Summary
Orthotopen Tiermodellen von Eierstockkrebs zu replizieren besser menschlicher Erkrankungen und damit zu unserem Verständnis der Tumorprogression und Ansprechen des Tumors auf die Therapie. Ein Maus-Modell erhält eine intrabursalen Injektion von Luciferase-exprimierenden Eierstock-Tumorzellen. Die Behandlung erfolgt über eine orale Sonde verabreicht. Das Tumorwachstum wird durch Überwachung
Abstract
Krebs beim Menschen und Ansprechen auf die Therapie ist besser in orthotopen Tiermodellen vertreten. Dieser Beitrag beschreibt die Entwicklung eines orthotopen Mausmodell von Eierstock-Krebs, Behandlung von Krebs über die orale Verabreichung von Medikamenten und Überwachung von Tumorzellen Verhalten als Reaktion auf medikamentöse Behandlung in Echtzeit mit in-vivo-Imaging-System. In diesem orthotopen Modell sind Ovarialtumor Zellen, die Luciferase topisch durch die Injektion direkt in der Maus Bursa, wo jeder Eierstock ist beigefügt angewendet. Nach Injektion von D-Luciferin, ein Substrat der Glühwürmchen-Luciferase, Luciferase-exprimierenden Zellen zu generieren Biolumineszenz-Signale. Dieses Signal wird durch die in-vivo-Imaging-System erkannt und kann für eine nicht-invasive Mittel zur Überwachung des Tumorwachstums, Verteilung und Regression in einzelnen Tieren. Drug Administration über eine orale Sonde ermöglicht eine maximale Dosierung Volumen von 10 ml / kg Körpergewicht, um direkt in den Magen abgegeben werden und ähnelt Abgabe von Medikamenten in der klinischen Behandlungen. Daher beschriebenen Techniken hier, Entwicklung eines orthotopen Mausmodell des Ovarialkarzinoms, die orale Verabreichung von Medikamenten, und in-vivo-Bildgebung, zum besseren Verständnis des menschlichen Ovarialkarzinoms und Behandlung nützlich und verbessert gezielt diese Krankheit.
Protocol
I. Herstellung von Eierstockkrebs Tumor Cells
- Wachsen Ovarialkarzinom-Zelllinien, die Luciferase in der Kultur. Quellen des Luziferase kann Firefly, Renilla oder andere Arten sein. Zellen, die fluoreszierende Proteine können ebenfalls verwendet werden. Für diese Demonstration verwenden wir ein Ovarialkarzinom-Zelllinie, OVCAR5, Ausdruck Glühwürmchenluciferase.
- Ernten Sie die Zellen unter Verwendung von Routine-Zellkultur-Technik.
- Halten Sie die Zellsuspension (10.000 Zellen / ul) in Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung (PBS) auf Eis bis zum Zeitpunkt der Injektion.
II. Intrabursalen Injection
Dieses Verfahren erfordert Unterstützung durch eine zweite Person. Alle chirurgischen Eingriffen unter aseptischen Bedingungen durchgeführt. Dazu gehört das Tragen chirurgische Kleidung und mit sterilen chirurgischen Instrumenten, Spritzen und Nadeln.
- Bereiten Sie die Betäubung durch Mischen von 3 ml Ketaminhydrochlorid (100 mg / mL), 1,6 mL Xylazinhydrochlorid (100 mg / mL), 1,5 ml Acepromazin (10 mg / ml) und 20 ml 0,9% Natriumchlorid.
- Überprüfen Sie das Tier Identifikationsnummer und beobachtbaren Gesundheit. Anesthetize das Tier mit vorbereitet Ketamin-Xylazin-Anästhesie Acepromazin durch intraperitoneale (ip) Injektion mit einer Dosis Volumen von 8 ~ 9 ml / kg Körpergewicht (KG).
- Bestätigen Sie, dass das Tier unter einem akzeptablen Ebene der Anästhesie wird durch Ausführen einer Zehe Prise mit einer Pinzette oder den Fingern, um das Tier Hinterpfoten. Wenn es pedal Reflex, nach einer tieferen Ebene der Anästhesie warten, bis das Tier reagiert nicht auf dieses Verfahren.
- Legen Sie das Tier dorsal nach oben auf eine sterile Gaze mit dem Kopf abgewandt und seinen Schwanz in Ihre Richtung. Der Punkt der Schnitt nach links oder rechts von der Mittellinie und vor den Eierstöcken entfernt. Shave oder nasse Fell mit 70% Alkohol in der Einschnitt Punkt.
- Heben Sie die benetzte Haut mit einer Pinzette und machen einen kleinen Schnitt mit der Schere an der dorsomedialen Position und direkt über dem Eierstock Fettpolster. Der Eierstock Fettpolster sollte unter der Oberfläche der Bauchdecke sichtbar. Fat Pad ist leicht erkennbar an seiner weißen Farbe in Kontrast zu den dunklen rosa Seidenpapier umgeben.
- Heben Sie die Bauchfell-Futter und machen einen kleinen Schnitt, wie oben beschrieben (5).
- Legen Sie eine sterile Kochsalzlösung getränkt Gaze auf der Mittellinie neben dem Schnitt. Suchen Sie den Eierstock Fettpolster und vorsichtig heraus und setze ihn auf die Gaze. Stabilisieren Sie den Eierstock durch Einklemmen der Fettpolster mit einer Bulldogge Clip. Unter einem Binokular, positionieren Sie den Eierstock als für das Einführen der Nadel (30 Gauge, G) in den Eileiter Tubulus verbiegen, was zu der Bursa zu ermöglichen. Wenn die Nadel in die richtige Position eingesetzt wird, sollte es sichtbar unter der Bursa.
- Schieben Sie den Kolben der Spritze bis 5 ul Zellsuspension zwischen Bursa und den Eierstock zu injizieren, während die Spritze an der Injektionsstelle positioniert ist. Dieser Schritt erfordert zwei Personen. Eine Person schiebt den Kolben während die andere Person unterhält Positionierung der Nadel. Entfernen Sie die Nadel schnell auf die Einstichstelle Dichtung, aber sanft genug, um nicht die Bursa und Tubulus reißen. Die Bursa sollte scheinen etwas mit der richtigen Injektion aufgetrieben werden.
- Lassen Sie die Fettpolster von der Bulldogge Clip und schonend ersetzen die Fortpflanzungsorgane und Fettpolster zurück in die Bauchhöhle. Schließen Sie vorsichtig die Wand des Körpers, indem die obere Peritonealüberzug über die untere Verkleidung. Schließen Sie die Haut mit chirurgischen Klammern oder Wundklammern.
- Legen Sie die Wiederherstellung Tier zurück in seinen Käfig und bieten eine sichere Wärmequelle zu Unterkühlung zu vermeiden und die Regeneration beschleunigen. Überwachen Sie die Atemfrequenz und Leichtigkeit, die Rückkehr des Muskeltonus und der Fähigkeit, sich freiwillig zu bewegen. Dies alles sind gute Indikatoren für das Fortschreiten in Richtung Genesung. Staples oder Wundklammern kann 7 oder mehr Tage nach der Operation entfernt werden.
III. Orale Gabe Verwaltung
- Verwenden Sie eine 18 ~ 20 G Nadel oder Sonde Magensonde mit einer abgerundeten Spitze. Die Magensonde Nadel sollte nicht länger als der Abstand von der Spitze den Kopf des Tieres zu seiner letzten Rippe.
- Überprüfen Sie die Tiere Identifikationsnummer und beobachtbaren Gesundheit. Gently scruff das Tier durch Ergreifen der Haut über die Schultern mit Daumen und Fingern. Die Zurückhaltung sollte gerade fest genug für die vorderen Gliedmaßen zu jeder Seite und aus dem Weg erweitert werden. Das Tier sollte nicht in der Lage sein an der Nadel zu fassen.
- Ziehen Sie wieder den Kopf des Tieres mit dem Zeigefinger bilden eine gerade Linie durch den Hals und der Speiseröhre. Unterstützung den Rücken des Tieres mit der Innenseite des Daumens.
- Sanft und ohne Zwang, legen Sie die Magensonde Nadel an beiden Seiten des Mundes und über die Zunge. In einer geschmeidigen Bewegung, sollte die Nadel gegen das Dach der Mund und die Speiseröhre gelangen. Gravity leiten sollte die Nadel ohne Widerstand. Wenn es irgendeine Resistance, entfernen Sie die Nadel und neu starten. Das Tier ist Knebel und Schluckreflex kann beim Einführen ausgelöst werden. Allerdings sollte es keinen Widerstand oder Keuchen aus dem Tier sein. Es ist wichtig, um sicherzustellen, dass das Tier atmet, wenn die Nadel in Kraft ist, indem die Bewegung der Nase und Brust.
- Langsam schieben Kolben der Spritze auf die Dosis-Volumen zu verzichten.
- Entfernen Sie vorsichtig die Magensonde Nadel im gleichen Winkel und Weg als so, wie es durch die Speiseröhre eingeführt wurde.
- Zurück das Tier in den Käfig und Atmung kontrollieren und das Verhalten für 5 bis 10 Minuten.
IV. In Vivo Imaging
Wir nutzen die Caliper Life Sciences, um das Verhalten von Zellen in intrabursalen Hohlraum injiziert zu überwachen. Versuche mit diesem System haben in der Regel einen Zeitraum von 4 ~ 16 Wochen ab dem Zeitpunkt der Tumor-Implantation.
- Bereiten Sie die Lösung von D-Luciferin (Substrat von Glühwürmchen-Luciferase) durch Auflösen von 5 bis 20 mg in 1 ml PBS und Filterung durch 0,22 um Membran für die Sterilisation.
- Laden Sie die Induktion Kammer, indem sowohl die Sauerstoff-und der Isofluran-Gas. Schalten Sie den Gasstrom auf die Induktion Kammer nur. Die Isofluran Durchfluss wird auf einem niedrigen Niveau gehalten, bis Tiere bereit, die abgebildet werden sollen.
- Überprüfen Sie die Tiere Identifikationsnummer und beobachtbaren Gesundheit. Legen Sie das Tier in der Induktion Kammer mit Isofluran-Gas berechnet.
- Entfernen Sie das Tier aus der Kammer, wenn das Tier zu sein scheint betäubt. Deliver 200 ul der vorbereiteten Luciferin-Lösung via ip-Injektion mit 30 G Nadel. Es ist wichtig, den Zeitpunkt der Injektion Rekord in Ordnung zu halten die Zeit konsistent zwischen Luciferin Einspritz-und Imaging-Leistung während der gesamten Studie.
- Setzen Sie den Luciferin-injizierte Tier wieder in die Induktion Kammer.
- Stellen Sie die Imaging-System, um die entsprechenden Einstellungen. Achten Sie darauf, das System vor dem Erwerb des ersten Tieres Bild zu initialisieren.
- Schalten Sie den Gasstrom auf die Induktion Kammer und schalten Sie den Gasstrom auf die Bildgebung Kammer.
- Setzen Sie den narkotisierten Tier dorsal oder ventral nach oben. Achten Sie darauf, die Tiere "Nase in einem Nasenkonus Ort zum richtigen Narkose aufrecht zu erhalten. Stellen Sie sicher, das Tier ist in der "Point of interest grid" wie grüne Beleuchtung angezeigt.
- Schließen Sie die Tür der Kammer und erwerben das Bild zum richtigen Zeitpunkt. Die Zeit kann durch die Kinetik bestimmt werden.
- Entfernen Sie das Tier aus der Imaging-Kammer und legen Sie sie zurück in seinen Käfig. Überwachen Sie die Tiere die Verwertung im "intrabursalen Injection" beschrieben.
V. repräsentative Ergebnisse
Abbildung 1. In-vivo-Bildgebung von Eierstock-Tumor-Zellen in einem orthotopen Mausmodell. OVCAR5 Zellen, die Luciferase wurden intrabursally in rechten Eierstock injiziert und bebildert über die Zeit. Die Bilder wurden 13 (links), 17 (Mitte) und 22 (rechts) übernommen Tage nach der Injektion mit der IVIS Spectrum Imaging-System. Dorsalseite ist im oberen Bedienfeld angezeigt und Bauchseite ist in unteren Bereich. Beachten Sie, dass die peritoneale Ausbreitung von Tumorzellen 22 Tage nach der Injektion.
Tierversuche wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien und Vorschriften her von Institutional Tiere Fox Chase Cancer Center der Pflege und Nutzung Ausschusses durchgeführt.
Discussion
Eierstockkrebs ist die häufigste Todesursache unter allen gynäkologischen Malignomen 1. Die hohe Sterblichkeit dieser Erkrankung ist vor allem aufgrund der späten Diagnose und der Mangel an zuverlässigen Diagnoseverfahren 2. Darüber hinaus konventionellen Chemotherapie häufig Begegnungen Chemoresistenz und Rückfall des Cancer 3. Daher ist neuer Therapeutika benötigt, um effektiv Ziel dieser Krankheit. In der Entwicklung neuer Therapien gezielt menschliche Eierstock-Krebs ist es entscheidend, um eine repräsentative Tiermodell zu entwickeln.
Ein orthotopen Tiermodell hat Vorteile gegenüber herkömmlichen Xenograft-Modellen (zB subkutane oder intraperitoneale Injektionen von Tumorzellen) in die 1) es gibt den primären Ort der Tumorbildung, 2) er stellt gemeinsamen Standort von Metastasen, und 3) bietet Tumorzellen Interaktion mit den entsprechenden Mikroumgebung 4, 5, 6, 7, 8. Nagetiere haben eine einzigartige bursal Membran, die den Eierstock umgibt und ist kontinuierlich mit den Eileiter. Diese einzigartige Anatomie der Nager ermöglicht Injektion von Eierstock-Tumorzellen orthotop. Intrabursally injiziert Ovarialtumor Zellen verhalten sich ähnlich wie beim Menschen eine Krankheit, und wuchs damit im intrabursalen Membran und Ausbreitung in Bauchhöhle als Tumor fortschreitet. Die Injektion von Zellen stabil exprimiert Luciferasen oder fluoreszierende Proteine erlaubt auch die Verfolgung Verhalten von Tumorzellen in Echtzeit. Bioluminescent und / oder Fluoreszenz-Imaging-Technologie macht es möglich, immer wieder Bild Tumorzellen über einen längeren Zeitraum und studieren das Tumorwachstum,-verteilung und Regression in nicht-invasive Weise 9, 10, 11.
Bei der Festlegung der orthotopen Modell, ist es wichtig, schnell zu entfernen, die Nadel aus der Bursa nach der Injektion. Abrupte Entfernen der Nadel verschließt die Einstichstelle und verhindert das Austreten von injizierten Zellen. Doch zur gleichen Zeit sollte die Bewegung sanft sein nicht auf die Bursa reißen. Bei Entweichung während der Injektion kann es Zellen, die Samen in den Bauch verursachen und möglicherweise verwirren die Studie, dh vorzeitige Verbreitung außerhalb des Eierstocks. In diesem Fall sollte die spezifische Tier erfasst und verfolgt für die Entwicklung mehrerer Tumor-Websites in das Bauchfell vor der Behandlung oder alternativ aus den nachfolgenden Analysen ausgeschlossen. Vor der Durchführung eine orale Sonde, ist es entscheidend, die Länge der Sonde Rohr durch Messung von der Spitze den Kopf des Tieres bis zur letzten Rippe zu überprüfen. Es ist hilfreich, das Rohr an der Nase des Tieres Zeichen und geben sie nicht die Röhre Vergangenheit dieser Marke. Insertion des Tubus Vergangenheit dieser Kennzeichnung können in eine Perforation in den Magen führen. Die Bestimmung der Länge der Röhre ist besonders wichtig bei jüngeren Tieren oder Tieren mit einem Gewicht von unter 20 g. Beim Einsetzen des Magensonde Nadel durch die Speiseröhre, sollte es keinen Widerstand oder Kampf aus dem Tier sein. Es ist wichtig, nicht die Lösung oder Suspension zu schnell zu verwalten, da dies zum Rückfluss führen kann und in der Folge zu liefern ungenaue Dosis-Volumen-sowie das Hinzufügen Stress für das Tier. Für vergleichbare Bildergebnisse von Zeit zu Zeit ist es wünschenswert, damit die Zeit konsistent zwischen Injektion von Luciferase-Substrat-und Imaging. Der Zeitablauf kann, indem Reihe von Bildern nach Substrat-Einspritzung und beobachten die Kinetik der Signale bestimmt werden. Entwicklung eines orthotopen Mausmodell des Ovarialkarzinoms, die orale Verabreichung von Medikamenten, und in-vivo-Bildgebung erforderlich sind Techniken zum besseren Verständnis der Entstehung und Ausbreitung von Eierstockkrebs und Bewertung neuer Therapieschemata, die letztlich zu verbessern kann das Ergebnis der Patienten mit dieser tödlichen Krankheit.
Disclosures
Keine Interessenskonflikte erklärt.
Acknowledgments
Wir danken Dr. Harvey Hensley für seine kompetente technische Unterstützung. Labor für Tierhaltung und Small Animal Imaging Facility: Diese Arbeit aus der Nutzung der folgenden Fox Chase Cancer Center (FCCC) Einrichtungen profitiert. Diese Arbeit wurde teilweise durch den Eierstockkrebs SPORE bei FCCC / UPenn (P50 CA083638), der FCCC Kern gewähren (P30 CA006927), und die Ovarian Cancer Research Fund unterstützt.Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Ketamine Hydrochloride | Vedco, Inc. | Not Available | |
| Xylazine Hydrochloride | Lloyd, Inc. | Not Available | |
| Acepromazine | Vedco, Inc. | Not Available | |
| D-Luciferin Potassium Salt |  Caliper Life Sciences |
122796 |
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