Генерация ортотопический мышиной модели рака щитовидной железы анапластическую описан здесь. Эта техника используется хирургическое помещение человека анапластическую клетки рака щитовидной железы в щитовидную иммунодефицитных мышей, создавая тем самым более клинически значимых настройки для изучения прогрессирования заболевания, а также экран инновационных терапевтических вмешательств.
Методическая статья
Ортотопическая мышиной модели рака щитовидной железы Анапластический
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Было установлено несколько типов животных моделей карцином щитовидной железы человека, включая подкожный ксенотрансплантат и ортотопическую имплантацию раковых клеток иммунодефицитным мышам. Модели подкожных ксенотрансплантатов оказались ценными для доклинического скрининга и оценки новых терапевтических методов лечения. Существует ряд преимуществ использования подкожной модели; 1) быстрый, 2) воспроизводимый и 3) формирование опухоли, рост и реакция на терапевтические агенты могут контролироваться с помощью визуального осмотра. Тем не менее, существенные данные пролили свет на недостатки моделей подкожного ксенотрансплантата1-3. Например, медикаментозное лечение, демонстрирующее лечебные свойства в моделях подкожного ксенотрансплантата, часто не оказывает заметного влияния на заболевание человека. Микроокружение места ксенографической трансплантации или инъекции лежит в основе этой несхожести.
Модели ксенотрансплантата ортотопической опухоли обеспечивают более биологически релевантный контекст для изучения заболевания. Преимущества имплантации больных клеток или тканей в их анатомический эквивалент в организме животного-хозяина включают подходящее место для взаимодействия опухоли с хозяином, развитие метастазов, связанных с заболеванием, и возможность изучения сайт-специфического влияния на исследуемые терапевтические средства. Таким образом, ортотопические модели ксенотрансплантатов имеют гораздо большую клиническую ценность, поскольку они точно воспроизводят заболевание человека. По этим причинам ряд групп воспользовались ортотопической моделью рака щитовидной железы в качестве исследовательского инструмента4-7.
Здесь мы описываем подход, который устанавливает ортотопическую модель для изучения анапластической карциномы щитовидной железы (АТХ), которая является высокоинвазивной, не поддается лечению и практически приводит к летальному исходу у всех диагностированных пациентов. Культивируемые клетки АТХ получают в виде диссоциированной клеточной суспензии в растворе, содержащем матрикс базальной мембраны. Небольшой объем медленно вводится в правую щитовидную железу. Общий внешний вид и состояние здоровья мышей контролируются для обеспечения минимальных послеоперационных осложнений и оценки патологической пенетрантности рака. Мышей умерщвляют через 4 недели, а ткани собирают для гистологического анализа. Животные могут быть взяты в более поздние моменты времени для изучения более позднего прогрессирования заболевания. Создание этой ортотопической модели мыши создает платформу, которая решает две задачи: 1) углубление нашего понимания патологии АТХ и 2) скрининг существующих и будущих терапевтических агентов на эффективность в борьбе с АТХ.
Протокол
1. Подготовка клеток
Примечания: 1) в комплекте RPMI 1640 питательных сред на основе рецептов (500 мл) содержит 435 мл RPMI 1640, 50 мл инактивированной нагреванием FBS, 5 мл несущественные аминокислоты, 5 мл пирувата натрия, 5 мл противогрибковым антибиотикам, 2) место матригель при 4 ° С за один день до сбора клеток.
- УВД человека клеточной линии THJ-11T 8 выращивают в 6-луночные планшеты культуры и собирали один раз 80-90% сливной.
- Гранул клетки центрифугированием при 200 х г в течение 4 мин при комнатной температуре.
- Аспирируйте СМИ и ресуспендирования клеток в среде RPMI 1640, [2 мл / 6 лунками].
- Возьмите небольшой объем клеточной суспензии, добавить его к одному объему 0,4% трипанового синего красителя и определить плотность клеток TC10 использованием автоматического счетчика Cell.
- Рассчитать объем клеточной суспензии, необходимые для получения 5 х 10 5 клеток / мышь раза число мышей инъекцией.
Примечание: Для обеспечения объявление приравнять клеточной суспензии для инъекций, подготовить клетки, как будто вы инъекционных двойных количество мышей (например, если инъекционных 5 мышей, а затем подготовить клеточной суспензии, как будто вы были потребителями инъекционных 10 мышей).
- Передача необходимый объем клеточной суспензии в 15 мл коническую трубку.
- Гранул клетки центрифугированием при 200 х г в течение 4 мин при комнатной температуре.
- Аспирируйте СМИ и ресуспендируйте клеток в полной RPMI 1640.
- Передача клетки 1,6 мл пробирку, добавляют 1 объем матригель и аккуратно, медленно пипетки и выход.
Примечание: Каждая мышь получит 10 мкл клеточной суспензии / Матригель коктейль. С 5 х 10 5 клеток приостановлены в 10 мкл объема инъекций успешно использовались в предыдущих исследованиях УВД ортотопический 9-10, мы использовали те параметры, в настоящем докладе.
- Место для клеточной суспензии на льду до использования.
- Очистите хирургической зоны, включающей рассекает сферу и его окрестностях, путем протирания всех поверхностей с 70% этанола.
- Включите нагревательные лампы / колодки, где животные будут восстанавливается после операции.
- Администрирование 0,1 мл кетамина / ксилазина (препарат коктейль, состоящий кетамина 9 мг / мл и ксилазина 1mg/ml) в расчете на 10 г массы тела внутрибрюшинно с использованием 1 мл, 27G ½ "туберкулин шприца.
- Подготовка к операции мыши: 1) брить шею область мышиного (от линии челюсти верхней части грудины и к оружию), 2) скраб хирургической области три раза chorhexadine пропитанной марли квадратов, 3) окончательное скраб сделано бетадином пропитанной марли, 4 ) осторожно применять глазную мазь, чтобы предотвратить сухость глаз.
- Проверьте педаль рефлекс для обеспечения адекватного мышь седации.
- Поместите животное в спинных лежачее положение одноразовый стерильный барьер поля под рассекает сферу и защитить животных в месте с тканевой лентой.
- Scrubs рук и ногingernails затем надеть стерильные хирургические перчатки.
- В стерильных моды, открытой хирургии упаковать и расставляем орудия.
- Наведите стерильная салфетка над животными, оставив только хирургическое сайте подвергаются.
3. Хирургический доступ к щитовидной железы и инъекции клеток
- Используя стерильный, одноразовый скальпель, сделать 1-к-1,5 см продольный разрез вдоль средней линии горла.
Примечание: Отклонение от средней линии глубокой резки усложняет доступ к трахее. Довольно точное срединный разрез позволяет дразнить и прорезать мембранной ткани удерживая левую и правую слюнных желез вместе и уменьшает шанс никующих или отделение крупных артерий.
- Сделать второй разрез в ремень мышцы, окружающие трахею затем вытащить правой стороны надрезанные мышц в сторону, чтобы подвергать правой щитовидной железы.
- Hemostats можно использовать в этот момент провести мышечного слоячасти для легкого доступа к щитовидной железе (рис. 1).
Примечание: Кроме того, если процедура выполняется двумя хирургического персонала, мышечный слой может быть просто сдерживали щипцами в то время как готовые инъекционные шприцы и вручается хирург вспомогательного персонала.
- Медленно введите 10 мкл клеточной суспензии в правую щитовидной железы использованием 31G 5/16 "инсулиновый шприц Затем аккуратно удалить иглу.
4. Закрытие операционного и мышь восстановления
- Шовный мышечный слой с 6,0 сшивания материала с использованием непрерывной или прерванный наложения швов стиля.
- Стежка кожи таким же образом.
- Нанесите слой тройной антибиотик мазь непосредственно на месте разреза.
- Разрешить животного восстанавливаться в спинных лежачее положение теплую грелку. Как только животное может достичь грудины лежачее положение без посторонней помощи, он может быть помещен обратно с другими мышами.
- Проверить сайт разрез и общее состояние здоровья животного ежедневно в течение недели после операции, а затем проверить раз в неделю. Если швы остаются нетронутыми после 14 дней, они удаляются.
Примечание: Животные, демонстрирующие признаки ухудшения здоровья (например, значительная потеря веса, потрепанными волосами, затрудненное дыхание) следует усыплять и тканей собраны.
- Как только мыши достигли заданной послеоперационный момент времени, управлять кетамин / ксилазина, как описано выше успокоить.
- Заливать животных внутрисердечно и урожай щитовидной железы / трахеи и других тканей интереса (подробно не описаны здесь).
Результаты
Мы обнаружили 19 инвазивных опухолей щитовидной железы в общей сложности 20 мышей, которым инъецировали клетки ATC после 4 недель. В примере, показанном на фиг.2А, мышей, получавших ортотопической инъекции 5X10 5 клеток АТС, выращенных в прилагаемой условиях, проявляют значительную инфильтрацию раковых клеток в щитовидной железе на 4 недели после инъекции. Характер вторжения в клетки ATC с характерной веретенообразной клетки и средне-и гигантского размера клеток с эозинофильной цитоплазмой и большие ядра была проверена гематоксилином и эозином (H & E) окрашивания. Для сравнения, щитовидной железы и трахеи из неинъекционные контрольное животное показано на рисунке 2B. Фолликулы uninjected животных отображать близко, но свободные, ассоциации и имеют, по существу круглой морфологии.
Из-за небольшого размера щитовидной железы и использование инъекционного доставки, непреднамеренные результаты могут возникнуть. Фиг.3А иллюстрируетНаиболее часто наблюдается, что развитие опухолевой массы за пределами, но не охватывает, щитовидной железы. Это больше, чем, вероятно, из-за проникновения иглы, и в других щитовидной железы, когда клетки изгнаны. Иногда мышей представления, не рост опухоли, как грубо и гистологически обнаруживаются как показано на фиг.3В. Отсутствие определяемых развитием опухоли может быть вызвано изгнанием клеточную суспензию из места инъекции и распространение на соседние ткани и полостей.
Рисунок 1. Разоблачение щитовидной железы. Этикетки указывают на правой и левой щитовидной железы, фланкирующие трахеи.
Рисунок 2. Гистологическое исследование роста опухоли и вОбразцы vasion после успешной инъекции щитовидной железы. ткани рассекают вдоль фронтальной плоскости.) изображения, снятого при 200X мыши выставке существенного роста опухоли с характерной веретенообразной клетки и средних до гигантских размеров клеток с эозинофильной цитоплазмой и крупными ядрами в гематоксилином и эозином ( H & E) пятно Ту указывает на первичное поражение от которых опухолевые клетки проникают в щитовидной B) трахеи и щитовидной железы от контрольных животных (изображения, снятого при 100X) Ту, опухоли;... S, гладкие мышцы; Тр, трахеи; Твоего, щитовидной железы.
Рисунок 3. Непреднамеренных результатов ортотопический инъекции. Образцы тканей рассекают вдоль фронтальной плоскости.) Периферийное роста опухоли, не проявляется в росте thyroiD (черная стрелка, изображения, снятого при 100х). B) Отсутствие обнаружение опухоли на брутто (не показано) или гистологического исследования (изображения, снятого при 50х). Твоей, щитовидной железы.
Обсуждение
В нашей модели, животные продемонстрировали щитовидной железы метастазы опухоли и заболевания, связанного кахексии и дыхательной недостаточности на 4 недели после инъекции. Как и большинство других ортотопической модели использования инъекций доставки клеточной суспензии, инъекции в окружающие ткани и после инъекции утечки, которая распространяется за пределы целевого возможно. С этим, как говорится, один узнаваемый потенциал неизвестного производства этой процедуры является эффект от воздействия цели, не связанные с заболеванием метастазов или осложнений. Это общее беспокойство с большинством ксенографического трансплантации, независимо от изучаемой болезни. Тем не менее, непреднамеренных последствий от метастаз может быть значительно минимизированы путем обеспечения всей конической кончика иглы проникла мембраны плотно наложения щитовидной железы и медленно изгнания клеточной суспензии. Если утечка наблюдается во время или после инъекции, эти животные могут быть опущены из исследования.
Важно, что животные перфузии до сбора щитовидной железы / трахеи и других тканей. Преимущества в два раза, 1) эритроциты удаляются и не будут загромождать гистологических препаратов и 2) морфологию ткани и целостности сохраняется. Кроме того, резекция щитовидной железы / трахеи, которые либо опухолевого массу, прикрепленную или похоронены в нем должны быть обрезаны таким образом, что анатомические ориентиры могут быть определены прежде, чем быть встроенные для гистологического препарата. Это позволит резко сократить время подготовки образца.
В данном докладе рассматривается локальный рост и инвазия опухоли передовых щитовидной ортотопический после инъекции клеток УВД. ATC метастазы могут быть исследованы путем анализа гистологических препаратов других тканей с использованием стандартных гистологических красителей, таких как гематоксилином и эозином, или с помощью иммуногистохимии использованием клеток или патологии соответствующих маркеров. Эта система может быть дальнейшее развитие гenetically изменения клетки рака щитовидной железы с флуоресцентным журналистам, так что живого изображения может быть использован для мониторинга метастазов и эффективности терапевтических процедур.
Раскрытие информации
Авторы не имеют ничего раскрывать.
Благодарности
Авторы хотели бы поблагодарить д-ра. Вэньцзюнь Ли и Дэниел Kreisel (Вашингтон школы медицины университета в Сент-Луисе) за помощь в подготовке операции. RYL при поддержке Национального института здоровья грант R01 DK068057 и исследованиям фонда Президента из Университета Сент-Луиса.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Среды для клеточных культур RPMI 1640 | Mediatech | 10-041-CV | Используемые среды и добавки зависят от клеточной линии |
| TC10 Automated Cell Counter | Bio-Rad | 145-0001 | |
| Matrigel | Becton, Dickinson and Company | 354234 | |
| Graefe Щипцы, зубчатые; Легкий изгиб, 4" | Roboz | RS-5135 | |
| Одноразовый скальпель, No 15 | Перо | 2975#15 | |
| Olsen Hegar Иглодержатель - 4 ½ "нежная зубчатая | gSource gS | 21.5400 | |
| 6-0 нейлоновая черная мононить шовная ткань | Surgical Specialties Corporation | 1279B | |
| Грелка, многоразовая, 8" x 12" | |||
| Тканевая лента, 1" X 10 ярдов | Medline | MIINON260101 | Для фиксации мыши |
| , Ножница/триммер для арахиса | Wahl | 8655 | Для удаления волос в области операции |
| ChlorHex-Q SCRUB 2% | Penn Veterinary Supply | VED1222 | |
| Betadine | Henry Schein Company | 6906727 | |
| Петролатум офтальмологическая мазь | Dechra Veterinary Products | 17033-211-38 | |
| 2 x 2 марля, 12-слойный | Butler Animal Health Supply | 6936 | |
| Стерильное поле, барьер, 18" x 26« | Шторы Busse | 696 | |
| (обертка CSR) | Cardinal Health | AT 21 412 | |
| 27G ½ "игла | Becton, Dickinson and Company | 309623 | |
| 31G 5/16" игла | Becton, Dickinson and Company | 328438 | |
| Кетамин (9 мг/мл) / ксилазин (1 мг/мл) раствор | |||
| Тройная мазь |
Ссылки
- Bibby, M. C. Orthotopic models of cancer for preclinical drug evaluation: advantages and disadvantages. Eur. J. Cancer. 40, 852-857 (2004).
- Hoffman, R. M. Orthotopic metastatic mouse models for anticancer drug discovery and evaluation: a bridge to the clinic. Invest. New Drugs. 17, 343-359 (1999).
- Killion, J. J., Radinsky, R., Fidler, I. J. Orthotopic models are necessary to predict therapy of transplantable tumors in mice. Cancer Metastasis Rev. 17, 279-284 (1998).
- Kim, S., et al. An orthotopic model of anaplastic thyroid carcinoma in athymic nude mice. Clin. Cancer Res. 11, 1713-1721 (2005).
- Nucera, C., et al. A novel orthotopic mouse model of human anaplastic thyroid carcinoma. Thyroid. 19, 1077-1084 (2009).
- Todaro, M., et al. Tumorigenic and metastatic activity of human thyroid cancer stem cells. Cancer Res. 70, 8874-8885 (2010).
- Tran Cao, H. S., et al. Real-time imaging of tumor progression in a fluorescent orthotopic mouse model of thyroid cancer. Anticancer Res. 30, 4415-4422 (2010).
- Marlow, L. A., et al. Detailed molecular fingerprinting of four new anaplastic thyroid carcinoma cell lines and their use for verification of RhoB as a molecular therapeutic target. J. Clin. Endocrinol. Metab. 95, 5338-5347 (2010).
- Nehs, M. A., et al. Late Intervention with anti-BRAF (V600E) therapy induces tumor regression in an orthotopic mouse model of human anaplastic thyroid cancer. Endocrinology. 153, 985-994 (2012).
- Nucera, C., et al. Targeting BRAFV600E with PLX4720 displays potent antimigratory and anti-invasive activity in preclinical models of human thyroid cancer. Oncologist. 16, 296-309 (2011).
Перепечатки и разрешения
