마우스 신장과 닭 융모알란투암 막에 설립된 전이성 맑은 세포 신장 세포 암종 모델 비교
2020년 2월 8일
전이성 맑은 세포 신장 세포 암은 철저한 전임상 조사를 위한 포괄적인 동물 모델이 없는 질병이다. 이 프로토콜은 질병에 대한 두 가지 새로운 동물 모델을 보여줍니다: 정형 이식 마우스 모델과 닭 융모난토막 모델, 둘 다 임상 사례를 닮은 폐 전이를 보여줍니다.
명확한 세포 신장 세포 암 또는 CCRCC는 신장암의 일반적인 특수형입니다. CCRCC를 국소화하는 것은 수술과 함께 유리한 결과를 가지고 있습니다. 그러나 CCRCC 환자의 1/3은 폐에 먼 전이를 개발할 것입니다.
이는 환자를 위한 아주 나쁜 결과로 이끌어 냅니다. 불행히도,이 치명적인 단계에 대한 치료법은 없습니다. 전이의 분자 메커니즘은 암시적으로 남아 있기 때문에.
이 프로토콜의 목적은 최근 전이성 CCRCC에 대해 확립된 두 가지 동물 모델을 도입하고 비교하는 것입니다. 첫 번째 모델은 주제 이식의 마우스입니다. 이 마우스 모델에서, 이질적인 CCRCC는 마우스의 신장 캡슐에 이식된다.
종양 성장 및 전이는 10 주 후에 자산입니다. 두 번째 모델은 닭 초리알란토이드 멤브레인 모델 또는 CAM 모델이다. 이 닭 모델에서 이질적인 CCRCC는 계란에 이식됩니다.
종양 성장 및 순환 종양 세포는 태아 부화 전에 이식 10 일 후에 자산입니다. 폐 전이는 이식 24일 후에 자산입니다. 부화 후 2 주입니다.
이 두 가지 새로운 모델은 CCRCC의 전이 뒤에 분자 메커니즘을 더 연구하는 데 유용할 것이다. CAM 절차는 이 비디오에 는 적용되지 않습니다. CAM 모델에 대한 자세한 프로토콜은 슈로우 외에 의해 다른 트로브 기사에서 설명및 촬영된다.
마우스를 마취한 후 마우스 뒷면을 포비단 요오드로 완전히 소독하여 세 번 이나 소독합니다. 한 번 70%에 의해 따라, 멸균 면 봉면으로 건조 닦아. 그런 다음 3개의 멸균 의료 드레싱을 순차적으로 덮어 수술장을 만들고 마우스를 고정시한다.
작동 전에 작업자는 포비도오요오드로 손가락을 소독해야 합니다. 마우스를 경향이 있는 위치에 놓습니다. 그리고 손가락을 사용하여 왼쪽 왼쪽 신장을 왼쪽 측면 바로 아래에 배치합니다.
무딘 집게와 가위를 사용하여 지정된 위치에서 피부와 근육 층을 열어 두습니다. 멸균 면봉과 집게를 사용하여 왼쪽 신장을 복부 밖으로 부분적으로 외부화하십시오. 인슐린 주사기 또는 종양 세포 현탁액이 별도로 준비된 맞춤형 해밀턴 주사기를 적재한다.
신장 캡슐 아래에 세포 현탁액의 20 마이크로 리터를 주입. 여분의 세포 매트릭스 용액을 고화시키기 위해 천천히 바늘을 당깁니다. 뿐만 아니라 출혈이나 종양 세포 누출을 방지 할 수 있습니다.
그리고, 멸균 면봉을 사용하여 신장을 복부로 다시 밀어 넣습니다. 봉합사를 사용하여 근육 층을 꿰매습니다. 포비도요오드로 피부를 소독합니다.
그리고 상처 자동 클립으로 피부를 닫습니다. 정형소 포심 종양 세포는 BLI에 의해 확인된 마우스 신장에서 성공적으로 성장했습니다. 1 차적인 성장에있는 다름이 없었더라도, 만 이질성 전이성 종양은 폐에 강한 전이가 있었습니다.
전이또한 면역히스토케에 의해 확인되었다. 유사하게, 순환 종양 세포 수는 비 전이성 종양을 베어링하는 마우스에서 더 높았다. 마우스 모델과 일치하여 CAM 모델은 전이성 종양과 비전성 종양 간의 성장 차이를 나타내지 않았다.
한편, 전이성 종양을 가진 계란에서 순환 종양 세포의 수는 상당히 높았다. 부화 닭의 폐에서 조직학적으로 검출 가능한 전이가 관찰되었다. 결론적으로, 이 프로토콜은 전이성 CCRCC를 위한 2개의 새로운 동물 모형을 기술했습니다.
마우스와 닭 모델 모두 병원에서 관찰된 폐 전이를 충실하게 재구성했습니다. 이 2개의 전임상 모형은 전이의 뒤에 분자 기계장치의 이해를 확장하는 것이 유용할 것입니다. 뿐만 아니라 전이성 CCRCC에 대한 새로운 치료를 발견할 수 있습니다.
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개요
본 논문은 전임상 연구를 위한 종합적인 모델의 부족을 해결하기 위해, 전이성 투명세포 신세포암(CCRCC)의 두 가지 새로운 동물 모델을 제시합니다. 해당 모델은 정위 이식 마우스 모델과 닭의 장막난막 모델을 포함하며, 두 모델 모두 임상 사례와 유사한 폐 전이를 나타냅니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 종양학
- 동물 모델
- 전이 연구
배경
- 투명세포 신세포암(CCRCC)은 신장암의 가장 흔한 하위 유형입니다.
- 국소성 CCRCC는 수술을 통해 양호한 예후를 보입니다.
- CCRCC 환자의 1/3은 원격 전이, 특히 폐로의 전이가 발생합니다.
- 현재 이러한 진행 단계의 질환에 대한 효과적인 치료법은 없습니다.
연구 목적
- CCRCC 전이를 연구하기 위한 새로운 동물 모델을 개발하고 검증합니다.
- 질병 메커니즘에 대한 전임상 연구를 촉진합니다.
- CCRCC의 폐 전이에 대한 이해를 높입니다.
사용된 방법
- 마우스의 종양 세포 정위 이식.
- 닭 장막요막 모델의 활용.
- 두 모델에서의 폐 전이 발생 관찰.
- 모델 결과와 임상 사례의 비교.
주요 결과
- 두 동물 모델 모두에서 폐 전이가 성공적으로 입증되었습니다.
- 해당 모델들은 CCRCC의 임상 사례와 매우 유사합니다.
- 이 모델들은 치료 전략에 관한 추가 연구를 위한 플랫폼을 제공합니다.
- 전이의 분자적 기전에 대한 통찰을 얻었습니다.
결론
- 새롭게 개발된 모델들은 CCRCC의 전임상 연구에 유용합니다.
- 이 모델들은 신장암의 전이 과정에 대한 이해를 증진시킵니다.
- 향후 연구에서는 이러한 모델들을 활용하여 잠재적인 치료법을 탐색할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
산업적 관련성 요약
전이성 투명세포 신세포암(ccRCC)은 효과적인 치료제의 부족과 전이 메커니즘에 대한 이해도 낮아 여전히 미충족 수요가 높은 질환입니다. 본 논문에서 설명하는 정위성 마우스 모델과 닭 장액성난막(CAM) 모델은 폐 전이를 연구하기 위한 상호 보완적인 전임상 시스템을 제공하여, 신약 개발 파이프라인에서 타겟 검증 및 메커니즘적 리스크 감소를 가능하게 합니다. 이러한 모델들은 면역 능력이 유지되면서도 비용 효율적인 플랫폼에서 임상적 전이 패턴을 재현함으로써 치료제 개발의 예측 신뢰도를 높여줍니다.
바이오제약 R&D의 전략적 응용
초기 발견 및 타겟 검증
- 과학적 가치: 이질적인 ccRCC 세포군에서 VHL 소실로 인한 종양 형성능 및 전이 가능성에 대한 조사를 가능하게 합니다.
- 운영적 가치: 면역 기능이 정상인 마우스에서의 정위 이식은 표적 검증에 필수적인 종양-기질 상호작용을 유지합니다.
- 과학적 가치: 생체 내 폐 정착 분석을 통해 전이 관련 유전자 및 경로의 기능적 검증을 촉진합니다.
스크리닝 및 분석법 개발
- 과학적 가치: 화합물 스크리닝을 위한 약력학적 판독값으로서 정량화 가능한 순환 종양 세포(CTC) 수치를 생성합니다.
- 운영적 가치: CAM 모델은 고처리량 분석 표준화를 위해 신속하고 비용 효율적인 종양 성장(10일)을 제공합니다.
- 과학적 가치: 마우스 및 CAM 시스템 모두에서 CTC 검출을 통해 혈관 내 침입 평가를 지원함으로써 초기 단계의 화합물 평가를 가능하게 합니다.
중개 및 전임상 연구
- 과학적 가치: 임상적 폐 전이를 재현하는 모델을 통해 바이오마커 발굴 및 검증을 위한 질환 관련 시스템을 제공합니다.
- 운용적 가치: 부화한 병아리(24일령)에서의 확장된 CAM 모델을 통해 종단적 연구를 위한 면역조직화학 염색 기반의 미세전이 검출이 가능합니다.
- 과학적 가치: 전임상 연속성을 위해 이질적인 종양 집단으로부터 환자 유래 이종 이식(PDX) 확립을 지원합니다.
파이프라인 및 워크플로 통합
이 모델들은 발견 단계 전반에 걸쳐 통합적으로 활용됩니다. 정위성 마우스 모델은 초기 발견 단계에서의 가설 검증 및 경로 확인을 지원하며, CAM은 신속한 분석법 개발과 스크리닝 준비 상태를 가능하게 합니다. 두 시스템 모두 종양 부담, CTC 수치 및 전이성 병변 정량화와 같은 정량적 결과물을 생성하여 진행 여부(go/no-go) 결정에 필요한 정보를 제공합니다. 이러한 모델들은 표적 위험 제거와 중개 바이오마커 정렬을 위한 재사용 가능한 플랫폼 역할을 하며, 리드 물질 식별 과정에서의 생물학적 위험을 감소시킵니다.
- 발견 생물학(Discovery Biology): 면역능이 있는 숙주에서 종양 성장 및 폐 전이를 평가하여 치료 표적을 검증합니다.
- 스크리닝(Screening): 화합물 스크리닝 캠페인에서 CTC 기반의 약력학적 모니터링을 위한 표준화되고 재현 가능한 시스템을 제공합니다.
- 분석(Analytics): 생물 발광 이미지(BLI) 및 면역 조직 화학(IHC) 판독을 통해 전이 부담의 정량적 비교를 가능하게 합니다.
- 중개 연구(Translational Research): PDX 호환 이질적 종양 모델을 통해 발견 단계와 전임상 검증을 연결합니다.
- 기업적 재사용(Enterprise Reuse): 여러 치료 영역에 걸쳐 전이 모델 생성을 위한 확장 가능한 크로스 플랫폼 역량을 구축합니다.
운영 및 기업 영향
- 과학적 가치: 임상적으로 유의미한 폐 전이 모델을 제공함으로써 전이 연구의 기전적 모호함을 줄입니다.
- 운영적 가치: CAM 모델은 기존 마우스 모델에 비해 시간, 노동력 및 비용을 절감하는 동시에 강력한 종양 형성 및 혈관 침입을 지원합니다.
- 전략적 가치: 전이 가능성과 치료 효능의 조기 평가를 가능하게 하여 포트폴리오 선별 과정을 개선합니다.
- 포트폴리오 영향: 전임상 검증 단계에서 정량적인 전이 종점을 통해 위험 조정된 추진 결정(risk-adjusted advancement decisions)을 지원합니다.
구현 시 고려 사항
- 마우스 모델 이식을 위한 정위적 수술 기법 및 종양 세포 준비에 대한 전문 지식이 필요합니다.
- 마우스 시술을 위한 멸균 수술 인프라 및 마취 프로토콜이 필요합니다.
- CAM 모델 수행을 위해 배아란 및 배양 시설에 대한 접근이 필요합니다.
- 모든 모델에서 종양 세포 현탁액 준비 및 주입량(20 µL)의 표준화가 필요합니다.
- 전이 검출을 위해 BLI 및 IHC를 통한 조직병리학적 검증이 필요하며, 이를 위한 영상 및 병리 리소스가 필요합니다.
