Мы описываем установление ортотопических колоректальных опухолей путем инъекции опухолевых клеток или органоидов в слепую кишку мышей и последующее выделение циркулирующих опухолевых клеток (CTC) из этой модели.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Мы описываем установление ортотопических колоректальных опухолей путем инъекции опухолевых клеток или органоидов в слепую кишку мышей и последующее выделение циркулирующих опухолевых клеток (CTC) из этой модели.
Несмотря на преимущества легкой применимости и экономической эффективности, подкожные мышиные модели имеют серьезные ограничения и не точно имитируют биологию опухоли и распространение опухолевых клеток. Для преодоления этих ограничений были введены модели ортотопической мыши; Однако такие модели технически требуются, особенно в полых органах, таких как толстая кишка. Для получения однородных опухолей, которые надежно растут и метастазируются, стандартизированы методы подготовки и инъекции опухолевых клеток.
Мы разработали ортотопическую модель мышиного колоректального рака (CRC), которая развивает сильно однородные опухоли и может быть использована для исследований опухолевой биологии, а также для терапевтических испытаний. Опухолевые клетки из первичных опухолей, двумерных (2D) клеточных линий или трехмерных (3D) органоидов вводятся в слепую кишку и, в зависимости от метастатического потенциала инъецированных опухолевых клеток, образуют высокометастатические опухоли. К тому же,КТК можно найти регулярно. Здесь мы описываем методику получения опухолевых клеток как с 2D клеточными линиями, так и с 3D-органоидами, а также с первичной опухолевой тканью, хирургическими и инъекционными методами, а также с отделением CTC от опухолевых мышей и представляем советы по устранению неполадок.
Колоректальный рак (CRC) является одной из наиболее распространенных причин смерти от рака в западных странах. 1 В то время как первичная опухоль может часто быть иссекают, возникновение отдаленных метастазов значительно ухудшает прогноз и часто приводит к смерти. 2 , 3. Биологический коррелятор метастаза - это циркулирующие опухолевые клетки (CTC), которые отделяются от опухоли, выживают в обращении, прикрепляются к эпителию в органе-мишени, вторгаются в орган и в конечном итоге перерастают в новые очаги. 4 Хотя известно, что CTC имеют прогностическую значимость, 5 , 6 , 7 , 8 , 9 их биология лишь частично понимается как результат их крайней редкости в CRC. 10
Модели мышей - мощные tOol для изучения различных аспектов биологии рака. Классические, подкожные опухолевые модели продуцируются путем подкожной инъекции опухолевых клеток мышам-реципиентам, которые могут быть либо иммунокомпетентными (если используются сингенные мышиные опухолевые клетки), либо иммунодефицитом. Модели подкожных опухолей являются недорогими и быстро производят данные; Их конечный рост опухоли может быть легко и неинвазивно измерен. Однако 88% новых соединений, которые продемонстрировали противоопухолевую активность в таких моделях, не проходят в клинических испытаниях. 11 Это отчасти связано с межвидовыми различиями между людьми и мышами; Однако большая часть этого отказа объясняется низким прогностическим значением подкожных моделей мыши.
Модели ортотопических мышей, в которых опухолевые клетки вводятся в орган происхождения и, таким образом, растут в их первоначальном микроокружении, поэтому все чаще используются в исследованиях рака. 11 , 12 , 13 , 14 Ортотопические модели не только моделируют местные условия роста опухоли; В результате анатомически правильного участка роста опухоли модели ортотопической мыши также позволяют реалистичное моделирование метастазов и поэтому используются для изучения биологии 8 , 15 , 16 CTC или их реакции на различные методы лечения в CRC. 13 , 17
Основным недостатком ортотопических моделей мыши является их техническая сложность. В зависимости от органа, в который должны вставляться клетки, кривая обучения до тех пор, пока экспериментатор не сможет индуцировать воспроизводимые опухоли, довольно длительный. Это особенно относится к колоректальным раковым моделям, поскольку опухолевые клетки необходимо вводить в стенку кишечника, что часто приводит к перфорации, утечке опухолевых клеток или потере эндолюминальной опухолевой клетки. ЭтоЦелью настоящего изобретения является описание способа подготовки клеток из образцов первичной ткани, двумерных клеточных линий и трехмерной органоидной культуры и их инъекции в слепую мышь. Описанная здесь методика приводит к высокоравномерным опухолям и, в зависимости от биологии опухоли клеточной линии, используемой для инъекций, воспроизводимому образованию отдаленных метастазов и КТК у реципиентных мышей. 15
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Представленные здесь эксперименты на животных были независимо рассмотрены и разрешены институционным и правительственным комитетом по уходу и использованию животных и проводились в соответствии с руководящими принципами Федерации ассоциаций лабораторий животных (FELASA). Были приняты все возможные меры для сведения к минимуму страданий, включая анестезию и обезболивание, или, в случае необходимости, преждевременную эвтаназию.
1. Подготовка клеток и органоидов
ПРИМЕЧАНИЕ. Используйте объем 20 мкл с 100 000 клеток для каждой инъекции. Используйте базовую мембранную матрицу (BMM), чтобы предотвратить утечку и обеспечить стандартизированную инъекцию. Чтобы обеспечить воспроизводимые результаты, проводите проверки подлинности клеточной линии ( например , через профилирование STR) через регулярные промежутки времени.
2. Модель ортотопической мыши
3. Выделение циркулирующих опухолевых клеток из образцов цельной крови
ПРИМЕЧАНИЕ. Получают кровь путем чрескожной сердечной пункции у анестезированных мышей, за которой следует эвтаназия. В идеале 1000 мкл крови втягивают в шприц, предварительно заполненный 100 мкл антикоагулянта (этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) или гепарин). Использовать анти-человеческий-EpCAM (адгезия эпителиальных клетокМолекула) для идентификации КТК. Это очень хорошо работает, если линии мышиных эпителиальных клеток используются в модели мыши. Для других приборов могут потребоваться различные антитела.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Успешное и воспроизводимое генерирование колоректальных опухолей в этой модели критически зависит от точной инъекции клеток без утечки или утечки. Если это будет достигнуто, эта модель чрезвычайно надежна и очень редко приводит к искусственному перитонеальному распространению. Кинетика роста опухолей, а также их картины распространения зависят от биологии используемых органоидов и клеток. 15 В то время как клетка НСТ116 надежно метастазировать в печень в этой моде...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Несмотря на их доклинически доказанную активность в подкожных моделях мыши, подавляющее большинство новых соединений терпят неудачу в клинических испытаниях и никогда не попадают в клинику. 11 Эта очевидная недостаточность подкожных моделей мыши для точного моделирования биологии и моделей роста опухолей привела к разработке моделей ортотопических мышей, основанных на инъекции опухолевых клеток непосредственно в исходный орган.
Модели ортотопической мыши способны имит...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа была поддержана Германским исследовательским фондом (WE 3548 / 4-1) и Роланд-Эрнст-Штифтун фюр-Гесундхицвезен (1/14).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| <сильные>среды и компоненты для клеточных культур | |||
| Advanced DMEM F12 | Invitrogen | 12634010 | DMEM/ F12+++ средний |
| HEPES (1 M) | Life Technologies GmbH | 15630056 | DMEM/ F12+++ средний |
| добавка Glutamax-I (200 мМ) | Life Technologies GmbH | 35050038 | DMEM/ F12+++ средний |
| пенициллин/ Стрептомицин (PenStrep) | Life Technologies GmbH | 15140122 | среда DMEM/ F12+++ DMEM |
| Life Technologies GmbH | 61965026 | основная среда 2D клеточных линий (DMEM/10% FCS) | |
| Фетальная телячья сыворотка (FCS) | BIOCHROM AG S | 0115 | основная среда 2D клеточных линий (DMEM/10% FCS) |
| Ферментативный буфер диссоциации TrypLE Express | Life Technologies GmbH | 12604021 | |
| Матрица базальной мембраны Matrigel (BMM, фенол красный свободен) | CORNING B.V. Life Sciences | 356231 | |
| Dulbecco's Phosphate Buffered Salt | Salt Technologies GmbH | 14190169 | |
| трипсин-ЭДТА (0,25%, фенол-красный) | Life Technologies GmbH | 25200072 | |
| 6-/48-луночные планшеты с крышкой | CORNING | 3516/3548 | |
| колба для клеточных культур 75 см², 250 мл | VWR International GmbH | 734-2066 | |
| колба для клеточных культур 150 см², 600 мл | Corning B.V. Life Sciences | 355001 | |
| пробирки Eppendorf 1,5 мл / 2 мл | Sarstedt AG & Co. | 72.706.400/ 72.695.400 | |
| 15 мл, 50 мл центрифужные пробирки | Greiner-Bio-One GmbH | 188271/227270 | |
| TC10 Счетные стекла (для счетной машины TC20) | Bio-Rad Laboratories GmbH | 1450016 | |
| пипетки Пастера (стекло, 150 мм) | Fisher Scientific GmbH | 11546963/ FB50251 | тонкие протяжки с помощью горелки Бунзена |
| gentleMACS Dissociator | Miltenyi Biotec | 130-093-235 | для первичного препарата опухолевой ткани |
| MACSmix Tube | Rotator Miltenyi Biotec | 130-090-753 | для первичного препарирования опухолевой |
| тканиMACS C Tubes | Miltenyi Biotec | 130-093-237 | для первичного препарирования опухолевой ткани |
| Набор для диссоциации опухоли человека | Miltenyi Biotec | 130-095-929 | для первичного препарирования |
| опухолевой тканиFalcon 70 и микро; m Клеточный фильтр | Corning B.V. Life Sciences | 352350 | для подготовки первичной опухолевой ткани |
| Название< | strong>Company | Номер в каталоге | >Комментарии |
| Surgical Equipment | |||
| Sevoflurane | AbbVie Germany GmbH & Co. KG-Медицинский | ||
| кислород | Air Liquide Medical | GmbH-Бупренорфин | |
| Temgesic-Bepanthen | |||
| - офтальмологическая мазь | Bayer Vital GmbH | 10047757 | |
| физиологический раствор 0,9% (E154) | Serumwerk Bernburg AG | 10013 | |
| Aqua ad injectabilia | Braun | 235144 | |
| 1 мл Шприц (без мертвого объема) - Injekt-F SOLO | Braun/neoLab | 194291661 | |
| игла для инъекций 30G | BECTON DICKINSON | 304000 | |
| целлюлозные тампоны | Lohmann & Rauscher Deutschland | 13356 | |
| Микро-Адсон Щипцы | FST - Fine Science Tools | 11018-12 | |
| Iris Scissor - ToughCut | FST - Fine Science Tools | 14058-11 | |
| Olsen-Hegar Needle Holder FST | - Fine Science Tools | 12002-12 | |
| AutoClip Kit | FST - Fine Science Tools | 12020-00 | |
| PDS Z1012H 6/0 C1 (хирургический шов) | Johnson & Johnson Medical GmbH | Z1012H | |
| Настольный исследовательский наркозный аппарат с промывкой O2 и испарителем севофлурана | Parkland Scientific | V3000PS/PK | |
| Ультрамикро насос с контроллером Micro4 | World Precision Instruments | UMP3-4 | оборудование для высококонтролируемой ортотопической инъекции |
| Ножной переключатель для SYS-Micro4 Контроллер | World Precision Instruments | 15867 | оборудование для высококонтролируемой ортотопической инъекции |
| Трехосевой ручной микроманипулятор | World Precision Instruments | M325 | Магнитная |
| стойка для микроманипулятора | World Precision Instruments | M10 | |
| Стальная опорная плита для M10 Магнитная стойка для | World Precision Instruments | 5479 | оборудование для высококонтролируемых ортотопических инъекций |
| Hot Plate 062 | Labotect | 13854 | |
| Isis - Бритва для волос | AESCULAP - | ||
| хирургический микроскоп | Parkland Scientific | VS-2Z | |
| Название | Company | Номер в каталоге | Comments |
| CTC isolation | |||
| EDTA | Roth | 8040.1 | |
| Градиент плотности medium – | Ficoll StemCell - Lymphoprep | 7801 | |
| Alexa Fluor 488 античеловеческий клон CD326 (EpCAM) Антитело 9C4 | BioLegend | 324210 | |
| Alexa Fluor 488 антимышиный CD326 (EpCAM) Клон антитела G8.8 | BioLegend | 118210 | |
| Чашка Петри, ø 60 x 15 мм, 21 см², Vent | Greiner bio-one | 628102 | |
| флуоресцентный клеточный культурный микроскоп | Leica | ||
| Transferman 4r Микроманипулятор | Eppendorf | ||
| CellTram Air | Eppendorf | аспирационный насос подключен к микроманипулятору | |
| Dmz Universal Microelectrode Puller | Dagan Corporation | требуется для изготовления микрокапилляров для аспирации одиночных клеток | |
| Prism Glass Capillaries | Dagan Corporation | ||
| PAP pen | Abcam | ab2601 | |
| Dulbecco's Phosphate Buffered Salt | Life Technologies GmbH | 14190169 | подбирающий буфер |
| Фетальная сыворотка теленка (FCS) | BIOCHROM AG | S 0115 | пиринговый буфер |
| Пенициллин/стрептомицин (PenStrep) | Life Technologies GmbH | 15140122 | пиринговый буфер |
| ЭДТА | Рот | 8040.1 | подбор буфера |
| Name | Company | Номер в каталоге | Comments |
| Immunohistochemistry | |||
| Purified anti-human CD326 (EpCAM) антитела клон 9C4 | BioLegend | 324201 | иммуногистохимии EpCAM (см, рис. 2C) |
| HRP кролик против мышей IgG | Abcam | ab97046 | EpCAM иммуногистохимия (см, рис. 2C) |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.