Przedstawiono protokół tworzenia genetycznie modyfikowanego mysiego modelu raka jelita grubego poprzez segmentowe zakażenie adeno-cre i jego nadzorowanie za pomocą kolonoskopii o wysokiej rozdzielczości.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Przedstawiono protokół tworzenia genetycznie modyfikowanego mysiego modelu raka jelita grubego poprzez segmentowe zakażenie adeno-cre i jego nadzorowanie za pomocą kolonoskopii o wysokiej rozdzielczości.
Pomimo zalet łatwej aplikacji i opłacalności, mysie modele raka jelita grubego oparte na wstrzykiwaniu komórek nowotworowych mają poważne ograniczenia i nie symulują dokładnie biologii guza i rozprzestrzeniania się komórek nowotworowych. Aby przezwyciężyć te ograniczenia, wprowadzono genetycznie zmodyfikowane modele myszy; Jednak takie modele są wymagające technicznie, szczególnie w dużych narządach, takich jak okrężnica, w których pożądany jest tylko pojedynczy guz.
W rezultacie opracowano immunokompetentny, genetycznie modyfikowany mysi model raka jelita grubego, który rozwija bardzo jednolite guzy i może być wykorzystany do badań biologicznych nowotworów, jak również do prób terapeutycznych. Rozwój guza jest inicjowany przez chirurgiczne, segmentowe zakażenie dystalnej części jelita grubego wirusem adeno-cre u myszy warunkowo zmutowanych złożonych. Guzy można łatwo wykryć i monitorować za pomocą kolonoskopii. Opisujemy tutaj technikę chirurgiczną segmentowego zakażenia adeno-cre jelita grubego, nadzór nad guzem za pomocą kolonoskopii o wysokiej rozdzielczości i przedstawiamy powstałe guzy jelita grubego.
Rak jelita grubego (CRC) nadal jest jedną z głównych przyczyn zgonów związanych z rakiem w krajach zachodnich. 1 Podczas gdy rokowanie pacjentów z wczesnym stadium choroby jest dobre, wiele nowotworów jest diagnozowanych w późniejszych stadiach, w których, pomimo licznych opcji leczenia, rokowanie jest ograniczone. 2,3,4,5
Większość obecnych mysich modeli CRC opiera się na implantacji komórek nowotworowych pochodzących z linii komórkowych lub guzów pacjenta myszom z niedoborem odporności. 6,7,8 Prowadzi to do miejscowych i, w zależności od miejsca wstrzyknięcia i komórek nowotworowych użytych do wstrzyknięcia, czasami do guzów przerzutowych. 9,10 Powstałe modele ksenoprzeszczepów mają jednak poważne ograniczenia. Muszą one zostać ustalone u myszy z niedoborem odporności, eliminując w ten sposób złożoną interakcję między guzem a układem odpornościowym gospodarza. Ponadto, ponieważ zrąb guza pochodzi z komórek gospodarza, interakcja między ludzkim miąższem guza a mysim zrębem jest wadliwa, a zatem nie jest reprezentatywna dla choroby. Niedoborów tych można uniknąć, stosując mysie linie komórkowe do wstrzykiwań. Jednak dostępnych jest tylko kilka mysich linii komórkowych CRC i, podobnie jak większość dostępnych ludzkich linii komórkowych CRC, są monoklonalne i wysoce anaplastyczne. 11 Podsumowując, większość obecnie dostępnych modeli myszy CRC jest wysoce sztuczna i nie w pełni reprezentatywna dla ludzkiej choroby.
Genetycznie modyfikowane modele myszy (GEMM) CRC mogą uniknąć tych wad, ponieważ zawierają prawdziwe guzy myszy, które powstają poprzez indukcję kluczowych mutacji CRC w okrężnicy. 12,13,14 Można to osiągnąć poprzez aktywację warunkowych (floxowanych) mutacji linii zarodkowej przez rekombinazę cre w błonie śluzowej jelita grubego. Podczas gdy w GEMM wielu innych jednostek nowotworowych stosuje się ekspresję cre linii zarodkowej (indukowalną) napędzaną przez promotory specyficzne dla tkanki, cre linii zarodkowej nie można stosować w okrężnicy, ponieważ prowadzi to do dużej liczby gruczolaków w całej okrężnicy, powodując śmierć z powodu łagodnego obciążenia guzem w bardzo młodym wieku. Dlatego w opisywanym tu modelu wektor adenowirusowy eksprymujący cre jest używany do zakażenia krótkiego odcinka jelita grubego. Prowadzi to do indukcji nowotworzenia w tym segmencie błony śluzowej w punkcie czasowym określonym przez badacza, co prowadzi do progresji gruczolaków do raka inwazyjnego i przerzutowego. Guzy są prawdziwymi nowotworami myszy, rosną w nienaruszonym mikrośrodowisku i dlatego są w stanie symulować całość onkogenezy jelita grubego, w tym interakcję guz-gospodarz i kaskadę przerzutów. Model ten jest zatem atrakcyjną platformą do badań nad biologią nowotworów i przedklinicznych badań terapeutycznych.
Główną wadą genetycznie modyfikowanych mysich modeli CRC jest ich techniczna złożoność. Miejscowe podawanie cre za pomocą lewatywy adeno-cre doodbytniczej u myszy przenoszących floksowane allele Apc zostało opisane wcześniej; Jednak częstość występowania, mnogość i lokalizacja guzów jelitowych może być bardzo zmienna w przypadku tej techniki. 15 Dlatego opracowano technikę ograniczania infekcji adeno-cre poprzez chirurgiczne zaciskanie segmentu, który ma być indukowany. 13 Zmodyfikowaliśmy tę procedurę, aby poprawić dobrostan zwierząt, a także zmniejszyć śmiertelność i liczbę powstających nowotworów. Dzięki temu protokołowi wszystkie laboratoria z doświadczeniem w chirurgii małych gryzoni powinny być w stanie odtworzyć model i wytworzyć guzy, które są wysoce powtarzalne i łatwo dostępne do kolonoskopii. W zależności od mutacji warunkowych stosowanych do nowotworzenia można zaobserwować pełne spektrum gruczolaka, raka inwazyjnego i przerzutów. Ponieważ guzy znajdują się w dalszej części jelita grubego, w tym modelu łatwo możliwa jest seryjna ocena endoskopowa.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedstawione tutaj eksperymenty na zwierzętach zostały niezależnie ocenione i zatwierdzone przez instytucjonalny i rządowy Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt i zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi Federacji Stowarzyszeń Badań nad Zwierzętami Laboratoryjnymi (FELASA). Podjęto wszelkie możliwe środki, aby zminimalizować cierpienie, w tym znieczulenie i analgezję lub, jeśli to konieczne, przedwczesną eutanazję.
1. Miejscowa indukcja guza poprzez chirurgiczne zakażenie adeno-cre
2. Kolonoskopia
UWAGA: W zależności od zastosowanych mutacji warunkowych, infekcja adenowirusowa prowadzi do endoskopowo widocznych guzów w ciągu 2 - 4 tygodni. Dlatego pierwszą kolonoskopię pooperacyjną należy wykonać 2 tygodnie po indukcji adenowirusa i powtarzać co 2 tygodnie. Do kolonoskopii mysiej zalecany jest dostępny na rynku system. 20
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przy prawidłowym wykonaniu procedury guzy rozwijają się u > 85% zwierząt. Śmiertelność przy prezentowanym tutaj zabiegu chirurgicznym wynosi < 5%, natomiast śmiertelność podczas kolonoskopii jest praktycznie nieobecna. U większości myszy wykrywana jest pojedyncza zmiana; w około 30% przypadków można stwierdzić 2 – 3 małe gruczolaki, które zazwyczaj zlewają się w jeden guz w ciągu 2 – 3 tygodni po indukcji nowotworu.
Fenoty...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Chociaż są one na ogół łatwe do wygenerowania i utrzymania, klasyczne mysie modele CRC oparte na wstrzyknięciu linii komórkowej są sztuczne i nie są w stanie w pełni odtworzyć ludzkiej choroby. W związku z tym opracowano GEMM-y. Pierwszą CRC GEMM była mysz ApcMin, która jest nosicielem heterozygotycznej mutacji zerowej w genie Apc, naśladując w ten sposób ludzką dziedziczną polipowatość gruczolakowatą (FAP). 21 Jednak myszy ApcMin niezmiennie rozwijają mnogie gruczolaki jelit...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta praca jest poświęcona pamięci profesora Moritza Kocha.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Odczynniki / materiały eksploatacyjne | |||
| Dulbecco's Phosphate Buffered Saline | Life Technologies GmbH | 14190169 | |
| Trypsin-EDTA (0,25%, czerwień fenolowa) | Life Technologies GmbH | 25200072 | |
| Sól fizjologiczna 0,9% (E154) | Serumwerk Bernburg AG | 10013 | |
| Aqua ad injectabilia | B. Braun Melsungen AG | 235144 | |
| Ad5CMV-Cre (adenowirus, c = 2E+11 PFU/mL) | Wektor transferu genów Core University of Iowa | ||
| 15 mL, 50 mL probówki wirówkowe | Greiner Bio-One GmbH | 188271/227270 | |
| Probówki Eppendorf 1,5 ml/ 2 ml | Sarstedt AG & Co. | 72,695,400 | |
| Szalka Petriego PS 100/15 mm (sterylna, Nuclon) | Fisher Scientific GmbH | 10508921/ NUNC150350 | |
| Strzykawka 1 ml (bez objętości martwej) - Injekt-F SOLO Igła | Braun/neoLab | 194291661 | |
| 30G | BECTON DICKINSON | 304000 | |
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy< | strong>Uwagi |
| Analgezja / znieczulenie | |||
| Sevoflurane (Sevoflurane AbbVie) | AbbVie Germany GmbH & Co. KG-Tlen | ||
| medyczny Air Liquide Medical | |||
| (Temgesic) | Indivior Eu Ltd. | - | |
| Bepanthen - maść okulistyczna | Bayer Vital GmbH | 10047757 | |
| Stołowy aparat do znieczulenia badawczego x/O2 Flush w/ Sevoflurane Vaporizer | Parkland Scientific | V3000PS/PK | |
| strong>Nazwa | Company | Numer katalogowy | Komentarze |
| Waciki Surgical Equipment | |||
| Celuloza | Lohmann & Rauscher Deutschland | 13356 | |
| Strzykawka insulinowa EMG 1 ml (z kaniulą 30G) | B. Braun Melsungen AG | 9161627S | |
| Rurka drobnootworowa (otwór: 0,28 mm / średnica: 0,61 mm) | Smiths Medical Deutschland | 800/100/100 | |
| Kleszczyki Micro-Adson | Fine Science Tools | 11018-12 | |
| Nożyczki do tęczówki - ToughCut | Fine Science Tools | 14058-11 | |
| Uchwyt igły Olsen-Hegar | Fine Science Tools | 12002-12 | |
| Zestaw AutoClip | Fine Science Tools | 12020-00 | |
| PDS Z1012H 6/0 C1 (szew chirurgiczny) | Johnson & Johnson Medical GmbH | Z1012H | |
| Zakrzywiony zacisk naczyniowy Micro Serrefine | Fine Science Tools | 18055-05 | |
| Fogarty Spring Clips | Edwards | CDSAFE 6 | |
| Płyta grzejna 062 | Labotect | 13854 | |
| Isis - Golarka do włosów | Aesculap - Braun | - | |
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Uwagi |
| Kolonoskopia | |||
| Fontanna światła zimnego XENON 175 SCB | Karl Storz | 20132101-1 | Karl Storz Coloview System Moguncja |
| światłowodowy | Karl Storz | 69495NL | Karl Storz Coloview System Moguncja |
| TRICAM Głowica kamery z trzema | chipami Karl Storz | 20221030 | Karl Storz Coloview System Moguncja |
| TRICAM SLII Jednostka sterująca kamerą | Karl Storz | 20223011-1 | Karl Storz Coloview System Moguncja |
| 15-calowy monitor z płaskim ekranem EndoVue | Karl Storz | 9415NN | Karl Storz Coloview System Moguncja |
| HOPKINS Teleskop prosty średnica 1,9 mm; długość 10 cm autoklawowalny w autoklawie wbudowana światłowodowa transmisja światła | Karl Storz | 64301AA | |
| Osłona ochronno-badawcza | Karl Storz | 61029C |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.