Мы описываем модель метастазов рака молочной железы с помощью ксенотрансплантата мыши, полученную путем инъекции в хвостовую вену эндогенной HER2-усиленной воспалительной клеточной линии рака молочной железы.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
* These authors contributed equally
Мы описываем модель метастазов рака молочной железы с помощью ксенотрансплантата мыши, полученную путем инъекции в хвостовую вену эндогенной HER2-усиленной воспалительной клеточной линии рака молочной железы.
Метастатическое распространение в головной мозг является распространенным и разрушительным проявлением многих видов рака. Только в Соединенных Штатах ежегодно у 200 000 пациентов диагностируются метастазы в головном мозге. Значительный прогресс был достигнут в улучшении показателей выживаемости пациентов с первичным раком молочной железы и системными злокачественными новообразованиями; Тем не менее, неутешительный прогноз для пациентов с клиническими метастазами в головной мозг подчеркивает настоятельную необходимость разработки новых терапевтических средств и стратегий против этого смертельного заболевания. Отсутствие подходящих экспериментальных моделей было одним из основных препятствий, препятствующих прогрессу в понимании биологии и лечения метастазов в мозге. В данной статье мы описываем мышиную модель метастазирования в головной мозг с помощью ксенотрансплантата с помощью инъекции в хвостовую вену эндогенной HER2-амплифицированной клеточной линии, полученной из воспалительного рака молочной железы (IBC), редкой и агрессивной формы рака молочной железы. Клетки были помечены люциферазой светлячков и зеленым флуоресцентным белком для мониторинга метастазов в мозг и количественно оценивали метастатическую нагрузку с помощью биолюминесцентной визуализации, флуоресцентной стереомикроскопии и гистологической оценки. У мышей устойчиво и последовательно развиваются метастазы в головном мозге, что позволяет исследовать ключевые медиаторы метастатического процесса и разрабатывать доклинические испытания новых стратегий лечения.
Метастазы в головной мозг являются распространенным и смертельно опасным осложнением системных злокачественных новообразований. Большинство метастазов в головном мозге происходит из первичных опухолей легких, молочной железы или кожи, которые в совокупности составляют 67-80% случаев 1,2. Оценки частоты метастазирования в головной мозг варьируются от 100 000 до 240 000 случаев, и эти цифры могут быть заниженными, поскольку аутопсия редко проводится для пациентов, умерших от метастатическогорака. Пациенты с метастазами в головной мозг имеют худший прогноз и более низкую общую выживаемость по сравнению с пациентами без метастазов в головном мозге4. Современные варианты лечения метастазов в головном мозге в значительной степени паллиативны и не улучшают показатели выживаемости большинства пациентов5. Таким образом, метастазирование в головной мозг остается проблемой, и необходимость лучшего понимания механизмов прогрессирования метастазов в головном мозге для разработки более эффективных методов лечения остается настоятельной.
Использование экспериментальных моделей дало важные сведения о специфических механизмах метастатической прогрессии рака молочной железы в головной мозг и позволило оценить эффективность различных терапевтических подходов 6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16 . Тем не менее, очень немногие модели могут точно и полно повторить тонкости развития метастазов в головном мозге. Несколько экспериментальных моделей in vivo были получены путем инокуляции раковых клеток мышам различными путями введения, включая ортотопические, внутривенные, интракардичные, внутрисонные артериальные и внутримозговые инъекции. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки, как описано в другом месте3. Однако ни одна из этих мышиных моделей не может полностью воспроизвести клиническое прогрессирование метастазов в головном мозге.
Метастазы в головном мозге особенно распространены у пациенток с воспалительным раком молочной железы (МКБ), редким, но агрессивным вариантом первичного рака молочной железы. На IBC приходится от 1% до 4% случаев рака молочной железы, но на него приходится непропорционально много смертей, связанных с раком молочной железы, в Соединенных Штатах17,18. Известно, что IBC быстро метастазирует; действительно, треть пациентов с МКБ имеют отдаленные метастазы на момент постановки диагноза19,20. Что касается метастазов в головной мозг, пациенты с МКБ имеют более высокую частоту метастазирования в головной мозг, чем пациенты с не-МКБ21. Недавно мы продемонстрировали, что клеточная линия MDA-IBC3, полученная из злокачественной плевральной выпотной жидкости пациента с ER-/PR-/HER2+ IBC, которая повторяет характеристики IBC в мышиных ксенотрансплантатах, имеет повышенную склонность к развитию метастазов в головном мозге, а не в легких у мышей при введении через хвостовую вену, что делает эту клеточную линию хорошей моделью для изучения развития метастазов в мозг16.
В данной статье мы опишем процедуры генерации метастазов в головной мозг с помощью инъекции клеток MDA-IBC3 в хвостовую вену, а также для оценки метастатической нагрузки с помощью стереофлуоресцентной микроскопии и визуализации люциферазы. Этот метод был использован для обнаружения ключевых медиаторов метастазирования рака молочной железы в головной мозг и для проверки эффективности терапевтических вмешательств 16,22,23. Недостатком этой методики является то, что она не повторяет все этапы метастатического процесса в головном мозге. Тем не менее, его основные преимущества включают в себя надежность и воспроизводимость, вовлечение соответствующей биологии метастазирования при интравазации, прохождении через легкие и экстравазации в мозг, а также относительную простоту с точки зрения техники.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Описанный здесь метод был одобрен Комитетом по уходу за животными и их использованию (IACUC) Онкологического центра им. М. Д. Андерсона и соответствует рекомендациям Национальных институтов здравоохранения по уходу за лабораторными животными и их использованию. Схематический рабочий процесс со всеми шагами представлен на рисунке 1.
1. Подготовка клеток
ПРИМЕЧАНИЕ: Клеточная линия MDA-IBC3 (ER-/PR-/HER2+), сгенерированная в лаборатории24 доктора Вудворда, была стабильно трансдуцирована плазмидой люциферазно-зеленого флуоресцентного белка (Luc-GFP).
2. Инъекция в хвостовую вену
3. Оценка метастазирования в головном мозге
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Исходя из того, что меченые клетки облегчают мониторинг и визуализацию метастазов в головном мозге на доклинических мышиных моделях, мы пометили клетки MDA-IBC3 с помощью Luc и GFP для мониторинга метастазов в головном мозге и количественной оценки метастатической нагрузки с помощью биолюминесцентной визуализации и флуоресцентной стереомикроскопии. Инъекция меченых клеток MDA-IBC3 в хвостовые вены мышей с иммунодефицитным SCID/Beige привела к высокому проценту развития метастазов в мозг у мышей (т.е. от 66,7% до 100%)16,...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол включает в себя несколько критически важных шагов. Клетки следует держать на льду не дольше 1 часа для сохранения жизнеспособности. Для протирания хвостов мышей перед инъекцией следует использовать спиртовые ватные диски, при этом следует следить за тем, чтобы не протирать слишком сильно или слишком часто, чтобы не повредить кожу хвоста. Убедитесь, что в клеточной суспензии нет пузырьков воздуха, чтобы предотвратить гибель мышей от эмболии кровеносных сосудов. Поддерживайте угол инъекции на уровне 45° или меньше...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Мы благодарим Кристин Ф. Воган (Christine F. Wogan), MS, ELS, из отделения радиационной онкологии MD Anderson за научное редактирование рукописи, и Кэрол М. Джонстон (Carol M. Johnston) из Отделения хирургии гистологического центра MD Anderson за помощь в окрашивании гематоксилином и эозином. Мы благодарны Центру ветеринарной медицины и хирургии MD Anderson за их поддержку исследований на животных. Эта работа была поддержана следующими грантами: Грант Сьюзан Г. Комен (Susan G. Komen Career Catalyst Research Research) (CCR16377813 для BGD), грант Американского онкологического общества (RSG-19-126-01 для BGD) и Программа штата Техас по исследованию редкого и агрессивного рака молочной железы. Также частично поддерживается грантом P30 Cancer Center Support (Core) CA016672 от Национального института рака, Национальных институтов здравоохранения до Онкологического центра им. М. Д. Андерсона Техасского университета.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Cell Culture | |||
| 1000 &микро; L наконечник для пипетки фильтрованный | Genesee Scientific | 23430 | |
| 10 мл Серологическая пипетка | Genesee Scientific | 12-112 | |
| Антибиотик-антимикотический | Thermo Fisher Scientific | 15240062 | 1% |
| Центрифужные пробирки 15 мл насыпью | Genesee Scientific | 28103 | |
| Corning 500 мл ветчины F-12 Medium [+] L-глутамин | GIBICO Inc. США | MT10080CV | |
| Countess II Automated Cell Counter (Invitrogen) | Thermo Fisher Scientific | AMQAX1000 | |
| 1x DPBS | Thermo Fisher Scientific | 21-031-CV | |
| Eppendorf centufuge 5810R | Eppendorf | ||
| Фетальная бычья сыворотка (FBS) | GIBICO Inc. США | 16000044 | 10% |
| Fisherbrand Стерильные клеточные ситечки (40 μ m) | Thermo Fisher Scientific | 22-363-547 | |
| Гидрокортизон | Sigma-Aldrich | H0888 | 1 &микро; г/мл |
| инсулина | Thermo Fisher Scientific | 12585014 | 5 µ г/мл |
| Invitrogen Камера для подсчета клеток Countess Slides | Thermo Fisher Scientific | C10228 | |
| Клеточные линии MDA-IBC3 | Онкологический центр | Созданы лабораторией доктора Вудворда24 | |
| Luciferase– зеленый флуоресцентный белок (Luc– GFP) плазмидная | система Biosciences | BLIV713PA-1 | |
| микропробирки прозрачная стерильная 1,7 мл | Genesee Scientific | 24282S | |
| Olympus 10 & микро; L Reach Barrier Tip, с низким связыванием, стеллажный, стерильный | Genesee Scientific | 23-401C | |
| TC Обработанные колбы (T75), 250 мл, Vent | Genesee Scientific | 25-209 | |
| Трипановый синий краситель (0,4%) для использования с Countess Automated Cell Counter | Thermo Fisher Scientific | T10282 | |
| Трипсин-ЭДТА (0,25%), феноловый красный | Thermo Fisher Scientific | 25200114 | |
| <сильный>Инъекция в хвостовую вену | |||
| C.B-17/IcrHsd-Prkdc scid Lyst bg-J - SCID/бежевый | Envigo SCID | /бежевый инсулиновый | |
| BD с ультратонкой иглой BD 0,5 мл 30Gx1/2" (12,7 мм) | BD | 328466 | |
| Plas Labs Ограничители для грызунов Broome-Style | Plas Labs 551BSRR | 01-288-32A | Заказ от: Thermo Fisher Scientific |
| Volu SolПоставщик Партнер по разнообразию Этанол 95% SDA (190 Proof) | Thermo Fisher Scientific | 50420872 | 70 % |
| использованоImaging | |||
| BD Lo-Dose U-100 Инсулиновые шприцы | BD | 329461 | |
| одноразовые фильтрующие блоки PES 0,45 &; m | Fisherbrand | FB12566501 | система фильтрации для стерилизации D-люциферина |
| D-люциферин | биосинт | L8220-1g | стоковая концентрация = 47,6 мМ (15,15 мг/мл); использование концентрации = 1,515 мг/мл |
| 1,7 мл микропробирки янтарный | Genesee Scientific | 24-282AM | |
| Изофлуран | Patterson Veterinary | NDC-14043-704-06 | Жидкий анестетик для использования в анестезирующем испарителе |
| IVIS 200 | Аппарат PerkinElmer | для визуализации люциферазы, до 5 мышей одновременно, с наркозным аппаратом | |
| Пластиковые контейнеры с крышками | Fisherbrand | 02-544-127 | |
| Кассеты для салфеток | Thermo Scientific | 1000957 | |
| Webcol Alcohol Prep | Covidien | 6818 | |
| Stereomicroscope Imaging | |||
| Stereomicroscope AZ100 | Модель Nikon | AZ-STGE | программное обеспечение NIS-ELEMENT |
| Формалин 10% | Fisher Chemical | SF100-4 | |
| TC обработанная посуда 100x20 мм | Genesee Scientific | 25202 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.