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방법 논문

마우스의 연수막 전이 연구를 위한 최소 침습적 수조 마그나 주입 모델

2.7K 조회수

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DOI:

10.3791/68190

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2025년 5월 23일

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이 논문에서

요약

이 프로토콜은 경피적 천자 경로를 통해 종양 세포를 수조 마그나로 주입하여 마우스의 연수막 전이를 강력하게 유도하여 외상 및 두개외 종양 부담을 줄이는 방법을 설명합니다.

초록

연수막 전이(LM)는 암세포가 뇌척수액(CSF)으로 채워진 연상막으로 퍼지는 것으로, 진행성 고형 종양으로 인한 드물지만 치명적인 합병증입니다. LM 환자는 종종 예후가 좋지 않으며 생존 기간은 몇 주에서 몇 달 내에 측정됩니다. LM의 복잡성을 정확하게 복제하는 in vivo 모델을 개발하는 것은 LM의 세포 및 병리학적 메커니즘을 이해하고 잠재적인 치료법을 평가하는 데 필수적입니다. 쥐 LM 모델은 일반적으로 종양 세포의 심장 내, 경동맥 또는 수조 마그나 주입을 통해 만들어집니다. 그러나 심장 내 또는 경동맥 주사는 종종 상당한 두개외 및 뇌종양 부담을 초래하여 생물 발광 이미징을 복잡하게 만들고 LM과 관련이 없는 사망률을 초래합니다. 한편, 기존의 시스테르나 마그나 주사는 피부 절개 및 근육 절개와 같은 침습적 절차가 필요하여 외상적이고 자원 집약적입니다. 여기에서는 피부 절개 없이 수조 마그나를 통해 연수막 공간으로 종양 세포를 주입하는 최소 침습 절차에 대해 설명합니다. 이 접근법은 다른 수술 방법에 비해 두개외 종양 형성을 줄이고 수술 외상을 최소화하며 필요한 시간과 수술 후 관리를 단축합니다. 중요한 것은 이광자 현미경 검사와 조직학적 분석에 의해 확인된 바와 같이 최소한의 뇌 실질 침투로 LM을 일관되게 유도한다는 것입니다. 이 간소화된 접근 방식은 전임상 연구에서 LM을 연구하기 위한 효율적이고 신뢰할 수 있는 모델을 제공합니다.

서론

전이성 질환은 진행성 암 환자에게 가장 큰 도전으로 남아 있습니다. 연수막 전이(LM)는 암세포가 지주막(pia mater), 지주막(arachnoid mater) 및 지주막하공간(subarachnoid space)으로 퍼져 나가는 것을 말합니다. 고형 종양으로 인한 LM은 폐암(9%-25%), 유방암(5%-20%), 흑색종(6%-18%)에서 점점 더 흔해지고 있으며1,2 이는 주로 생존 기간이 길어지고 진단 기술이 향상되었기 때문입니다. 암세포는 다음과 같은 여러 경로를 통해 연수막 공간을 침범할 수 있는데, 1) 경막, 뼈 및 신경과 같은 주변 구조를 통한 직접적인 침입; 2) 정맥계를 통한 혈기 퍼짐; 3) 암세포가 창공된 혈관을 통해 맥락막신경총으로 미끄러져 들어가고, 이어서 뇌척수액으로 채워진 심실로 들어가는 동맥 순환을 통한 진입 3,4,5. 연수막 공간으로 진입하는 종양 세포는 성장 인자의 결핍, 제한된 대사 중간체 및 저산소 상태를 포함한 여러 가지....

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프로토콜

이 원고에 있는 모든 동물 절차는 ZJU-Laboratory Animal Welfare and Ethics Review Committee(ZJU20230155)에 의해 검토되고 승인되었습니다. C57BL/6J 및 NSG 마우스는 ZJU 실험실 동물 센터(ZJU Laboratory Animal Center)의 특정 병원체가 없는 조건에서 얻어져 사육되었습니다. 이 프로토콜은 쥐 폐암 세포주, 루이스 폐암종(LLC1) 및 인간 폐암 세포주, A549를 사용하며, 둘 다 GFP 및 반딧불이 루시퍼라아제로 표지됩니다. 두 세포주 모두 Dr. Xiang H. F. Zhang(미국 Baylor College of Medicine)18에 의해 제공됩니다. 여기서는 LLC1 셀을 예로 사용합니다. A549 세포의 주입 절차는 6 x 104 A549 세포가 NSG 마우스에 주입된 것을 제외하고는 거의 동일합니다.

1. 주사를 위한 암세포의 준비

  1. 5% CO2 인큐베이터에서 37°C에서 10% 소 태아 혈청(FBS)과 0.1mg/mL 페니실린-스트렙토마이신이 보충된 DM....

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결과

그림 1은 주사를 위한 마우스의 배치와 측면 및 정면에서 본 천공 부위를 보여줍니다. 그림 2 는 다양한 접근 방식을 통해 LM을 생성하도록 테스트된 동물의 대표적인 생체 내 생물 발광 이미지를 보여줍니다. GFP-루시페라아제 표지된 LLC1 세포를 다양한 경로를 통해 동물에 주입한 후 생물 발광 이미징을 수행했습니다. 그림 2A에서 볼 수 있듯이, 수조 내 마그나 주입 10일 후, 생물 발광 신호는 마우스의 뇌에 존재하고 척수를 따라 분포되어 연수막 공간에서 종양 세포의 성공적인 생착을 나타냅니다. 대조적으로, 종양 세포의 경동맥 내 주사는 주사 후 21일 동안 연감절에 큰 관여 없이 주로 뇌 실질 전이를 생성했습니다(그림 2B). 심장 내 주사 방법의 경우, 누운 자.......

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토론

LM은 공격적이고 치명적인 질환입니다. 종양 세포가 뇌척수액으로 채워진 공간으로 전이되면, 전체 중추 신경계로 빠르게 퍼집니다25. 이 세포들은 뇌, 척수, 두개골 및 척추 신경에 정착하여 침입하여 궁극적으로 급격한 신경학적 악화와 궁극적인 죽음을 초래합니다17. 근본적인 병태생리학적 메커니즘을 더 잘 이해하고 잠재적인 치료 전략을 평가하기 위해서는 연수막 전이에서 전이 과정과 주변 미세환경을 요약하는 효율적인 생체 내 모델을 개발하는 것이 중요합니다.

이전 보고에 따르면 LM은 종양 세포를 우측 소뇌 반구에 직접 주입하여 쥐 모델에서 유도될 수 있습니다15. 그러나 이 접근법은 종종 일부 피험자에서 전두하 영역이나 원위 척수에 전이를 일으키지 못합니다. 최근 연구에 따르면 돌.......

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공개 사항

저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.

감사의 글

저자들은 이 연구를 통해 귀중한 토론과 도움을 준 Zhang 연구실 구성원들에게 감사를 표합니다. W.Z.는 저장성 대학을 위한 기초 연구 기금(2023QZJH60), 중국 국립 자연과학 재단의 저명한 젊은 학자를 위한 과학 기금 프로그램(588020-X42306/041) 및 저장성 생명 과학 연구소의 창업 기금의 지원을 받습니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
1.5ml 에펜도르프 튜브바이오샤프BS-15-MS
15ml 원심분리기 튜브랩셀렉트CT-002-15A
31G x 8mm 인슐린 주사기(0.3ml)약속된/
연마 드릴글로벌레비오GEGZ-AM1
동물 열 매트워기/
크라이오몰드수핀SP-AB-7 x 7 x 5
제모 크림나이르1.00023E+11
D-루시페린금 생물학행운-1G
DMEM깁코C11995500CP
FBS깁코10270-106
IVIS 스펙트럼캘리퍼스/
케타민장쑤성 Hengrui 제약 유한 회사H20193336
최적의 절단 온도사쿠라4583-1
파라포름알데히드SCR80096618
PBS서비스바이오G4202-500ML
펜/연쇄상구균 암포테리신 B깁코15140122
면도기히피독2103CGMJ3373-GQ22N526
실체 형광 현미경올림푸스/
직선 집게비요타임FS019 시리즈고압멸균이 필요합니다
수술용 가위비요타임FS001 시리즈고압멸균이 필요합니다
삼각형 마우스 고정 헤드 피스초월적인 생체경TVS-FDM-027 시리즈
TRITC-덱스트란, MW 70000메드켐익스프레스하이-158082C
트립신/EDTA 용액깁코25200056
2광자 레이저 주사 현미경올림푸스/
Vetbond 티슈 접착제3분1469SB
자일라진시그마엑스1126

참고문헌

  1. Wilcox, J. A., et al. Leptomeningeal metastases from solid tumors: A Society for Neuro-Oncology and American Society of Clinical Oncology consensus review on clinical management and future directions. Neuro Oncol. 26 (10), 1781-1804 (2024).
  2. Wasserstrom, W. R., Glass, J. P., Posner, J. B.

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재인쇄 및 허가

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