膵臓癌の正交性切除マウスモデル
September 24th, 2020
臨床文脈では、局所性膵臓癌の患者は汎膵切除術を受け、続いてアジュバント治療を受ける。ここで報告されるこのプロトコルは、膵臓癌の正体性移植を経て、遠位汎化切欠切術および脾臓摘出術を通じて、ヌードマウスでこの臨床シナリオをモデル化する安全で効果的な方法を確立することを目的としている。
このプロトコルは、アジュバント療法およびネオアジュバント療法の試験に使用できるマウスの膵臓癌の堅牢で再現性のある外科的切除モデルについて説明しています。この技術は、ヒトの膵臓がんの再現に効果的な共感染同所性モデルと、安全で効果的な膵臓切除技術を組み合わせたものです。免疫不全モデルがこのプロトコルに記載されている一方で、C57黒色6匹マウスに移植されたKPC腫瘍細胞を使用して、代替の免疫適格モデルが実施されてもよい。
この代替手段は、免疫療法のテストに役立ちます。まず、麻酔をかけたマウスを無菌のフィールドに仰臥位で置き、ポビドンヨードを塗布し、続いて皮膚の準備のために70%エタノールを塗布します。腹部の左頭蓋象限に縦方向の切開を行い、鉗子の間の筋肉層を切開して皮膚を解剖します。
細胞懸濁液を注入装置に装着したシリンジを装着した後、開腹切開部に巾着綿棒を当て、綿棒の開口部から脾臓と膵臓尾部を外部に押し出します。財布のひもをそっと締め、注射のために膵臓の尾を露出させ、ガーゼが膵臓の周囲に接触するが、収縮しないようにします。鉗子を使用して膵臓の尾をつかみ、横方向の張力をそっと置きます。
針で膵臓に穴を開け、斜角を上げて進め、針先を少し上に持ち上げて、斜角が完全に腹膜に入るまで進めます。膵臓の実質に細胞懸濁液をゆっくりと制御された方法で注入します。注射後、漏れを最小限に抑えるために、針を数秒間所定の位置に保持してから抜いてください。
ポビドンヨードを浸した綿棒を使用して、部位を慎重に軽くたたき、誤って漏れた細胞懸濁液を吸収します。脾臓と膵臓を同所性の位置に戻し、5-0ポリグリコール酸縫合糸で腹壁を閉じます。クリップで肌を閉じます。
腹部の左頭蓋象限の皮膚に縦方向に切開します。できれば、前の切開部位を通して。下にある筋肉質の腹壁から皮膚を鈍く解剖し、傷口を開いたままにするために全自己保持リトラクターを配置します。
鉗子の間の筋肉層を、前の手術の縫合線の片側だけに切開します。次に、切開部を延長して、前の縫合線全体を切除します。脾臓と膵臓を頭蓋状に引っ込めて外側にします。
この場合、腫瘍の下面に付着した癒着が見つかりました。これは焼灼によって分けられました。結腸は、フィルム状の癒着によって膵臓の尾側に付着しているのを見つけることができます。
これが見つかった場合は、結腸を単刀直入に解剖します。結紮のために膵臓のセグメントを露出させます。一対の鉗子を膵臓の体の脾臓血管に背側に慎重に通過させることにより、結紮のために膵臓のセグメントを露出させます。腫瘍の近位にある膵臓をチタン製のレギュレーションクリップで結紮し、次にこれに対して遠位の膵臓を焼灼で横断します。
あるいは、膵臓の断端を制御するために、切断前に5-0ポリグリコール酸縫合糸で膵臓を連続的に結紮します。膵臓を尾側に注意深く引っ込め、脾臓の頭蓋極と胃の間の胃脾血管を焼灼します。血管は小さく、剥離したり
不適切に焼灼したりすると出血しやすいことを念頭に置いてください。このような血管は腹腔内に引っ込んで出血を引き起こすことがあり、これは制御が困難な場合があります。検体を取り出し、手術部位を検査して止血を確認します。5-0ポリグリコール酸縫合糸で腹壁を連続的に閉じ、クリップで皮膚を閉じます。
着床手術を受けたマウス59匹のうち、8匹でグロスリークが認められました。腫瘍増殖の3週間後、切除前の生物発光イメージングにより、肉眼的転移性疾患のマウスを外科的切除から除外することができました。これにより、45匹のマウスが膵臓切除術に進みました。
この手順は、マウスの100%で成功裏に実施されました。これらのマウスのうち43匹で、5ミリメートルを超える巨視的な近位膵臓縁が達成されました。切除時には、45匹中9匹に局所転移が認められた。
縫合線への転移に加えて、3匹のマウスでは胃の大きなカーブ上に孤立した転移性結節が観察され、1匹のマウスでは肝臓に被膜下結節が観察されました。局所的な膵臓外浸潤は6匹のマウスで発生し、5匹のマウスでは縫合線に直接浸潤し、1匹のマウスでは肝臓に直接浸潤しました。切除後1週間で、32匹のマウスの最大放射輝度比は10未満であり、残存病変が最小限またはまったくないことが示されました。
麻酔導入から閉鎖までの平均手術時間は22分でした。切除手順の重要なステップは、脾臓血管と膵臓の背側にある無血の発生面を認識することです。この平面を解剖すると、膵臓の一部が解放され、その後の結紮が可能になります。
切除後、マウスは補助療法で治療されてもよい。その後、生物発光イメージングと剖検所見および動物の生存率を組み合わせて、地域の動物倫理プロトコルに応じて、疾患の進行を評価することができます。
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概要
このプロトコルは、マウスの膵臓がんに対する強固で再現可能な外科的切除モデルを説明しており、補助療法および新補助療法のテストに使用できます。この技術は、共感染の正位置モデルと安全な膵臓切除法を組み合わせています。
主要な研究要素
科学の分野
- 腫瘍学
- 動物モデル
- 外科技術
背景
- 局所化した膵臓がんは多くの場合外科的介入を必要とします。
- 補助療法は患者の予後を改善するために重要です。
- 既存のモデルは人間の病気を適切に再現していない可能性があります。
- この研究は前臨床設定で膵臓がんのモデリングを強化することを目指しています。
研究の目的
- 局所化した膵臓がんのモデリングのための安全で効果的な方法を確立すること。
- 管理された環境で治療戦略のテストを容易にすること。
- 将来の研究のための再現可能な外科モデルを提供すること。
使用された方法
- 裸マウスへの膵臓がんの正位置移植。
- 遠位膵切除と脾臓摘出手術。
- 代替の免疫能モデルにおけるKPC腫瘍細胞の使用。
- 一貫性のための標準化された外科技術。
主な結果
- このモデルは人間の膵臓がんを効果的に再現します。
- 外科技術の安全性と再現性を示しました。
- 補助療法および新補助療法の両方のテストの可能性。
- 代替モデルは免疫療法に関する洞察を提供する可能性があります。
結論
- このプロトコルは膵臓がん研究のための貴重なツールを提供します。
- 新しい治療戦略の開発をサポートします。
- 将来の研究はこのモデルを基にして膵臓がんの理解を深めることができます。
よくある質問
Executive Industry Relevance
This orthotopic resectional mouse model addresses a critical gap in preclinical pancreatic cancer research by enabling the study of adjuvant and neoadjuvant therapies in a clinically relevant surgical context. The model supports mechanistic de-risking of therapeutic strategies by replicating human disease progression and surgical intervention, thereby improving predictive confidence in target validation and lead identification efforts. Its reproducibility and flexibility make it suitable for integration into discovery pipelines focused on translational biomarker evaluation and preclinical model development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses in a disease-relevant system that mimics human pancreatic cancer biology and microenvironment.
- Operational Value: Provides a reproducible platform for functional target validation through orthotopic tumor establishment and surgical resection.
- Scientific Value: Supports mechanistic de-risking by allowing assessment of tumor recurrence, metastasis, and treatment response post-resection.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates quantifiable bioluminescence readouts to monitor tumor burden and treatment effects over time.
- Operational Value: Standardizes surgical and imaging procedures to ensure consistent data collection across study cohorts.
- Scientific Value: Facilitates assay readiness for evaluating drug efficacy in adjuvant and neoadjuvant settings using longitudinal imaging.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Models clinical scenarios of localized pancreatic cancer requiring surgical intervention, enhancing translational relevance.
- Operational Value: Supports continuity from discovery through preclinical validation by enabling sequential testing of neoadjuvant, surgical, and adjuvant interventions.
- Scientific Value: Allows evaluation of stromal interactions via co-implantation of cancer-associated stellate cells, informing biomarker-aligned therapeutic approaches.
Pipeline & Workflow Integration
The model fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing, particularly for therapies intended for perioperative use in pancreatic cancer.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of tumor-stroma interactions and metastatic potential in an orthotopic context.
- Screening: Enables standardized tumor establishment and resection to create a consistent baseline for compound or therapy evaluation.
- Analytics: Provides quantitative bioluminescence imaging data to assess tumor progression, residual disease, and treatment response.
- Translational Research: Mirrors clinical adjuvant/neoadjuvant sequences, supporting biomarker alignment and risk-adjusted advancement decisions.
- Enterprise Reuse: Represents a reusable surgical platform applicable across multiple therapeutic modalities and target classes in oncology.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing mechanistic ambiguity in perioperative therapy evaluation.
- Operational Value: Delivers a safe, reproducible technique with high technical success and low morbidity, supporting scalable implementation.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision-making by enabling preclinical validation of therapies in a clinically analogous setting.
- Portfolio Impact: Facilitates risk-adjusted prioritization of candidates based on efficacy in adjuvant and neoadjuvant regimens.
Implementation Considerations
- Requires expertise in murine orthotopic injection and microsurgical techniques including distal pancreatectomy and splenectomy.
- Dependent on imaging infrastructure for bioluminescence monitoring and surgical equipment for resection procedures.
- Necessitates cross-team standardization between oncology, surgery, and imaging groups to ensure procedural consistency.
- Involves adaptation considerations when translating between immunodeficient and immunocompetent model systems for immune therapy studies.
- Practical limitations include the need for aseptic surgical technique and postoperative monitoring to manage adhesion formation and vascular integrity.
