Здесь мы описываем разработку клинически релевантной модели рака печени, подражая типичные иммунные особенности гепатоцеллюлячного рака (HCC).
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
* These authors contributed equally
Здесь мы описываем разработку клинически релевантной модели рака печени, подражая типичные иммунные особенности гепатоцеллюлячного рака (HCC).
Отсутствие клинически релевантной модели животных, касающейся типичных иммунных характеристик гепатоцеллюлярного рака (HCC), значительно затрудняет разъяснение основных механизмов и разработку инновационных иммунотерапевтических стратегий. Для разработки идеальной модели животных recapitulating человека HCC, иммунокомпетентных мужчин C57BL/6J мышей сначала получить углеродный тетрахлорид (CCl4) инъекции, чтобы вызвать фиброз печени, а затем получить гистологически нормальные онкогенные гепатоциты от молодого мужчины SV40 T антиген (TAg)-трансгенных мышей (MTD2) путем внутриселекционной (ISPL) прививки. Андроген, генерируемый у мышей-реципиентов в период полового созревания, инициирует экспрессию TAg под контролем фиченного промоутера. В результате передаваемые гепатоциты становятся раковыми клетками и образуют опухолевые массы в условиях фиброза/цирроза печени. Эта новая модель имитирует инициацию и прогрессирование HCC человека в контексте фиброза печени / цирроза и отражает наиболее типичные особенности человеческого HCC, включая иммунную дисфункцию.
Гепатоцеллюлярный рак (HCC) является наиболее быстро растущим типом рака в Соединенных Штатах (США)1,2,3. Каждый год, около 850000 новых случаев диагностируется4,5 и 700000 пациентов умирают от этого смертельного заболевания6,7,8,9,10 , что делает его второй по значимости причиной смерти, связанной с раком во всем мире. Управление HCC включает в себя хирургическую резекцию, трансплантацию, абляцию, химиоэмболизацию или системную терапию, такую как sorafenib11. Ранняя диагностика и управление хирургической резекцией или трансплантацией имеют самое высокое общее преимущество выживания4. К сожалению, большинство пациентов, присутствующих на более поздней стадии и требуют управления с абляцией, химиоэмболизацией или сорафениб12. Sorafenib, ингибитор тирозина киназы рецептора (RTKI), был одобрен Пищевых продуктов и медикаментов в 2008 году в качестве единственной системной медикаментозной терапии для лечения нерезектационных HCC. Хотя препарат обеспечивает лишь незначительное увеличение общей выживаемости, с 7,9 до 10,7 месяцев13, он предоставил новую терапевтическую стратегию, которая может быть использована для управления HCC.
Манипулирование иммунной системой для устранения установленных раковых заболеваний является быстро растущей области в исследовании рака14. Иммунные контрольные исследования имеют значительно продвинутые иммунотерапевтические разработки лекарств в лечении рака15,16. FDA одобрило использование антител (Abs) против цитотоксического T-лимфоцита антиген айген 4 (CTLA-4), запрограммированный белок смерти клеток 1 (PD-1), и его лиганд PD-L1 для лечения меланомы, рака легких, головы и рака шеи, и рака мочевого пузыря17, 18 лет , 19 лет , 20. Клинические испытания монотерапии или комбинированной терапии с использованием одного или нескольких антител против PD-1, PD-L1, или CTLA-4 для лечения передовых HCC продолжаются21,22,23, и некоторые испытания показали положительные результаты. В 2017 году FDA предоставило ускоренное одобрение антител против PD-1 для лечения пациентов HCC, которые сопротивляются сорафенибу, но общий процент ответов на эту терапию составляет всего 14,3%. Другие стратегии не были переведены в клиническую практику в это время24,25. Преодоление опухоли индуцированной глубокой иммунной толерантности для улучшения иммунной терапии контрольно-пропускной пункт26; прогнозирование эффективности иммунной контрольно-пропускной терапии; предотвращение побочных явлений, связанных с иммунитетом; оптимизация маршрута администрирования, дозировки и частоты; и найти эффективные комбинации терапии27,28,29все остаются чрезвычайно сложными задачами.
Есть несколько обычных подходов, используемых для индуцирования HCC в мышиных моделях в настоящее время и используются в зависимости от конкретного исследовательского вопроса следователя30. Химически индуцированных моделей мыши HCC с генотоксическими соединениями имитируют злокачественность, вызванную травмами. Модели xenograft через эктопическую или ортотопическую имплантацию клеточных линий HCC подходят для скрининга наркотиков. Ряд генетически модифицированных мышей были разработаны для исследования патофизиологии HCC. Трансгенные мыши, выражающие вирусные гены, онкогены и/или факторы роста, позволяют выявлять пути, участвующие в гепатокарциногенезе. Из-за присущих им ограничений, эти модели не резюмируют типичные иммунные характеристики, наблюдаемые в HCC человека, что значительно препятствует разъяснению основных механизмов и разработке инновационных иммунотерапевтических стратегий14 ,15. Недавно мы создали клинически актуальную модель мурина. Эта новая модель не только имитирует инициации и прогрессирование HCC человека, но и отражает наиболее типичные особенности болезни человека, включая иммунную дисфункцию. Мы охарактеризовали его биологические и иммунологические характеристики. Используя эту новую модель, мы изучили различные иммунотерапевтические стратегии для лечения HCC31,32,33,34,35,36, 37. Эта уникальная платформа позволяет нам изучать механизмы иммунопереносимости, вызванной опухолью, и разрабатывать доказательства концепции терапевтических стратегий для HCC в направлении возможного клинического перевода.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
ПРИМЕЧАНИЕ: Все процедуры, включая животных субъектов были одобрены IACUC в Университете Миссури. Все мыши получали гуманную помощь в соответствии с критериями, изложенными в "Руководстве по уходу и использованию лабораторных животных". Следующая процедура клеточной изоляции и прививки должна быть выполнена в капюшоне. Все исполнители должны носить стандартное индивидуальное защитное оборудование для обработки мышей и тканей.
1. Индукция фиброза печени и цирроза с инъекцией IP-изгоя углеродного тетрахлорида (CCl4)
ПРИМЕЧАНИЕ: См. Рисунок 1. (CCl4 является очень опасным реагентом, с ним следует обращаться осторожно и носить химически устойчивые перчатки)
2. Изолирование тегов-трансгенных гепатоцитов от мышей Line MTD2
ПРИМЕЧАНИЕ: Смотрите таблицу 1 для рецептов решений.
| 10x Эрл сбалансированное решение соли без Ca или Mg (EBSS без Ca или Mg) | 4 г KCl 68 г NaCl 1,4 г NaH2PO4 H2o 10 г декстроза Добавить воду до 1 литра, рН до 4,32 Пройдите через фильтр |
| Решение 1 | 20 мл 10x EBSS без Ca или Mg 44 г NaHCO3 1,33 мл 1,5 м гепс 10 мл 10 мл EGTA Добавить воду до 200 мл |
| Решение 2 | 100 мл 10x EBSS 2,2 г NaHCO3 6,67 мл 1,5 м хепс Добавить воду до 1 литра |
| 0,75% коллагенеза раствор | 15 мг коллагеназа типа 1 20 мл раствора 2 |
| Полная средняя | 2 РПМИ 50 мл FBS 5 мл 100x пенициллин-стрептомицин |
Таблица 1: Рецепты решений.
3. Прививание гепатоцитов из мышей MTD2 в печень диких мышей типа C57BL/6J путем инъекций ISPL
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Онкогенные гепатоциты, изолированные от TAg-трансгенных мышей(рисунок 2) были посеяны в печени диких мышей типа внутриселективной инъекцией(рисунок 3). Пересаженные гепатоциты успешно и надежно росли ортотопические опухоли HCC(Рисунок 4) с опухолевым специфическим антигеном SV40 TAg(Рисунок 5) в условиях печеночного воспаления и фиброза(рисунок 1).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
С помощью этого протокола мы создали надежную и воспроизводимую модель моверина HCC, которая имитирует инициацию и прогрессирование hCC человека. Клинически, многие факторы риска последовательно вызывают травмы печени, фиброз печени, цирроз печени и заключительной стадии HCC. В нашем протоколе, IP инъекции CCl4 используется для первого производства фиброза печени у мышей дикого типа, что позволяет последующей онкогенных гепатоцитов для формирования опухолей в условиях фиброза печени. Мы обнаружили, что образов...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Некому декларировать.
Эта работа поддерживается NIH/NCI R01 CA164335-01A1 (К. Ф. Стэйвли-О'Кэрролл, PI) и NIH/NCI R01CA208396 (Марк Кестер, Гуанфу Ли, Кевин Ф. Стэйвли-О'Кэрролл).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Наркозный аппарат | VETEQUIP | IMPAC6 | наркозный аппарат для хирургии |
| Игла | бабочка BD | 8122963 | Игла для перфузии печени |
| C57BL/6 мышей | Jackson Lab | 000664 | мыши, используемые в прототоле |
| Carprofen | CRESCENT CHEMICAL | 20402 | карпрофен для снятия боли |
| Cell Strainer | CORNING | REF 431751 | Клеточный фильтр, 70&микро; m, для выделения гепатоцитов |
| Центрифуга | Beckman Coulter | Allegra X-30R | центрифуга для выделения клеток |
| Clips | Teleflex Medical | REF 523700 | Титановые клипсы для селезеночного |
| микроскопа | Zeiss | Primovert | Микроскоп для наблюдения за клетками |
| Мыши Mtd2 | Н/Д | Подарок от доктора Уильяма А. Проведен в Институте рака Розуэлл Парк в 2002 году, содержался в нашей лаборатории | |
| Игла | BD | REF 305109 | BD precisionglide игла, 27G x 1/2 (0,4 мм x 13 мм) |
| Шовный материал | ETHICON | J303H | с покрытием VICRYL шовный материал |
| SV40 T Ag антитело | Abcam | ab16879 | анти-SV40 Т-антиген антитело для IHC |
| Шприц | BD | REF 309626 | 1 мл TB шприц для инъекций клеток |
| Trypan blue | SIGMA | T 8154 | Trypan blue раствор для теста жизнеспособности клеток |
| Зажимы для ран | Reflex | reflex9, арт. No 201-1000 | нержавеющая сталь зажимы для закрытия раны |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.