Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications. 754 (1), 245-251 (2001).</li>
<li>Berndt, K., Vogel, J., Buehler, C., Vogt, P., Born, W., Fuchs, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+method+for+repeated+drug+infusion+into+the+femoral+artery+of+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Assoc.+Lab+Animal+Sci%22%5BJournal%5D)">A new method for repeated drug infusion into the femoral artery of mice.</a> J. Am. Assoc. Lab Animal Sci. 51 (6), 825-831 (2012).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Squibb+%26+Sons%2C+L.L.C.%5BTitle%5D)+AND+%22Drug+Information+for+TAXOL+%28Paclitaxel%29+Injection%22%5BJournal%5D)">Squibb & Sons, L.L.C.</a> Drug Information for TAXOL (Paclitaxel) Injection. , Bristol-Myers Squibb Company. (2011).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Abraxis+BioScience+L.L.C%5BTitle%5D)+AND+%22Full+Prescribing+Information+ABRAXANE+for+Injectable+suspension+%28paclitaxel+protein-bound+particles+for+injectable+suspension%29+%28albumin-bound%29%22%5BJournal%5D)">Abraxis BioScience L.L.C.</a> Full Prescribing Information ABRAXANE for Injectable suspension (paclitaxel protein-bound particles for injectable suspension) (albumin-bound). , Celgene Corporation. (2013).</li>
<li>Fergusson, G., Ethier, M., Zarrouki, B., Fontés, G., Poitout, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Model+of+Chronic+Nutrient+Infusion+in+the+Rat%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">A Model of Chronic Nutrient Infusion in the Rat.</a> J. Vis. Exp. (78), (2013).</li>
</ol>

著者らは、開示することは何もない。

頸動脈内注入は、パクリタキセルの薬物動態のこの研究で重要なテクニックです。頸動脈内注入は迅速に循環系14を通して薬物を分配するための方法である。 3時間の注入は、ボーラス注射よりタキサンのような薬物の臨床的管理の近い模倣である。手術は確実に一人の個人によって実行することができ、手術時間が比較的短く、成功率は&gt; 75％である。サンプルが収集された後、それらを適当な方法により分析されなければならない。我々は、血漿および組織サンプル中のパクリタキセル濃度を決定するために質量分析を使用した。さらにこの手法を検証するために、我々は、分析のための独立した研究室に血液および組織サンプルを送った。このデータは、各動物試験した（ 図1）のための個々の血漿パクリタキセル濃度曲線としてプロットした、パクリタキセルの分布が異なる組織（ 図2）に比較した。それぞれの場合において、それがimで関心のある薬物およびシステムに応じて、薬物の分布および/または代謝を分析するための最良の方法を検討するportant。異なる薬物を測定するための他のオプションは、HPLC-UVまた...

頸動脈を介して薬物注入機器および技術を最適化することにより、確実かつ再現可能に行うことができる。それは細部への微調整と注意を必要としないものの、手順は、複雑ではありません。優れたケアおよび器用さは頸動脈を分離し、一般的に実践を通して取得することができるカテーテルを挿入するために必要とされる。経験豊富な技術者による手術は1時間を超えないようにしてください。 （マウスが実際の薬物注入に反応するかもしれないが）手術の成功の後、マウスは、正常で健康な表示され、そして薬物は制御され、均一な連続用量で投与してもよい。血液サンプルを頸動脈以外の部位から採取されなければならない。後眼窩採血を収集しやすく、薬物濃度の分析のための十分な証明した。 最適なサイズと形状のカテーテルは、成功した注入11を行う際の貴重な資産である。私たちは、カテーテル使用可能commerciallを見つけたyはしばしば大きすぎるおよび/またはマウスの頚動脈への便利なアクセスを可能にするには柔軟である。これは、注入シリンジにマウスを接続するために使用されるポリエチレン管からファッションカテーテルよりも好ましいが判明した。したがって、すべてのチューブ、コネクタ、針は、注入アセンブリを簡略化し一貫性のある寸法は、であった。この技術を使用して、それがまだ表示されている点を越えて動脈内にカテーテルの先端をプッシュする必要がなく、頚動脈への血流が、カテーテルが最初に固定された後まで復元されない。これは、動脈を穿刺するか、血流の高い圧力によって押し出されたカテーテルを有することの危険を低減する。カテーテルのデザインは、ここに所定の位置に保持するために「バンプ」、そう縫合糸およびサージカルテープとよくカテーテルの確保が優先されるが組み込まれていない。 注入は、臨床投与のよりよい模倣として、一般的な静脈内ボーラス注射に好ましいかもしれないタキサン3、12、13などの薬物。ここに記載の技術は、もともと頸静脈または大腿静脈へのアクセスが乳腺腫瘍の成長および/ ​​または挿入領域の過剰な血管新生によって除外されたことを特徴マウスモデルへの注入を可能にするために開発された。この方法は、多くの場合であっても無腫瘍マウスでは適切かもしれない：頸静脈壁の傾向は以上の失敗の挿入が完了する故障が生じリッピングするための単離および頸動脈をcatheterizingものの、わずかにより侵襲的な、我々は、それが望ましい頸静脈に発見された3時間のタイムコース。 ここに示された結果は、C57BL / 6Jからですが（社内で飼育）マウス、我々が正常にトランスジェニック的に操作マウスモデルにおける薬物動態に従うことを、FVBおよびミックスド株を含むマウスのいくつかの株の中にパクリタキセルを注入するためにこのテクニックを使用している細胞のトランスポーターの機能をダウンレギュレートする。採取した血液および組織サンプルはpaclitaxの予想レベルを示したエル、頚静脈点滴1後に見られるレベルの範囲内である。この技術は、他のマウスモデルおよび他の注入溶液と同様に機能することが期待されてもよい。

<table><tbody><tr><td>ポリエチレンチューブ0.024インチ外径X 0.011インチID&nbsp;</td><td>ブレインツリーサイエンティフィック株式会社</td><td>PE10</td><td></td></tr><tr><td>鈍針3本(30ゲージ)</td><td>Braintree Scientific, Inc.</td><td>NB-30</td><td></td></tr><tr><td>ステンレス製ポートプラグ(28ゲージ)</td><td>株式会社ブレインツリーサイエンティフィック</td><td>PP-28</td><td>PEチューブIDよりわずかに大きく、ぴったりとフィットし、しっかりと密閉されます。</td></tr><tr><td>ステンレス製コネクタプラグ(30ゲージ)2</td>本<td>Braintree Scientific, Inc.</td><td>C-30</td><td></td></tr><tr><td>1 ccシリンジ3本</td><td>Becton, Dickinson and Co.</td><td></td><td></td>309659</tr><tr><td>滅菌 0.9% 生理食塩水</td><td>Hospira</td><td>0409-7984-37</td><td></td></tr><tr><td>Cath-Loc HGS ヘパリン/グリセロール溶液&nbsp;</td><td>ブレインツリーサイエンティフィック株式会社</td><td>HGS</td><td></td></tr><tr><td>シルク縫合糸</td><td>ブレインツリー・サイエンティフィック社</td><td>SUT-S&nbsp;113</td><td></td></tr><tr><td>Vanna Scissors(マイクロシザーズ)</td><td>World Precision Instruments</td><td>14122</td><td>先端が湾曲しているモデルですが、先端がまっすぐなハサミでも機能します。</td></tr><tr><td>ハートマンMesquito止血鉗子</td><td>世界精密機器</td><td>501705</td><td></td></tr><tr><td>ベタジン綿棒</td><td>Perdue製品LP</td><td>BSWS1S</td><td></td></tr><tr><td>Bupivacaine</td><td>Hospira</td><td>0409-1160-01</td><td>リドカインまたは同様の局所麻酔に置き換えることができます。</td></tr><tr><td>パクリタキセル</td><td>LC研究所</td><td>P-9600</td><td></td></tr><tr><td>メタノール</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>32213</td><td></td></tr><tr><td>マイクロヘマトクリット毛細管、ヘパリン化</td>フィ<td>ッシャーサイエンティフィック</td><td>22-362-566</td><td></td></tr><tr><td>マイクロ毛細管シーラント&nbsp;</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>02-678</td><td></td></tr><tr><td>C57BL/6J マウス</td><td>フォックスチェイス がんセンター、実験動物施設 自社飼育</td><td></td><td></td></tr><tr><td>API 4000 Q-Trap 質量計</td><td>Applied Biosystems</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

マウスにおけるタキサンの薬物動態学的および薬力学的分析のための頸動脈煎茶

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

新規システムへの薬物、薬剤の組み合わせ、または薬物送達の使用を提案する場合、人は研究モデルにおける薬物の薬物動態を評価しなければならない。マウスモデルの使用は、しばしば、前臨床創薬および薬剤開発1-8に重要なステップであるので、均一な、再現可能な方法でマウスに薬剤を導入するためのシステムを設計する必要がある。理想的には、システムは、設定時間経過にわたって定期的に血液サンプルの収集を可能にするはずである。質量分析による薬物濃度を測定する能力は、10、9、研究者は、個々のマウス1の経時的血漿薬物レベルの変化に追従することを可能にした。本研究では、パクリタキセルは、3つを超える連続動脈注入としてトランスジェニックマウスに導入した時間に、血液サンプルを同時に設定した時点で後眼窩採血によって採取した。頸動脈注入は頸静脈注入への潜在的な代替案、要因などである乳腺腫瘍やその他の障害物が頸静輸液は非現実的。この技術を使用して、血漿及び組織中のパクリタキセル濃度は、頸静脈内注入と比較して同様のレベルを達成した。このチュートリアルでは、当時通ってカテーテルの端をスレッド、マウス頸動脈にカテーテルを挿入し、保護する方法を示して、成功裏に個々のマウスモデル用に最適化されたカテーテルを調製することにより、頸動脈カテーテルを挿入する方法を紹介しますマウスの首の、薬物流入の制御された速度を提供するためにポンプにマウスをフック。複数の低容量眼窩採血を経時的に血漿中薬物濃度の分析を可能にする。

パクリタキセルの分布は165分の低速注入に続いて、15​​分間高速注入の3時間投与レジメン中に予測可能なパターンに従う。 図1は、頚静脈注入血漿パクリタキセル濃度及び頸動脈、注入の比較を示す。パクリタキセル濃度は、初期の高容量注入後の最初の15分で急速に低下した後、次の150分間にわたって横ばい。比較することによって、貧しい点滴中のパクリタキセル濃度は比較的低いを始める、およびアッセイを通して上下にホバリング。これは、おそらく早期輸液ラインの閉塞によって引き起こされた。アッセイのレコードは、マウスが、薬物の下位投与の考えを裏付け、注入のない、外部反応をほとんど持っていた示した。 図2の終わりに、肝臓および脳組織、ならびに血漿中のパクリタキセルの相対的レベルを示す3時間の点滴。 常に "&gt;：" =キープtogether.withinページFO」jove_content <img alt="図1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51917/5...

この方法は、マウスモデルにおける新規薬物の薬物動態を評価するために、頸動脈を介して安定した薬液を送達することを目標に開発された。

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

この手順の全体的な目標は、頸動脈を介して目的の薬物を注入して、薬物の薬物動態プロファイルを分析することです。これは、最初にポリエチレンチューブからカスタムカテーテルを作成し、次にカテーテルをマウス頸動脈内に固定することによって達成されます。次に、マウスを頸動脈カテーテルを介して自動輸液ポンプに取り付けます。最終ステップでは、薬物を一定の速度でマウスに注入し、血液サンプルを一定の間隔で収集します。最終的に、液体クロマトグラフィー、質量分析法を使用して、組織および血漿サンプル内の薬物の濃度を決定します。ボーラス注射、腹腔内注射、尾静脈注射、頸静脈注入などの既存の方法に対するこの技術の主な利点は、臨床注入率を代表することと、一般的に頸静脈挿入よりも簡単に実行できることです。この方法は、薬物のin vivo分布など、薬理学における重要な質問に答えたり、阻害剤やモジュレーターがタンパク質の機能に影響を与えるかどうかを判断したりすることができます。実験用のカテーテルを準備するには、まず、ブンゼンバーナーに低い定常炎を確立します。次に、チューブを炎の近くに保持して、ポリエチレンを柔らかくします。チューブが溶け始めたら、両端をゆっくりと引き離して、直径約0.25mmのチューブの細い部分を作成します。次に、細い部分に沿って約0.75センチメートルのところにチューブの斜めの端を切り取り、その端を炎にすばやく通すと、わずかに丸みを帯びて拡大します。先端がわずかに後ろに引っ掛かるため、動脈への挿入中にチューブを固定するのに役立ちます。チューブが細くなり始めた点から6.0センチメートルのところでチューブを切断してカテーテルを作り、次に鈍い針を装備した注射器に200マイクロリットルのヘパリン溶液を充填します。針をカテーテルの幅の広い方の端に挿入し、カテーテルにヘパリンを充填します。気泡が出ないように注意してください。次に、針とカテーテルを無菌場所に保管して、頸動脈を分離します。動物の首の正中線の少し右側に1センチの縦方向の切り込みを入れることから始め、次に鉗子を使用して脂肪と筋肉を分離し、気管を露出させます。頸動脈は気管と平行に走っています。次に、動脈を覆っている筋膜を慎重に分離し、VA神経を軽く脇に引っ張ります。頸動脈とVA神経の間の空間に鉗子を挿入し、鉗子をそっと開いて顔面に隙間を作ります。神経を動脈から慎重に引き離し、喉頭近くの前端のフォークから最も露出した後端までのスペースを空け、少なくとも3ミリメートルの長さの動脈を隔離します。次に、鉗子を使用して動脈の下に絹の縫合糸を引き、安全な結び目を結び、動脈を前端に向かってできるだけ閉じます。2本目の糸を配置した後、引き込み式の結び目を結び、動脈をできるだけ後端に向かって一時的に閉じます。次に、3本目の糸を使用して、最初の2つの縫合糸

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医学

これは、マウスの総頚動脈のintraplaque新血管形成（4週間）と（二週間で）乱流の条件とその後のアテローム性動脈硬化症の発展の原因となる部分的な頸動脈結紮術を、説明します。我々はまた、高純度内皮RNAを提供する、頸動脈内膜からのRNA分離の新しい方法を説明します。...

部分的ライゲーションによるマウス頸動脈における乱流誘発アテローム性動脈硬化症と頸動脈内皮からのRNA単離の方法における簡便な方法のモデル

この記事で紹介した収縮カフは、ネズミの総頸動脈のアテローム性動脈硬化症を誘発するように設計されています。その内腔の円錐形状に起因する移植されたカフは、種々の炎症性表現型のアテローム性動脈硬化病変の開発をトリガする、低、高と振動せん断応力の明確に定義された領域を生成します。...

マウスでのせん断応力誘発アテローム性動脈硬化症をトリガするための頸動脈カフの注入

出典: Leda, A. R., et al.内頸動脈を経由する中枢神経系への標的物質送達のためのマウス顕微手術注入技術J. Vis. 経験。(2017年)このビデオでは、内頸動脈 (ICA) を介して脳への試験物質の標的注入を促進するように設計された顕微手術手順を示します。この手順には、血流を一時的に制限し、制御された送達を確保するための正確な縫合と血管操作が含まれます。毛細血管が外頸動脈 (ECA)...

内頸動脈への注入によるマウス脳への標的物質送達

ここでは、動物被験者の細胞および細胞内レベルでの生理現象を理解するための革新的なモードを提供する、ファイバー共焦点蛍光顕微鏡法(FCFM)ベースのイメージングの方法について説明します。...

化学療法誘発性血管毒性 - リアルタイム<em&gt;インビボ</em船舶減損の&gt;イメージング

現在のプロトコルは、内部頸動脈を介して物質を直接脳に効果的に送達するマウスのマイクロサージェリー注入技術を説明しています。...

CNSへの標的化物質送達のためのマウス顕微注入法経由で内頸動脈

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脳転移のマウスモデルを生成するために頸動脈内癌細胞注入

我々は、1細胞オミクス実験を行うために、安定したまたは乱れた流動条件にさらされたマウス頸動脈の内腔から内皮細胞および核を単離する方法を提示する。...

シングルセルマルチオミクス実験のためのマウス頸動脈内腔からの内皮細胞の単離

脳転移は、癌患者の重度の罹患率と死亡率の原因です。ほとんどの脳転移マウスモデルは、死亡率および治療介入結果の交絡分析を混乱させる全身性転移によって複雑になります。ここに提示されるのは、最小限の全身腫瘍で一貫した頭蓋内腫瘍を生成する癌細胞の内部頸動脈注射のためのプロトコルです。...

がん細胞の内頸動脈注射による脳転移のモデル化

中枢神経系(CNS)腫瘍は、小児のがん関連死の主な原因であり、局所免疫ベースの治療法は、臨床試験で患者に対してますますテストされています。このプロトコルは、CNS腫瘍を標的とする免疫療法注入の前臨床評価のためのマウスへの局所カニューレ移植の方法を記載しています。...

マウスにおける連続局所キメラ抗原受容体(CAR)T細胞注入のための頭蓋内カニューレ移植

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頸動脈瘤形成のマウスモデル

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マウスにおけるタキサンの薬物動態学的および薬力学的分析のための頸動脈煎茶

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