Мы представляем куриную модель хориоаллантоической мембраны в качестве альтернативной, трансплантируемой модели in vivo для прививок гинекологических и урологических раковых клеток и опухолей, полученных пациентом.
Методическая статья
Мы представляем куриную модель хориоаллантоической мембраны в качестве альтернативной, трансплантируемой модели in vivo для прививок гинекологических и урологических раковых клеток и опухолей, полученных пациентом.
Мыши модели являются эталоном испытаний для исследования рака in vivo. Тем не менее, стоимость, время и этические соображения привели к призывам к альтернативным моделям рака in vivo. Модель куриной хориоаллантоической мембраны (CAM) обеспечивает недорогую, быструю альтернативу, которая позволяет прямую визуализацию развития опухоли и подходит для визуализации in vivo. Таким образом, мы стремились разработать оптимизированный протокол для привить гинекологических и урологических опухолей в эту модель, которую мы представляем здесь. Примерно через 7 дней послеоплодное, воздушная клетка перемещается в васкуляризованную сторону яйцеклетки, где отверстие создается в скорлупе. Опухоли из мурин и клеточных линий человека и первичных тканей могут быть привиты. Они, как правило, семенами в смеси внеклеточной матрицы и среды, чтобы избежать клеточного рассеивательства и обеспечить поддержку питательных веществ, пока клетки набирать сосудистой питания. Опухоли могут расти еще до 14 дней до вылупления яйцеклеток. Путем имплантации клеток, стабилизируемых светлячков ойлиферазой, биолюминесценция может быть использована для чувствительного обнаружения роста опухоли на мембране и раковой клетки распространяются по всему эмбриону. Эта модель потенциально может быть использована для изучения опухоли, вторжения, метастази и терапевтической эффективности. Модель chicken CAM требует значительно меньше времени и финансовых ресурсов по сравнению с традиционными моделями мурина. Поскольку яйца иммунокомпромиссны и невосприимчивы, ткани любого организма потенциально могут быть имплантированы без дорогостоящих трансгенных животных (например, мышей), необходимых для имплантации тканей человека. Тем не менее, многие из преимуществ этой модели потенциально могут быть ограничения, в том числе короткое время генерации опухоли и иммунокомпромисс / иммунный толерантный статус. Кроме того, хотя все типы опухолей, представленные здесь, прививаются в модели куриной хориоаллантоической мембраны, они делают это с различной степенью роста опухоли.
Мыши служили классическим образцовым организмом для изучения заболеваний человека, в том числе злокачественных новообразований. Как млекопитающие, они имеют много общего с людьми. Их высокая степень генетического сходства позволила трансгенных манипуляций генома мыши, чтобы обеспечить огромное понимание генетического контроля заболеваний человека1. Обширный опыт в обработке и экспериментировать с мышами привел к тому, что они являются моделью выбора для биомедицинских исследований. Однако, в дополнение к этическим и научным проблемам, касающимся моделей мурин, они также могут быть довольно дорогостоящими и трудоемкими2,3. Развитие опухолей может занять недели или даже месяцы. Корпус в типичном учреждении в одиночку может работать в сотни до тысячи долларов в то время как опухоли развиваются. Рак яичников является примером этого недостатка, потому что его рост в моделях мурина может легко занять месяцы. Задержки в исследованиях прогресс потенциально влияние рака яичников пациентов постоянно низкий 5-летний показатель выживаемости только 47% (т.е., увеличение выживаемости только 10% в течение 30 лет)4. Аналогичным образом, урологические раковые заболевания (рак почек, простаты и мочевого пузыря) составляют 19% всех случаев рака в Соединенных Штатах и 11% случаев смерти, связанных с раком4. Таким образом, новый подход in vivo к изучению гинекологического и урологического рака может сэкономить лаборатории значительное время, труд и деньги, даже если эта модель применяется только для первоначальных экспериментов скрининга. Кроме того, в результате ускорения результатов исследований может значительно повлиять на 177000 лиц с диагнозом этих видов рака ежегодно.
Модель chicken CAM предлагает множество преимуществ, которые решают вышеупомянутые проблемы. Популярная модель для изучения ангиогенеза5,6, вторжение опухолевых клеток7,8,и метастазирование7,9, модель cam эмбриона цыпленка уже был использован для изучения многих форм рака, в том числе глиомы10,12,12, головы и шеи плоскоклеточной карциномы13,14, лейкемия15,16, рак от рака от утротротроя колоректальный рак18. Кроме того, CAM модели были созданы для нейробластомы19, Лимфома Буркитт20, меланома21, и кошачьей фибросаркомы22. Предыдущие исследования также представили прививки рака мочевого пузыря23 и рак предстательной железы клетоклиний 24, но с ограниченным и с ограниченным протоколом детали. Не только яйца гораздо дешевле, чем мыши, но они также производят высоко воспроизводимые результаты25,26. Они показывают быстрое развитие сосуды, и прививок опухоли может произойти в так быстро, как несколько дней и быть визуализированы продольно через открытое окно. С 21-дневный промежуток времени между оплодотворением яйцеклеток и штриховки, эксперименты могут быть завершены в течение нескольких недель. Кроме того, низкая стоимость, ограниченные потребности в жилье и небольшие размеры легко позволяют крупномасштабные эксперименты, которые были бы запретительными для изучения мышей.
Поэтому мы стремились оптимизировать модель CAM для прививок гинекологического и урологического рака. Из-за иммунокомпромиссного статуса раннего куриного эмбриона27,как мыши, так и человеческие клетки могут быть легко имплантированы. Таким образом, мы успешно привили рака яичников, почек, простаты и мочевого пузыря. Для каждого из этих типов опухоли, CAM легко принимает установленные линии морин и / или человеческих опухолевых клеток. Важно отметить, что свежесобранные первичные ткани опухоли человека могут также привить либо из переваренных клеток или кусочков твердой ткани с высоким уровнем успеха. Каждый из этих типов рака и источников клеток требует оптимизации, которую мы разделяем здесь.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все эксперименты, представленные в настоящем проекте, были рассмотрены и одобрены соответствующими этическими комитетами Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA). Использование деидентифицированных первичных опухолей человека было одобрено Советом ucla Institutional Review Board (Протокол номера 17-000037, 17-001169, и 11-001363). В Калифорнийском университете в Калифорнийском университете обзор Комитета по исследованиям животных не требуется для экспериментов с использованием куриных эмбрионов; протокол утверждения требуется только тогда, когда яйца будут вылупляются. Тем не менее, лучшие практики, такие как Руководящие принципы AVMA для эвтаназии животных, были использованы для обработки куриных эмбрионов этически и, чтобы избежать боли как можно больше. Исследователям настоятельно рекомендуется проверить требования надзора в их учреждении до начала исследований с использованием моделей CAM.
1. Приготовление яиц
2. Открытие яиц
ПРИМЕЧАНИЕ: Открытие яиц должно быть сделано, когда CAM полностью разработан. Это, как правило, на развитие день 7 или 8.
3. Подготовка суспензии раковых клеток к трансплантации (вариант 1)
ПРИМЕЧАНИЕ: Это должно быть завершено непосредственно перед имплантацией, которая в идеале должна проходить между днями 7 и 10. Пожалуйста, ознакомьтесь с примечаниями в начале шага 5 или 6 для получения дополнительной информации о дате имплантации. Этот подход был использован для всех клеточных линий и культивированных переварок опухоли почки.
4. Подготовка опухолевых частей для имплантации (вариант 2)
ПРИМЕЧАНИЕ: Это должно быть завершено непосредственно перед имплантацией, которая в идеале должна проходить между днями 7 и 10. Пожалуйста, ознакомьтесь с примечаниями в начале шага 5 или 6 для получения дополнительной информации о дате имплантации. Первичный рак яичников и мочевого пузыря были имплантированы в виде опухолевых кусочков.
5. Имплантация с использованием антипригарного кольца (вариант 1)
ПРИМЕЧАНИЕ: Клетки могут быть имплантированы, начиная с 7-го дня развития, если CAM полностью развит. Имплантация может произойти в любое время до вылупления, что позволяет достаточно времени для развития опухоли и желаемого эксперимента, но обратите внимание, что иммунные клетки эмбриона начинают присутствовать около дня 10 постферттилизации27. Темпы роста опухоли значительно различаются в зависимости от типа клеток и должны быть эмпирически определены для типа клеток интереса. Рак яичников и раковые клетки простаты были имплантированы с помощью антипригарного кольца метод. Обратите внимание, что, когда антипригарным кольцом не доступно, наконечник трубы может быть сокращен до аналогичного размера и используется.
6. Имплантация без антипригарного кольца (вариант 2)
ПРИМЕЧАНИЕ: Клетки могут быть имплантированы, начиная с 7-го дня развития, если CAM полностью развит. Имплантация может произойти в любое время до вылупления, что позволяет достаточно времени для развития опухоли и желаемого эксперимента, но обратите внимание, что иммунные клетки эмбриона начинают присутствовать около дня 10 постферттилизации27. Этот метод был использован для имплантации клеток карциномы почек и раковых клеток мочевого пузыря.
7. Биолюминесценция изображения светлячок luciferase отмеченных опухолей
ПРИМЕЧАНИЕ: Если имплантированные клетки были стабилизированы с геном, кодируя светлячок люциферазы или другие факторы изображения, то в результате опухоли могут быть визуализированы с помощью биолюминесценции изображений. Флуоресценция изображения не рекомендуется на нетронутых яиц из-за высокого фона из яичной скорлупы. Это анализ конечной точки, так как открытие оболочки резко снижает выживаемость. Опухоли могут быть изображены в любое время, которое подходит для экспериментальных потребностей и скорость роста опухоли. Однако, в среднем, яйца люк 21 дней послеоплодизации. Таким образом, день развития 18 является подходящей точкой, чтобы избежать нежелательных штриховок.
8. Уборка опухолей
ПРИМЕЧАНИЕ: Опухоли могут быть собраны в любое время, что подходит для экспериментальных потребностей и скорость роста опухоли. Однако, в среднем, яйца люк 21 дней послеоплодизации. Таким образом, день развития 18 является подходящей точкой, чтобы избежать нежелательных штриховок.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
До сих пор мы обнаружили, что этот метод имплантации, чтобы быть успешным для рака яичников, почек, простаты и мочевого пузыря. Каждый из них был оптимизирован для определения конкретных условий имплантации, хотя может быть гибкость. Из проверенных типов опухоли, рост рака яичников был гораздо менее выраженным и, как правило, не видимых без помощи биолюминесценции изображения (Рисунок 1). Тем не менее, ужесточение CAM может ощущаться с щипками в области импла...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Расширение опухоли и прививок с помощью модели CAM позволяет более быстрый и непосредственно наблюдаемый рост опухоли, чем существующие модели животных in vivo. Кроме того, затраты значительно ниже, как только первоначальная покупка оборудования завершена, особенно по сравнению со стоимостью иммунокомпромиссных мышей. Начальное, ослабленное иммунитетом состояние куриных эмбрионов легко позволяет привить ткани человека и мурин. Даже с этими преимуществами, модель CAM имеет ограничения. Короткое время, которое может быть п...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Авторы хотели бы поблагодарить д-ра Фуюхико Таманои и Бинь Ву за начальную подготовку по этому методу. Обсуждения с д-ром Евой Козиолек сыграли важную роль в оптимизации этого подхода и были высоко оценены. Эта работа была бы невозможна без финансирования из следующих источников: Программа исследований заболеваний, связанных с табаком, Постдокторская стипендия (27FT-0023, в ACS), Министерство обороны (МО) Программы исследований рака яичников (W81XWH-17-1-0160), NCI/NIH (1R21CA216770), Программа исследований заболеваний, связанных с табаком, High Impact Pilot Award (27IR-0016) и институциональная поддержка UCLA, включая грант семян JCCC (NCI/NIH P30CA016042) и грант 3R от офиса вице-канцлера по исследованиям в LW.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| -010 Тефлон (ПТФЭ) Белый 55 Уплотнительные кольца Duro Shore D | Уплотнительное кольцо для хранения | TEF010 | Антипригарное кольцо для посева клеток. 1/4"ID X 3/8"OD X 1/16"CS Политетрафторэтилен (ПТФЭ). |
| C4-2 | ATCC | CRL-3314 | Клеточная линия рака предстательной железы человека. |
| Клетки CWR22Rv1 | CWR были любезным подарком доктора Дэвида Агуса (Keck Medicine Университета Южной Калифорнии) | ||
| Антитело к цитокератину 8/18 (C-51) | Novus Biologicals | NBP2-44929-0,02 мг | Используется в разведении 1:100 для иммуногистохимического анализа опухолей яичников человека. |
| D-Люциферин Светлячок, соль калия | Goldbio | LUCK-1G | |
| Деликатные операционные ножницы; Изогнутый; Шарп-Шарп; длина лезвия 30 мм; 4-3/4 дюйма. Общая длина | Roboz Surgical | RS6703 | Это приведено в качестве примера. Любые подобные изогнутые ножницы также подойдут. |
| Dremel 8050-N/18 Micro 8V Max Набор инструментов | Dremel | 8050-N/18 | Этот набор содержит все необходимые инструменты. |
| Оплодотворенные куриные яйца (Род-Айленд Ред - Браун, Лабораторный класс) | AA Lab Eggs Inc. | Н/Д | Необходимо будет определить местного поставщика яиц, так как этот поставщик осуществляет поставки только на региональном уровне. |
| HT-1376 | ATCC | CRL-1472 | Клеточная линия рака мочевого пузыря человека. |
| Hovabator Genesis 1588 Deluxe Egg Incubator Combo Kit | Incubator Warehouse | HB1588D-NONE-1102-1588-1357 | Можно использовать и другие инкубаторы для яиц, но их надежность необходимо проверить. После имплантации также можно использовать клеточный инкубатор с отключенным CO2. |
| ID8 | Коммерчески недоступен, см. PMID: 10753190. | ||
| Incu-Bright Cool Light Egg Candler | Инкубатор Склад | 1102 | Можно использовать и другие свечи, однако этот является предпочтительным среди тех, которые мы тестировали. Этот свечник входит в вышеупомянутый набор инкубатора. |
| Щипцы с радужной оболочкой, 10 см, изогнутые, зубчатые, наконечники 0,8 мм | World Precision Instrument | 15915 | Это приведено в качестве примера. Любые подобные изогнутые щипцы также подойдут. Для этого метода было использовано несколько брендов. |
| Изофлуран | Clipper, распределяющий | 0010250 | |
| IVIS Lumina II in vivo Imaging System Perkin | Elmer | ||
| Matrigel Membrane Matrix HC; LDEV-Free | Corning | 354248 | раствор внеклеточного матрикса |
| MyC-CaP | ATCC | CRL-3255 | Мышиная клеточная линия рака предстательной железы. |
| Портативный контроллер пипеток Pipet-Aid XP | Drummond Scientific | 4-000-101 | Подойдет любой подобный контроллер пипетки. |
| Иглы для подкожных инъекций PrecisionGlide | BD | 305196 | Это приведено в качестве примера. Любая игла 18G будет работать аналогично. |
| RENCA | ATCC | CRL-2947 | |
| Щипцы Semken | Fine Science Tools | 11008-13 | Это представлено в качестве примера. Любые подобные щипцы или другой стиль, который соответствует предпочтениям исследователя, будут уместны. |
| SKOV3 | ATCC | HTB-77 | Клеточная линия рака яичников человека. |
| Образцы щипцов | Электронная микроскопия Sciences | 72914 | Это представлено в качестве примера. Щипцы, используемые для оттягивания оболочки для биолюминесцентной визуализации, имеют длину около 12,8 см с наконечниками шириной 3 мм. |
| Стерильные ватные шарики | Fisherbrand | 22-456-885 | Это предоставлено в качестве примера. Достаточно любых стерильных ватных шариков. |
| Мешалки с резиновым полицейским; диаметр 5 мм, длина 6 дюймов | United Scientific Supplies | GRPL06 | Это приведено в качестве примера. Любые подобные стеклянные стержни для перемешивания также подойдут. |
| T24 | ATCC | HTB-4 | Клеточная линия рака мочевого пузыря человека. |
| Tegaderm Прозрачная повязка Оригинальная рама Стиль 2 3/8" x 2 3/4" | Moore Medical | 21272 | |
| Тарелка для культуры тканей, диаметр 10 см | Corning | 353803 | Это приведено в качестве примера. Можно использовать любую подобную, стерильную 10-сантиметровую посуду. Бактериологическое лечение тканей не требуется. |
| Лабораторная трубка Tygon Clear - стена 1/4 x 3/8 x 1/16 (50 футов) | Tygon | AACUN017 | Это приведено в качестве примера. Любые трубки аналогичного размера также подойдут. |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение