디메틸벤드[a]안트라세네 및 12-O-테트레이드카노일 포르볼-13-아세테이트(DMBA-TPA)를 이용한 화학적 유발 피부 발암 모델
2019년 12월 19일
2 단계 피부 발암은 2개의 국소 적용된 화학제품에 의해 유도됩니다. 돌연변이 원 7,12-디메틸벤젠[a]anthracene)은 표피 세포의 돌연변이를 일으키고 일반적인 성장 자극기 12-O-tetradecanoyl phorbol-13-아세테이트의 지속적인 적용은 피부 유두종 형성을 가속화합니다.
이 두 단계 피부암 모델은 피부암에서 염증의 역할에 대한 연구를 가능하게 하고 종양 진행과는 별개의 과정으로서 종양 개시를 연구할 수 있게 한다. 이 모형에 있는 종양 형성은 화학적으로 유도되고 환경 요인 또는 치료 후보의 효력을 공부하기 위하여 녹아웃 긴장의 사용을 허용합니다. 이 모델은 암에서 면역 체계와 혈관 신생의 역할을 연구하는 데 적합합니다.
그것은 인간 적인 환자에 있는 편평상피 세포 암에 유사한 질병 병리를 보여줍니다. 이 방법은 비교적 수행하기 쉽지만 정확한 타이밍이 필수적입니다. 발암물질인 DMBA를 취급할 때 적절한 안전 조치를 취하는 것도 중요합니다.
실험을 시작하기 전에, 싸움과 피부 병변을 피하기 위해 별도의 케이지에 공격적인 7 ~ 9 주 된 마우스를 보관하십시오. 피부 유두종 유도의 경우 먼저 실험 동물의 뒤쪽 스킨을 면도하고 마우스를 개별적으로 계량합니다. 면도 후 48시간 후, 파이펫을 사용하여 200마이크로리터의 DMBA를 각 마취 마우스의 면도 부위에 적용합니다.
피부 유두종 프로모션의 경우, DMBA 적용 후 7일 후 실험종료까지 일주일에 두 번 200마이크로리터의 TPA 5마이크로그램으로 피부를 치료한다. 유두종 동물을 검사하고 매주지도에 각 개별 유두종의 크기를 촬영하고 기록합니다. 직경이 1밀리미터보다 큰 만져볼 수 있는 질량은 1주일 이상 남아 있는 경우 유두종으로 간주됩니다.
종양 반응이 고원에 도달하면, 마지막 TPA 적용 후 24시간 후 동물로부터 적절한 시료 물질을 수확하고 면역히스토컬 분석을 위해 피부의 전체 두께 조각을 수집한다. 생검 펀치를 사용하여 유두종 및 비 유두종 피부 샘플에서 유전자 발현 및 단백질 아나일스를 수집하고 메스를 사용하여 면역 화학 적 분석을 위해 유두종 및 비 유두종 피부에서 조각을 수집합니다. 그런 다음 원하는대로 흐르는 세포 측정 분석을 위해 림프절과 비장의 조각을 배출하는 피부를 수집합니다.
유두종 자유 시간 및 실험 군 간의 유두종의 수에 통계적으로 유의한 차이는 전형적으로 DMBA TPA 종양 모델에서 관찰된다. 조직학적 분석은 유두종의 구조, 피부의 형태 또는 관심있는 면역 세포의 침투를 연구하는 데 적합합니다. DMBA와 TPA를 피부에 고르게 바르고 일관된 간격으로 TPA를 적용하는 것이 필수적입니다.
또한 유두종을 정기적으로 계산하는 것이 중요합니다. 종양 형성의 수와 시간에 영향을 미치는 메커니즘은 면역 조직 화학, 유동 세포측정, 정량적 PCR 및 단백질 분석을 포함한 다른 방법을 사용하여 연구될 수 있다. 이 종래의 기술은 종양 개시 및 진행에 대한 관심의 다른 유전자, 환경 요인 또는 치료법의 효과를 연구하기 위해 쉽게 적응하고 적용될 수 있다.
DMBA는 발암성이고 아세톤이 빠르게 증발하기 때문에 기술을 수행할 때 주의가 필요합니다. 적절한 호흡 마스크와 유동 캐비닛의 사용을 권장합니다.
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개요
본 연구는 연구자들이 피부암에서 염증의 역할을 조사할 수 있는 2단계 피부 발암 모델을 제시합니다. 이 모델은 돌연변이 유발 물질과 성장 촉진제를 사용하여 종양 형성을 유도함으로써, 종양의 개시 및 진행에 대한 통찰을 제공합니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 종양학
- 발암 과정
- 염증
배경
- 2단계 피부 발암 과정에는 돌연변이 유발 물질과 성장 촉진제가 포함됩니다.
- 이 모델은 편평 세포 암종 연구에 적합합니다.
- 정확한 타이밍과 안전 조치가 실험 설정에서 매우 중요합니다.
- 환경적 및 치료적 요인을 탐구하기 위해 유전자 결손 균주를 사용할 수 있습니다.
연구 목적
- 종양 발생 및 진행의 메커니즘을 조사하기 위함입니다.
- 피부암에서 면역계의 역할을 평가하기 위함입니다.
- 화학적으로 유도된 종양 상황에서 혈관 신생을 평가하기 위함입니다.
사용된 방법
- 7,12-dimethylbenz[a]anthracene (DMBA)의 국소 도포.
- 12-O-tetradecanoyl phorbol-13-acetate (TPA)의 지속적인 도포.
- 환경 요인 연구를 위한 녹아웃(knockout) 균주 사용.
- 시간에 따른 종양 형성 및 진행 과정 모니터링.
주요 결과
- 해당 모델은 인간 편평세포암의 병리학적 특성을 성공적으로 모방합니다.
- 염증은 종양 발달에 중요한 역할을 합니다.
- 결과의 재현성을 위해서는 정확한 타이밍이 필수적입니다.
- 발암 물질을 취급할 때는 안전 프로토콜이 반드시 준수되어야 합니다.
결론
- 이 2단계 모델은 피부암 메커니즘을 연구하는 데 효과적입니다.
- 이 모델은 치료 후보 물질을 테스트하기 위한 플랫폼을 제공합니다.
- 추가 연구를 통해 암 생물학에 대한 이해를 높일 수 있습니다.
자주 묻는 질문
산업계 주요 관련성
DMBA-TPA 2단계 피부 발암 모델은 전임상 종양학 연구에서 종양의 발생 및 진행을 분석할 수 있는 신뢰할 수 있는 플랫폼을 제공합니다. 이 모델의 재현성과 정량적 결과는 염증 경로 및 면역 매개 종양 촉진의 기전적 위험 분석을 지원합니다. 이를 통해 피부 과학 및 면역 종양학 프로그램의 초기 발견 및 포트폴리오 우선순위 결정 단계에서 데이터 기반의 진행 여부(go/no-go) 의사결정이 가능해집니다.
바이오 제약 R&D의 전략적 응용
초기 발견 및 타겟 검증
- 과학적 가치: 시간적으로 분리된 화학적 자극을 사용하여 종양의 개시와 진행을 구분하여 분석할 수 있게 함.
- 과학적 가치: 녹아웃 계통 분석을 통해 염증 유발 발암 과정에서 표적의 기능적 검증을 지원함.
- 과학적 가치: 종양 형성에 기여하는 면역 세포 침윤과 혈관 형성의 영향을 분리함으로써 메커니즘적 리스크 제거를 용이하게 함.
스크리닝 및 분석법 개발
- 운용 가치: 화합물 스크리닝을 위해 표준화되고 정량화 가능한 유두종 수 및 성장 지표를 생성합니다.
- 운용 가치: 분석 표준화에 적합한 재현 가능한 종양 발생 시간 및 다중도 판독값을 제공합니다.
- 운용 가치: 개시 또는 촉진 단계에 영향을 미치는 치료 후보 물질의 확장 가능한 평가를 지원합니다.
중개 및 전임상 연구
- 중개 가치: 인간 편평세포암종의 병리학적 모델을 제공하여 피부과 종양학 적응증과의 관련성을 가능하게 함.
- 중개 가치: 염증 기전과 종양 진행을 연결함으로써 바이오마커 기반의 전임상 검증을 지원함.
- 중개 가치: 생리학적으로 유의미한 환경에서 면역 조절 및 항혈관 형성 제제를 테스트할 수 있는 플랫폼을 제공함.
파이프라인 및 워크플로 통합
이 모델은 타겟 검증부터 전임상 효능 시험에 이르는 발견 연속체(discovery continuum) 내에 적합하며, 특히 면역 항암 및 염증 경로 조절 분야에 유용합니다.
- 발견 생물학: 유도성 또는 구성적 knockout 모델을 사용하여 발암 과정에서의 유전자-환경 상호작용에 대한 가설 검증이 가능합니다.
- 스크리닝: 용량-반응 및 리드 최적화를 위해 유두종 잠복기와 부담과 같은 정량적 엔드포인트를 제공합니다.
- 분석: 표현형 결과와 메커니즘을 상관시키기 위해 조직병리학적, 유세포 분석 및 분자적 판독값을 생성합니다.
- 중개 연구: 공유된 염증 및 혈관 형성 축을 통해 메커니즘 발견부터 전임상 검증까지의 연속성을 지원합니다.
- 기업적 재사용: 피부 및 상피암의 교차 적응증 스크리닝을 위한 재사용 가능한 염증성 발암 플랫폼을 구축합니다.
운영 및 기업 영향
- 과학적 가치: 종양 발생 과정에서 개시 및 촉진 단계를 분리함으로써 기전적 모호성을 줄입니다.
- 운영적 가치: 표준화된 화학물질 투여량, 타이밍 및 안전 제어 적용을 통해 재현성을 보장합니다.
- 전략적 가치: 염증 유발 종양 모델에서 타겟의 조기 리스크 제거를 가능하게 하여 자본 효율성을 높입니다.
- 포트폴리오 영향: 종양 없는 생존율 및 진행 지표를 기반으로 리스크가 조정된 추진 결정에 정보를 제공합니다.
구현 시 고려 사항
- 발암 물질 취급 및 설치류 모델의 국소 치료제 투여에 관한 전문 지식이 필요합니다.
- DMBA의 휘발성과 발암성으로 인해 환기 시설 및 개인 보호 장구(PPE) 인프라가 갖춰져야 합니다.
- 싸움이나 피부 병변으로 인한 교란 변수를 방지하기 위해 표준화된 동물 사육 관리가 필요합니다.
- 신뢰할 수 있는 종말점을 위해 일관된 종양 측정 및 종단적 추적 관찰 교육이 필요합니다.
- 피부 또는 접근 가능한 상피 표면으로 제한되므로, 국소 또는 점막 전달 연구에만 사용이 제한됩니다.
