Modelowanie raka prostaty w genetycznie modyfikowanych modelach mysich: technika zlokalizowanej edycji genów za pośrednictwem CRISPR/Cas9 w komórkach przedniego płata prostaty myszy
JoVE Encyclopedia of Experiments
Cancer Research
0 views • 4:40 min • April 30th, 2023
Loading...
Przegląd
Ten artykuł opisuje protokół chirurgiczny wprowadzania wektorów adenowirusowych do przedniego płata prostaty w modelu myszym CRISPR/Cas9 knock-in. Metoda ta pozwala na ukierunkowane modyfikacje genetyczne, ułatwiając badania procesów onkogennych w raku prostaty.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauki
- Genetyka
- Onkologia
Tło
- Technologia CRISPR/Cas9 umożliwia precyzyjne modyfikacje genetyczne.
- Wektory adenowirusowe są skuteczne w dostarczaniu genów in vivo.
- Modele raka prostaty są niezbędne do badania tumorogenezy.
- Ekspresja GFP pozwala na wizualizację ekspresji genów i śledzenie postępu raka.
Cel badania
- Ustawienie metody ukierunkowanego edytowania genów w tkankach prostaty.
- Zbadanie roli określonych modyfikacji genetycznych w rozwoju raka.
- Wykorzystanie GFP jako reportera do monitorowania postępu nowotworu.
Stosowane metody
- Przygotowanie modelu mysiego CRISPR/Cas9 knock-in.
- Chirurgiczne wstrzyknięcie wektorów adenowirusowych do przedniego płata prostaty.
- Monitorowanie znieczulenia i protokołów chirurgicznych w celu zapewnienia dobrostanu zwierząt.
- Ocena modyfikacji genetycznych i tumorogenezy poprzez analizę histologiczną.
Główne wyniki
- Skuteczne wprowadzanie wektorów adenowirusowych do tkanek prostaty.
- Potwierdzona ekspresja Cas9 i GFP w ukierunkowanych komórkach.
- Indukcja mutacji onkogennych prowadzących do transformacji komórek nowotworowych.
- Ekspresja GFP ułatwiała śledzenie postępu raka in vivo.
Wnioski
- Protokół chirurgiczny skutecznie umożliwia edycję genów w modelach raka prostaty.
- GFP służy jako cennym narzędziem do monitorowania modyfikacji genetycznych i rozwoju nowotworu.
- Ta metoda może być zastosowana do dalszego badania mechanizmów raka prostaty.
Często zadawane pytania
Jakim celom służy zastosowanie CRISPR/Cas9 w tym badaniu?
CRISPR/Cas9 jest wykorzystywane do precyzyjnych modyfikacji genetycznych w celu badania procesów onkogennych w raku prostaty.
Jak wektory adenowirusowe są wprowadzane do prostaty?
Wektory adenowirusowe są wstrzykiwane bezpośrednio do przedniego płata prostaty podczas zabiegu chirurgicznego.
Jaką rolę pełni GFP w tym badaniu?
GFP działa jako reporter do wizualizowania i śledzenia ekspresji genów oraz postępu raka.
Jakich środków ostrożności przestrzega się podczas zabiegu chirurgicznego?
Monitorowana jest głębokość znieczulenia, a stosuje się sterylne techniki, aby zapewnić dobrostan zwierząt i zapobiec infekcjom.
Jakie są oczekiwane wyniki tego badania?
Badanie ma na celu wyjaśnienie modyfikacji genetycznych prowadzących do raka prostaty i poprawę rozumienia tumorogenezy.
Executive Industry Relevance
This technique enables precise, localized gene editing in prostate tissue to model oncogenic drivers, supporting target validation and mechanistic de-risking in prostate cancer drug discovery. By inducing defined genetic alterations and tracking tumor progression via GFP reporter expression, it provides a disease-relevant system for preclinical evaluation. The approach improves predictive confidence in early-stage target hypothesis testing and pathway interrogation.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses through localized CRISPR-mediated gene alteration in prostate epithelium.
- Operational Value: Supports functional target validation by inducing oncogenic mutations in a spatially controlled manner.
- Predictive Value: Facilitates biological de-risking by linking specific gene edits to tumorigenic outcomes in vivo.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Generates GFP-expressing mutated cells that allow quantitative tracking of cancer progression as a built-in reporter system.
- Reproducibility: Standardized surgical delivery ensures consistent viral transduction and gene editing efficiency across animals.
- Scalability: Enables preparation of validated biological systems for downstream compound screening in genetically defined models.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Creates orthotopic prostate cancer models that reflect localized tumorigenesis in the anterior lobe.
- Translational Continuity: Supports progression from discovery to preclinical validation by maintaining genetic and histological fidelity.
- Risk-Adjusted Advancement: Enables evaluation of therapeutic candidates in models with defined driver mutations.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing, particularly for prostate cancer pathways.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing by enabling precise gene knockout or knockin in prostate cells to assess pathway dependencies.
- Screening: Delivers assay-ready models with inducible, traceable oncogenic alterations for compound sensitivity evaluation.
- Analytics: Provides quantitative GFP-based readouts to monitor tumor initiation, growth, and response over time.
- Translational Research: Connects early genetic findings to preclinical models through sustained GFP expression and histopathological correlation.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for modeling multiple genetic alterations in prostate cancer research.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases target validation confidence by reducing ambiguity in gene-to-phenotype relationships.
- Operational Value: Enhances reproducibility through standardized surgical and viral delivery protocols.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by providing mechanistic clarity on target inhibition effects.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of targets based on tumorigenic potential in vivo.
Implementation Considerations
- Requires expertise in mouse surgery, anesthesia management, and sterile tissue handling.
- Dependent on access to CRISPR/Cas9 knock-in mouse models and adenoviral vector production.
- Necessitates postoperative monitoring and analgesia protocols for animal welfare compliance.
- Must account for variability in viral transduction efficiency across individual animals.
- Limited to anterior prostate lobe targeting; not suitable for whole-prostate or metastatic modeling without adaptation.
Biopharma FAQs
Why is localized gene editing important for target validation in prostate cancer?
Localized gene editing allows researchers to study the effects of specific genetic alterations in the anterior prostate lobe without systemic confounding factors, enabling clearer attribution of phenotypic changes to the targeted gene. This spatial precision supports mechanistic de-risking by isolating oncogenic drivers in a physiologically relevant context. The approach increases confidence in target hypotheses by linking defined edits to tumorigenic outcomes in vivo.
How does Cre-mediated excision of the LSL cassette enable conditional Cas9 expression?
Cre recombinase, delivered via adenovirus, recognizes the loxP sites flanking the STOP cassette and excises it, removing the transcriptional block downstream of the promoter. This allows the strong upstream promoter to drive expression of Cas9 and GFP specifically in virus-infected cells. The system ensures Cas9 is only active where and when viral delivery occurs, enabling spatially and temporally controlled gene editing.
What quantitative measurements does GFP expression enable in cancer progression studies?
GFP expression allows for real-time, non-invasive tracking of mutated cell populations through fluorescence intensity and spatial distribution in vivo. It enables quantification of tumor initiation, growth kinetics, and response to interventions by measuring fluorescent signal over time. The co-expression of GFP with Cas9 provides a direct readout of editing efficiency and clonal expansion of genetically altered cells.
Why are replication requirements critical for cross-functional collaboration in this model?
Replication ensures that observed tumorigenic effects are consistent across animals and not due to surgical variability or off-target effects, building confidence in the model’s reliability. Standardized procedures for viral injection, anesthesia, and postoperative care allow different teams to reproduce results with minimal variability. This consistency supports reliable data sharing between discovery, preclinical, and translational teams for go/no-go decisions.
What statistical analysis capabilities are required before implementing this technique in a discovery pipeline?
Teams must be able to analyze tumor incidence, latency, and growth rates using appropriate statistical tests to distinguish true oncogenic effects from background variability. Power analysis is needed to determine group sizes required to detect meaningful differences in tumor progression between control and edited groups. Longitudinal data from GFP tracking requires methods for comparing fluorescence intensity over time across experimental conditions.
11:37
Mapowanie QTL i edycja CRISPR/Cas9 w celu identyfikacji genu oporności na leki w Toxoplasma gondii
Related Videos
0 Views
11:53
Protokół wielokrotnego nokautu genów w organoidach jelita cienkiego myszy przy użyciu konkategomera CRISPR
Related Videos
0 Views
09:25
Testowanie przeciwciał przeciwko receptorom anty-RDL i anty-mGlutR1 w skrawkach mózgu pszczoły miodnej przy użyciu CRISPR-Cas9
Related Videos
0 Views
05:07
Wstrzyknięcie komórek rakowych do gruczołu krokowego: technika dostarczania komórek rakowych w celu ustalenia ortotopowego modelu myszy raka prostaty
Related Videos
0 Views
06:48
Ortotopowy mysi model przerzutów ludzkiego raka prostaty
Related Videos
0 Views
08:49
Mysia mikropreparacja prostaty i kastracja chirurgiczna
Related Videos
0 Views
07:01
Przedkliniczny ortotopowy mysi model ludzkiego raka prostaty
Related Videos
0 Views
07:25
Bioluminescencyjny i fluorescencyjny, ortotopowy, syngeniczny mysi model androgenowego i opornego na kastrację raka gruczołu krokowego
Related Videos
0 Views
06:21
Dostarczanie wirusów z przewodników CRISPR do mysiej prostaty w celu zmiany genów
Related Videos
0 Views
08:43
Identyfikacja, charakterystyka histologiczna i sekcja płatów prostaty myszy dla modeli hodowli sferoidalnych 3D in vitro
Related Videos
0 Views
Last updated: 18 July 2026