Summary
N-부틸-N-(4 - 히드 록시 부틸) 니트로사민 유도 방광암 모델은 인간의 점액 1 (MUC1) 테스트의 목적 MUC1-감독 면역 형질 전환 생쥐에서 개발되었다. MUC1 표적 펩타이드 백신을 투여 한 후, MUC1에 대한 세포 독성 T 림프구 반응은 혈청 사이토 카인 수준과 T 세포의 특정 활동을 측정하여 확인 하였다.
Abstract
침입 방광 암의 임상 모델은 인간의 점액 1 (MUC1) 면역 요법 및 / 또는 세포 독성 화학 요법을 평가하기위한 목적으로 유전자 변형 (MUC1.Tg) 생쥐에서 개발되었다. 방광 암, C57BL / 6 마우스 (MUC1.Tg 및 야생 유형)이 3.0 ㎎ / 하루에 발암 물질 N-부틸-N-(4 - 히드 록시 부틸) 니트로사민 (OH-BBN)와 경구 치료했다 5 일 / 주를 유발하는 12 주 동안. 종양 개발하는 동안 혈청 사이토 카인 프로필에 OH-BBN의 효과를 평가하기 위해 전체 혈액 턱밑 치료 이전에 출혈과 4 주마다를 통해 수집되었다. 또한, MUC1 표적 펩타이드 백신과 위약을 8 주 동안 매주 쥐 그룹에 투여 하였다. 종양의 개발과 백신 접종시 혈청 사이토 카인의 다중 형광 마이크로 비드의 immunoanalyses을 수행 하였다. 종료시, 인터페론 감마 (IFN-γ) / MUC1 특정 T 세포 면역 반응과 종양 유형의 조직 병리학 적 평가를위한 인터루킨-4 (IL-4) ELISPOT 분석및 등급을 수행 하였다. 결과를 보여 주었다 (1) MUC1.Tg 야생 양 식 생쥐의 방광암 발생률은 67 %였다 (2) 2:1 비율로 개발 한 이행 세포 암 (TCC)는 편평 세포 암종 (SCC)에 비해 (3) 염증성 사이토 카인은 종양의 개발 과정에서 시간이 증가하고, (4) 펩타이드 백신의 투여 살전-편광 혈청 사이토 카인 프로필과 MUC1 특정 T 세포 반응을 유도합니다. MUC1.Tg 마우스에있는 종양은 MUC1 발현 양성이었고, MUC1.Tg와 야생형 생쥐의 모든 종양의 절반 침략했다. 결론적으로, 약리학, 면역학, 병리학 및 분자 생물학의 노력의 조정을 통해 팀 접근 방식을 사용하여, 우리는 hMUC1을 표현 방광 암의 면역 그대로 형질 전환 마우스 모델을 개발했습니다.
Introduction
방광 암은 암의 네 번째 가장 일반적인 형태 및 미국 남성의 암 사망의 여덟 번째 주요 원인이다. 미국에서 방광암에서 약 72,500 새로운 케이스 및 15,000의 죽음 2013 년 1 결합 된 남자와 여자 사이 예상된다. 방광 암의 발생률은 여성에 비해 약 3 배 남자 높은 것입니다. 케이스의 90 % 이상을 미국, 이행 세포 암 (TCC)는 계정 편평 세포 암종 (SCC)이 2 % 미만 2 발병률을 가지고있는 동안. 유두 TCC에 대한 전반적인 상대적으로 5 년 생존율은 SCC 2 만 30.9 %에 비해 91.5 %입니다. 비침 유두 TCCS도 환자의 50 % 이상 치료를 더 근육 침략 질병에 3,4로 진행이 환자의 30 %까지로 5 년 내에 재발을 경험하게 될 것입니다와 함께, 진단시에 케이스의 약 75 %를 차지하고 있지만, . 비 근육 인보이스에 대한 일반적인 치료 요법asive 질병은 방광 화학 요법에 이어 요도 절제술 (TUR) 이용하실 수 있습니다. 고급 따 또는 T1 종양 환자에서 반복 TUR 화학 요법 3,4하기 전에 수행 할 수 있습니다. 낮은 수준의 따 재발 또는 고급 따 또는 T1 병변을 가진 환자의 경우, TUR는 Calmette-Guerin의이 (BCG) 3,4 사용할 수 있습니다 간균의 형태로 보조 화학 요법 또는 면역 요법에 의해 따랐다. 방광 BCG는 재발 5 시간에 대하여 방광 마이 토마 이신 C를 우수한 것으로 표시되었습니다. T2 근육 침략 질환, 선행 항암 화학 요법의 유무에 관계없이 급진적 인 방광 치료 3의 권장 코스입니다. SCC 환자에서, 급진적 인 방광이 가장 효과적인 치료 6 것으로 보인다. 최선의 치료를 제공에도 불구하고 재발의 매우 높은 비율을 감안할 때, 방광 암에 대한 새로운, 더 효과적인 치료법에 대한 필요성은 분명히있다.
bladd에 대한 새로운 면역을 확대어 암 무병 생존을 확장하기위한 약속을 보유 할 수있는 한 가지 방법입니다. 역사적으로, BCG 방광 암에 대한 유일한 효과적인 면역 요법이다. 행동의 메커니즘은 증가 인터루킨-2 수준 (IL-2)와 인터페론 감마 (IFN-γ) 4를 통해 T-도우미 1 (살전) 형 면역 반응의 특이성 유도를 포함하는 것으로 생각됩니다. 휴대 전화, 또는 살전 면역, 체액, 또는 Th2 사이토으로 암 면역 요법의 중요한 면역는 성장 인자 수용체 7에 대한 감독 항체를 제외하고, 단단한 종양에 대한 효과적인 것으로 표시 적이있다. BCG 단독 요법의 이점을 개선하기위한 시도에서, IFN-α 2B/BCG 조합 면역 요법은 결정적 결과를 8 단계 II 임상 시험에서 평가되었다. 방광 암에 대한 면역 요법에 대한 대안 7 암 면역 요법보다 구체적인 만든 식별 어느 종양 관련 항원 (TAAS)을 대상으로 할 수 있습니다
하나의 TAA는 방광, 유방, 폐, 췌장 암 9,10 많은 상피 세포 암에서 과발현 세포 표면 당 단백질 점액 1 (MUC1)입니다. MUC1의 발현 및 수정도 크게 발암 중에 변경되는 등 그 underglycosylation는 펩타이드 코어 탠덤 반복의 변수 번호 (VNTR)로 알려진 아미노산의 항원 시퀀스를 노출합니다. MUC1은 자기 분자 있지만, 이러한 immunodominant VNTR 영역은 일반적으로 인해 광범위한 당화에 노출되지 않으며, 따라서 그들은 외국 11,12으로 면역 시스템에 의해 볼 수 있습니다. 특히 MUC1 항원을 인식 세포 독성 T 림프구 (CTL을)를 MUC1에 대한 잠재적 인 대상 만들기, 유방암 환자의 13뿐만 아니라, 골수종 환자 14,15의 혈액과 골수의 종양 림프절에서 분리 된 세포 면역 반응. underglycosylate의 immunodominant VNTRsMUC1 d의 형식은 16-19 종양 세포의 파괴의 결과로, CTL을에 의해 인식됩니다. 암 MUC1에 기본 세포 및 / 또는 체액 성 면역 반응은, 그러나, 종양을 제거 할 수있을만큼 강력하지 않습니다. MUC1에 대한 기존의 약한 면역 반응을 증가시키기 위해, 합성 immunodominant 펩티드는 임상 이득 18,20 될 정도로 강한 CTL 반응을 생성하기 위해 예방 접종을 도입 할 수 있습니다. MUC1 리포솜 백신은 이미 폐암 환자 21,22 생존을 증가 MUC1 양성 종양 세포를 죽이는 능력이 CTL을 생성하고, 살전 편광 사이토 카인 반응 23,24을 생산하기 위해 표시되었습니다. MUC1 표현 9,11,25의 높은 수준, 방광 암은 MUC1-감독 면역 26,27 테스트를위한 논리적 인 후보이다. 또한, MUC1 암 28, TCC에있는 MUC1 발현이 크게 무대와 등급과 연관되어 방광의 예후 인자로 잠재력을 가지고, 그리고 전이성 TCCMUC1 29 표현을 계속 보여왔다.
방광 암 MUC1 - 감독 면역 요법의 잠재력 유틸리티를 평가하기 위해, 우리는 면역 그대로 사람 MUC1 (hMUC1) 표현 6 / C57BL 배경 30 방광암 congenic의 형질 전환 (MUC1.Tg) 마우스 모델을 개발했다. 사람 MUC1은 인간 30,31에서 관찰과 일관성 조직의 발현 양상의 결과로 자신의 발기인의 통제하에 자체 단백질로 표현됩니다. 생쥐는 다음 알려진 방광 발암 물질 N-부틸-N-(4 - 히드 록시 부틸) 니트로사민 (OH-BBN) 32, 그 결과 종양이 hMUC1 표현과 종양의 종류와 등급을 평가 하였다 함께 유도 하였다. 종양의 개발 과정에서 Th1/Th2 사이토 카인 수준에 대한 발암 물질의 효과를 평가하기 위해 혈청 샘플은 멀티 플렉스 분석을 위해 주기적으로 수집되었다. 마우스는 다음 MUC1 표적 펩타이드 백신을 취급하고, 혈청 사이토 카인 면역 반응은 evalua 있었다되었다다중 형광 마이크로 비드 면역와 ELISPOT에 의한 테드.
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Protocol
모든 동물 연구와 실험은 캘리포니아 대학, 데이비스 기관 동물 관리 및 관리 자문위원회를 사용하여 승인 된 프로토콜에 따라 수행되었다.
1. MUC1.Tg 마우스 사육 및 번식
- 이형 MUC1.Tg C57BL / 6 암컷 생쥐와 UC 데이비스 마우스 생물학 프로그램 (MBP)은 품종 야생 유형 C57BL / 6 수컷 생쥐 우리의 사육 식민지를 설정합니다. 필요에 따라 MUC1.Tg 자손이 연구에 전달됩니다.
- MBP 담당자는 마우스 식별을 위해 정의 된 패턴 (99)의 자손의 발가락을 잘라, 그리고 해당되는 경우 클립 꼬리. 발가락이나 꼬리 조직은 표준 DNA 추출 및 중합 효소 연쇄 반응 (PCR) 분석을 이용하여 유전자형을 위해 처리됩니다.
2. 연구 설계
- 그룹 할당을 연구
- 균형에 별도로 각 마우스의 무게를 측정하고 각 마우스 그램의 무게를 기록한다.
- INV 절차의이 부분연구의 방법론과 설계를 olves. 연구의 첫 번째 부분, OH-BBN과 함께 방광 암 유도를 시작하는 나이와 일치 MUC1.Tg와 야생형 생쥐을 지정합니다. 팔주 조직 학적으로 방광 종양의 존재를 확인하는 마지막 OH-BBN 투여 후 쥐를 안락사.
- 연구의 두 번째 부분에 대한 치료 및 제어 그룹의 해당 번호로 남성 MUC1.Tg 쥐를 무작위. 이 생쥐 ~ 8 주 마지막 OH-BBN 투여 후 연구 종료시에는 유도하고 종양 개발하는 동안 혈청 사이토 카인 및 T 세포 면역 반응을 모니터링하고, 될 것입니다.
- 방광 암 유도
- OH-BBN은 발암 물질과 독성이 높은 것입니다. 이 화학 물질을 취급 및 보관시 물질 안전 보건 자료의 지침을 읽고 따르십시오.
- 평균 무게와 numbe를 기준으로 각 마우스에 100 μL의 볼륨에서 적절한 용량 (3 MG)를 제공하는 데 필요한 투여 용액의 농도를 계산각 연구 및 그룹의 생쥐의 연구.
- 100 % 에탄올에 OH-BBN을 희석. 최종 농도 30 멸균 물 MG / ML을 가져옵니다. 최종 에탄올 : 물 농도 20:80 있어야한다, V / V
- 팔주 세의 나이에 시작하는 치료 그룹 할당에 따라 스테인리스, 매일 20 G 투여 바늘 5 일 / 12 주 동안 일주일을 사용하여 OH-BBN 구두를 관리 할 수 있습니다.
- 예방 접종 트리트먼트
- 0.9 % 멸균 생리 식염수 600 μL에 철저하게 0.5 인치 27 G 바늘 배를 통해 솔루션을 그려 resuspend을 동결 건조 된 펩타이드 백신의 재구성 각각의 병. 원하는 용량을 100 μL의 볼륨 전달되도록 생리 식염수 사용하여 농도를 조정합니다.
- OH-BBN의 마지막 투여 후 25 G 바늘 (주 번호가 마우스의 연령에 해당)를 사용하여 100 μL의 피하 주사로 8 주주기 매주 백신 관리, 주 20 년부터.
- 모니터링 및 시료 채취
- 모든 마우스의 무게를 각각 일주일에 한 번 새로운 종양의 존재를 만져. 만져서 알 수있는 종양, 소변에 혈액, 및 / 또는 요폐가있는 경우 또는 체중 ≥ 20 %를 잃은 모든 쥐를 안락사.
- 다음 첫 번째 OH-BBN 투여하기 전에 4 주 간격으로 그 이후, 턱밑 출혈을 통해 전체 혈액을 수집합니다. 혈청 응고 튜브 (BD Microtainer)에서 혈액을 수집하고, 응고 혈액 30 분을 허용합니다.
- 10 분 3,500 XG에서의 microcentrifuge에서 혈액 샘플을 원심 분리기. 조심스럽게 피펫을 사용하여 캡 cryotubes을 망칠 혈청을 전송합니다.
- -80에서 액체 질소와 저장소에 플래시 동결 ° C 다중으로 추가 분석까지.
- 팔주 OH-BBN의 마지막 투여 후, CO 2 질식하여 모든 쥐를 안락사.
- 해부 보드에 각 마우스를 놓고 사지 모두에 의해 아래로 핀.
- 엄마는 집게와 가위를 사용하여애 상단 복부에 수평 절개. 표피 층과 복벽 사이의 절개로 가위를 넣고 부드럽게 포셉의 도움으로 기본 조직으로부터 피부를 분리합니다.
- 마우스의 앞쪽 끝 부분의 중앙 축을 따라 수평 절개에서 수직으로 절개를합니다. 흉곽으로부터 피부를 분리하고 1 ML의 주사기와 22 G 바늘 구멍을 뚫거나 마음과 원활하고 안정적인 무승부로 혈액을 수집를 사용하여.
- 혈청 분리 및 저장을위한 2.4.3 및 2.4.4 단계를 참조하십시오.
- 집게와 가위, 절단 다시 껍질 표피 층의 나머지 부분을 사용. 복벽과 복막의 실수로 무균 면역 (IHC)과 서양 얼룩에 대한 방광 종양을 제거합니다.
- 세포 생존 능력 분석 (뮤즈)와 ELISPOT에 대한 비장를 수집합니다. IHC 장소 방광 종양 조직 카세트의 시편 실온에서 식힌 포르말린 하룻밤에 고정합니다. 다음 날, 70 % 에탄올로 포르말린을 대체합니다.
- 종양의 서양 얼룩 분석, 종양을 균질화 단백질 추출 버퍼 플러스 정지 프로테아제 억제제를 추가하고 1.5 ML의 microcentrifuge 튜브로 전송할 수 있습니다.
- 30 ~ 60 초 동안 소용돌이 5 분 동안 얼음십시오. 플래시가 주위의 물에 액체 질소와 해동에서 냉동. , 소용돌이로 동결 번 해동의 과정을 반복합니다.
- 4 10 분 ° C 10,000 XG에서 샘플을 원심 분리하고 새 레이블 튜브에 세포 추출물을 전송합니다.
- 단백질 측정을위한 Bicinchoninic 산성 단백질 분석 (BCA)를 수행하여 농도를 정량화. 매장 샘플 서양 얼룩 분석 -80 ° C까지 준비.
3. 분자 생물학 / 양식
다음 절차는 표준 서쪽 오점 프로토콜을 사용하여 마우스 방광 종양 조직에서 MUC1의 발현을 확인 하였다 (자료는 표시되지N).
- semidry 장치를 이용하여 PVDF 막에 전송 한 후 SDS-폴리 아크릴 아미드 겔 전기 영동 (SDS-PAGE)에 의해 단백질 추출물을 분리합니다.
- 0.1 %에서 5 % 탈지 우유 단백질 전송 멤브레인을 차단 인산염의 트윈-20은 상온에서 궤도 셰이커에 1 시간 동안 식염수 (PBS-T) 산도 7.4 버퍼.
- 0.1 % PBS-T의 반대로 MUC1 또는 반대로 β-액틴 항체 통에 실온에서 1 시간 동안 막 품어.
- 솔루션을 이동시키기 0.1 % PBS-T를 추가하여 막 씻으십시오. 5 분간 가만히 따르다에 대한 통에 소용돌이 막. 이 단계를 두 번 반복합니다.
- 말 무 퍼 옥시 데이즈 (HRP) 복합 이차 항체로 실온에서 1 시간 동안 막 품어.
- 배를 (3.4 단계를 참조하십시오) 씻으십시오.
- fluorography을 활성화하고 읽을 수있는 확장 Chemiluminesence (ECL) 키트에 대한 프로토콜을 따르십시오.
4. 다중 형광 마이크로 비드의 면역
<OL>- 96 - 웰 플레이트지도를 사용하여, 우물 공백, 표준, 컨트롤, 미지수를 지정합니다. 수와 분석의 볼륨을 계산 항체를 캡처하고 스트렙 타비 딘 - 가하고 (SA-PE)는 분석에 필요한.
- 모든 버퍼 희석제가 실내 온도에 평형 수 있습니다. 빈 96 - 웰 플레이트를 사용하여 표준 시료 희석을 준비합니다.
- 제조 업체의 프로토콜과 96 - 웰 플레이트에 적절한 희석제와 표준 1시 5분 시리얼 희석을 따라 혈청 매트릭스와 동결 건조 된 표준 재구성. 빈 우물은 해당 희석제를 사용합니다.
- 96 - 웰 플레이트의 나머지 부분에서 적절한 희석제의 모든 컨트롤과 미지 시료 1:2 희석.
- 비드 혼합의 경우, 15 ML 튜브에 적절한 희석제의 필요한 볼륨을 피펫. 20 초 피펫 15 ML 튜브에 각 분석의 필요한 볼륨의 소용돌이 각 비드 병을. 항상 photobleaching에 방지하기 위해 빛의 구슬을 보호합니다. 위킹을 통해 시료의 손실을 방지하기 위해 흡수제 96 - 웰 플레이트를 올려 놓지 마십시오.
- 분석 버퍼 200 μL와 96 - 웰 필터 바닥 판을 Prewet 및 필터의 완전한 몸을 담글 수 있도록. 조심스럽게 96 - 웰 플레이트 진공 장치를 이용하여 배수 및 종이 타월로 접시의 바닥을 건조 얼룩.
- 멀티 채널 피펫, 공백 및 표준 컨트롤과 미지에 할당 된 우물 분석 버퍼의 피펫 25 μL에 할당 된 우물에 혈청 행렬의 피펫 25 μl를 사용.
- 피펫 25 빈 μL, 표준, 컨트롤 및 해당 할당 우물에 미지수. 소용돌이는 구슬을 20 초 동안 혼합 및 저수지에 구슬을 전송합니다.
- 각 우물에 구슬 믹스의 피펫 25 μL. 알루미늄 호일이나 빛으로부터 보호하기 위해 불투명 플레이트 뚜껑 접시를 커버.
- 캡처 항체 솔루션을 준비합니다. 0.1 % PBS-T의 필요한 양을 피펫 10 초 동안 15 ML 튜브와 소용돌이에 항체를 캡처합니다. 각 우물에 저수지와 피펫 25 μL로 캡처 항체 믹스를 전송합니다.
- 접시 통에 상온에서 한 시간 동안 500 rpm에서 판을 흔들어. 두 번 배수 0.1 % PBS-T 200 μL와 접시를 씻으십시오. 배수하고 건조 얼룩.
- SA-PE 솔루션을 준비합니다. 15 ML 튜브 10 초 동안 소용돌이로 0.1 % PBS-T와 SA-PE의 필요한 볼륨을 피펫. 각 우물에 저수지와 피펫 25 μL에 대한 해결책을 전송합니다.
- 접시 통에 실온에서 30 분 동안 500 rpm에서 판을 흔들어. 두 번 배수 0.1 % PBS-T 200 μL와 접시를 씻으십시오. 배수와 b많이 건조.
- 피펫 100 0.1 % PBS-T의 μL와 구슬을 resuspend을 적어도 2 분 동안 500 rpm에서 접시 뿌리를 흔들어. Luminex의 LX200 기계에 접시를 읽고 분석합니다.
5. IFN-γ/IL-4 ELISPOT 준비 및 분석
- 생물 안전 캐비닛에 100 μm의 나일론 조직을 통해 비장을 처리 5 ML 멸균 인산에 체 식염수 (PBS)는 멸균 페트리 접시에 버퍼. 멸균 15 ML 튜브 림프구 분리 매체의 3 ML 위에 레이어 비장합니다.
- 붉은 혈액 세포에서 림프구를 분리하는 15 분 600 XG에 튜브를 원심 분리기. 새로운 멸균 15 ML 튜브에 그라데이션 위의 계층 림프구를 전송합니다.
- 멸균 PBS 10 ML에 볼륨을 조정합니다. 펠렛 세포에 10 분 600 XG에 현탁액을 원심 분리기.
- 뜨는을 기음과 세포 생존을위한 PBS 1 ML에있는 세포를 resuspend을하고 뮤즈로 계산분석기. 뮤즈 횟수 및 생존 키트 프로토콜을 따르십시오.
- 1.5 ML 나사 캡 원심 분리기 1:10의 희석 요인 튜브, 1:20 및 횟수 및 생존 시약 (최소 총 부피 300 μL)의 1시 40분 (또는 필요)에서 림프구의 시리얼 희석하십시오. 뮤즈에 혼합하고 분석 할 여러 번 각 희석을 피펫 아래.
- ELISPOT 플레이트 샘플 및 조건의 플레이트지도를 준비합니다. 제조 업체의 프로토콜과 매체의 피펫 100 μL, 펩타이드 (10 ㎍ / ㎖) 또는 스크램블 각 웰에 펩타이드 (10 ㎍ / ㎖)에 따라 ELISPOT 플레이트를 준비합니다.
- 물론 각각 1.0 × 10 6 세포를 제공하고 37 ° C에서 하룻밤 번호판을 품어 세포 현탁액의 피펫 100 μL.
- ELISPOT 분석에 대한 제조 업체의 프로토콜을 따르십시오. 해부 현미경을 사용하여 개발 ELISPOT 플레이트를 분석합니다.
- 색 반점의 수를 대응되는 수를 계산하여 결과를 정량화각 우물에서 각 분석에 NG. 반점은 각 우물에 자리 형성 세포의 수 (SFC)에 해당합니다.
6. 면역 조직 화학 (IHC) 헤 마톡 실린 및 에오신 (H & E) 염색
- 면역 조직 화학 분석을위한 4 μm의에서 파라핀과 단계 섹션에 포함 위에서 설명한대로 보존 방광 종양 조직 (제 2.4.11)를 가져 가라.
- MUC1의 탠덤 반복 영역을 인식 MUC1 항체를 사용하여 IHC를 수행합니다. 조직에 존재하는 내인성 면역 글로불린과 보조 마우스 항체 반응을 최소화하기 위해 동물 연구 키트 과산화 효소를 사용합니다.
- 표준 프로토콜을 사용하여 H & E 염색을 수행합니다.
7. 통계적 방법
다중 형광 마이크로 비드의 면역을 위해, 평균 치료 및 제어 그룹 간의 혈청 사이토 카인 농도를 관찰 비교하는 두 꼬리 학생의 T - 테스트를 사용합니다. ELISPOT를 들어, 한-W를 사용미디어 컨트롤 사이에 식민지를 형성하는 자리를 비교하는 AY ANOVA는 펩타이드 펩타이드 그룹을 스크램블. 위양성 결과의 가능성을 줄이기 위해 Dunnett의 다중 비교 테스트를 사용합니다. ≤ 0.05의 P-값은 모든 분석을위한 유의 한 차이로 간주됩니다.
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Representative Results
방광암의 새로운 면역 요법 및 이들의 조합의 효과 전임상 평가는 적절한 동물 모델의 개발이 필요합니다. 우리의 유전자 변형 마우스 모델에서, 화학적 발암 물질 OH-BBN을 가진 유도 인간의 방광 암과 유사한 일부 SCC와 주로 TCC의 방광암 발생의 높은 비율로 만들었습니다. 종양의 조직 학적, MUC1 발현 상태 및 펩티드 백신 치료에 면역 반응을 확인하기 위해 21 MUC1.Tg 18 야생형 마우스는 OH-BBN 유도 후 혈액의 수집, 방광, 비장 (그림 1) 8 주 동안 안락사되었다 (주 28). 두 MUC1.Tg (14 / 21)와 야생 유형 (18분의 12) 쥐의 방광 암 발생률은 67 %였다. 헤 마톡 실린과 에오신 (H & E)는 염색 2:1 비율로 지배적 인 TCCS로, TCC과 SCC 모두의 존재를 확인했다. 이 중, 우리는 고급 침략 종양 낮은 고급 비침의 범위를 관찰했다.모든 MUC1.Tg 방광 암 표본 IHC (그림 2)에서 MUC1 발현에 긍정적이었다. 그것은 MUC1 IHC에 사용되는 항체는 정상 및 암 두 사람 MUC1를 인식하는지 주목해야한다.
모델을 개발하는 동안, 염증성 사이토 카인의 혈중 농도는 주 8-28 사이에 연속적으로 감시했다. 우리는 염증성 사이토 카인 수준은 연구의 끝 (그림 3)를 통해 유도에서 시간이 증가했다는 것을 관찰했다. 이 사이토 카인 패턴은 우리가 강하게 염증성 사이토 카인 수치의 증가는 종양 발달과 상관 관계 수 있다는 것을 우리의 폐암 모델 33 이전에 관찰 된 것과 매우 유사합니다.
펩티드 백신 살전 혈청 사이토 카인 반응을 평가하기 위해, 15 예방 접종을 14 위약 처리 MUC1.Tg 마우스는 안락사했다 혈액은 마지막 백신 치료 후 24 시간, 주 28 연구의 끝에서 수집되었다. 멀티 플렉스 분석 (넘겨 준다E 4) 위약 그룹에 비해 백신 그룹 살전 혈청 사이토 카인 TNF-α의 농도, IFN-γ, IL-2, IL-12 (P70) 및 IL-17이 증가 보여줍니다. TNF-α의 수준은 IFN-γ와 IL-17은 백신 투여 마우스에서 (p <0.05) 유의하게 높았다. 이러한 결과는 펩타이드 백신 살전 편광 사이토 카인 반응을 제안한다.
펩티드 백신 Th1/Th2 면역 반응을 평가하기 위해, 비장은 IFN-γ/IL-4 ELISPOT에 의해 평가되었다. 마지막 치료 후 스물 네 시간, 비장를 수집하고 ELISPOT 분석을위한 림프구를 분리 처리되었습니다. 림프구는 뮤즈 분석기 (그림 5)에 의해 계산과 생존에 대한 평가 하였다. ELISPOT 플레이트는 잘 당 1 × 10 6 가능한 세포를 분주하고 48 시간 이상 개발되었다. 대표 결과 (그림 6) 펩티드 살전 면역 반응을 확인 펩티드 명확하고 특정 IFN-γ 반응을 보여백신.
그림 1. 마우스를 부검. 부검은 OH-BBN 유도의 끝 후에 28주 8 주에 시행 하였다. 간, 방광 종양, 비장가 표시됩니다. 별표 (*)는 혈액 수집을위한 빵꾸 점을 표시합니다. 이 예에서는 고급 침략 SCC가 관찰되었다. 큰 이미지를 보려면 여기를 클릭하십시오 .
그림 2. 대표 방광 조직 섹션은 H & E (왼쪽)와 노마의 사람 MUC1 IHC (오른쪽)와 스테인드 L 방광, 침입 편평 세포 암종과 침윤성 이행 세포 암이. (A) 점막과 정상 방광이 확산 MUC1 반응을 보여주는, 이행 상피 세포가 늘어서있다. (B) 점막하의 침략 SCC (화살표)의 둥지. 조직 각질 층 (별표) 라인 방광 점막. 확산 MUC1의 반응은 SCC의 둥지에서 볼 수 있습니다. (C) 점막 루멘 (오른쪽에서 왼쪽)으로 돌출 TCC이 포함되어 있습니다. 이행 세포 암이 점막하 근육 (화살표 및 삽입)에 침윤 미분화입니다. 침략 TCC이 덜 눈에 띄는 반응 (오른쪽, 왼쪽에있는)를 가지고있는 동안 루멘 쇼로 투사 점막 TCC는 MUC1 반응 (오른쪽, 오른쪽) 확산. 바 = 200 μm의 (메인 패널) 및 50 μm의는 (삽입). 큰 이미지를 보려면 여기를 클릭하십시오 .
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그림 3. 종양 발달의 다른 단계에서 염증 혈청 사이토 카인. 시리얼 혈청 검체는 다음 기준에 턱밑 출혈 (8 주), 이후 연구 종료 때까지 매 4 주까지 수집되었다. 혈액 (n은 = 4) 풀링하였고, 혈청 분리 하였다 20 사이토 카인의 존재에 대한 분석. 농도는 풀링 샘플 및 바의 평균이 범위를 나타냅니다. 화살표는 OH-BBN 투약이 종결되는 시점을 나타냅니다. 큰 이미지를 보려면 여기를 클릭하십시오 .
그림 4.펩티드 백신 치료. 혈청 다음 TH1 혈청 사이토 카인은 24 시간 최종 백신 투여 (n = 15) 또는 위약 (n은 = 14) 후 연구 종료에서 수집 20 사이토 카인의 존재를 분석 하였다. 평균 사이토 카인 농도와 바 긍정적 인 표준 편차를 나타내는 등의 데이터가 표시됩니다. * P는 <0.05 큰 이미지를 보려면 여기를 클릭하십시오 .
그림 5. 대표 마우스 비장 히스토그램. 마우스 비장 세포 연구 종료에 고립 뮤즈 분석기를 사용하여 수와 생존에 대한 평가 하였다. 왼쪽 패널, 셀 크기에 따라 세포 viablility. 핵 세포 (살아있는 세포에 따라 오른쪽 패널, 세포 생존 녹색 영역에 흰색 영역의 죽은 세포). 큰 이미지를 보려면 여기를 클릭하십시오 .
그림 6. 연구 종료에서 비장 LISpot 분석. (A) 대표 우물이 표시 IFN-γ를 (붉은 반점)과 IL-4 (파란색 점) 미디어 님의 질문에 생산, 펩타이드 스크램블, 펩타이드. 분명 IFN-γ, 항원 특이 반응은 펩타이드 노출과 관찰되었다. 전형적인 IFN-γ의 평균 (± 표준 편차) 미디어 님의 질문에 식민지를 형성하는 자리를 표시 ELISPOT 데이터, 펩타이드 펩타이드 스크램블. (B) 그래픽 표현_blank는 "> 큰 이미지를 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
인간 MUC1.Tg 마우스의 침략 이행 및 편평 세포 방광 암의 성공적인 유도 면역 요법 개발을위한 전임상 모델을 제공합니다. Immunotherapeutic 연구는 시간뿐만 아니라 면역에 대한 면역 반응을 통해 종양의 진행에 염증 반응을 평가하기 위해 자연 면역 손상 모델의 사용을 필요로합니다. 자연 종양 개발 모델에서 종양 미세 환경은 그대로 남아 있고 종양 치료의 항암 효과의 평가를 위해 수 많은 대표 성장률 개발할 수 있습니다. 또한, 면역 시스템은 치료 효과의 평가를 허용, 생체를 측정하고 모니터링 할 수 있습니다.
면역 테스트를위한 문헌에서 설명하는 다른 종양 베어링 마우스 모델은 이종 이식 모델과 이식 모델을 모두 있습니다. 이 모델은 편리하고 광범위하게 암 연구에 고용되어 있지만은,immunotherapeutic 연구를 수행 할 때 고려해야 할 중요한 제한 사항은 여러 가지가있을 수 있습니다. 이종 이식이나 이식 종양도 저절로 개발, 그들은 종양이 원래 파생 된에서 조직의 대표가 아닌 미세에 확산. 또한 이종 이식 및 이식 종양은 적은 시간이 치료의 면역 효과를 연구 할 수 있도록, 더 빨리 자발적인 종양보다 성장. 가장 중요한 것은,이 모델은 손상된 면역 시스템과 호스트를 필요로합니다.
우리의 모델 외에도 화학적으로 유도 된 방광 암 모델은 여러 가지가있을 수 있습니다. 예를 들어, N-[4 - (5 - 니트로-2-프릴) -2 - 티아 졸릴] 포름 아미드 (FANFT) 및 N-메틸-N-니트로 소 우레아 (MNU)는 쥐와 생쥐 모두에서 방광 암을 유발하는 것으로 알려져있다 . 그러나 이러한 화학 물질들은 유도 종양의 조직학에 대하여 약간 다릅니다. 반면 M FANFT은 주로 어떤 SCC와 urothelial 세포 암 (UCC)를 유도NU는 결국 전이 34의 낮은 발병률과 근육 침략 종양에서 결과 유두암을 유도합니다. 개발 TCCS 밀접 고급 인간 TCCS에게 34 유사하기 때문에 OH-BBN은 일반적으로 설치류 모델에서 방광 암을 유도하는 데 사용됩니다. 방광 암은 개 부대, 토끼, 쥐뿐만 아니라 OH-BBN을 사용하여 마우스에서 유도되었습니다. 개 부대가 35 발암 물질의 bioactivation에 관련하여 인간과 유사한 대사 과정을 공유하지만, 비글 방광 암 개발을위한 대기 기간은 37주 36, 그리고 강아지와 함께 실험을 재정 및 윤리적 고려 사항을 모두 있습니다. 토끼는 더 긴 잠복기를 가지고 있고, 투여 기간을 추가 할 때 21 개월 이상은 TCC와 SCC 개발 37이 필요합니다. 마우스 유사한 쥐 모델은 짧은 팔주의 투여 기간과 오주 38 대기 기간으로, 인간 조직 병리학 비슷합니다 종양을 개발
이전에 우리는 모두 폐 33 유방암 39 개의 면역 그대로 사람 MUC1 발현 자발적인 종양 모델을 개발. 방광 암의 면역 요법을 평가하기 위해, 우리는 방광 암의 OH-BBN 유도, 자연 마우스 모델을 개발했다. 앞에서 설명한 모델 33,39 마찬가지로이 모델에서 개발하는 종양 펩타이드 백신의 대상 자체 분자로 종양 관련 항원 MUC1을 표현한다. 이 모델은 인간의 MUC1의 발현에 긍정적이었다 모두의 방광 종양의 67 % 발생률을 보였다. 조직 학적 평가는 인간의 방광 암에서 관찰되는 것과 일치하는 TCCS이 우세 것으로 나타났다. 이 모델은 자동차를 공부 이상적입니다cinogenesis, 예방 전략과 인간의 지역화 및 고급 방광 암의 치료. 미래에, 우리는 기술 방광 암 모델에서 화학 요법과 방사선 치료와 함께있는 면역 요법의 추가 연구를 추구 할 계획이다.
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Disclosures
DPV, GTW, SMG, CJK, AMG, 그리고 GKH은 경쟁 이익을 선언하지 않습니다. MWD는 머크로부터받은 보조금의 수사 반장, 그리고 MW는 머크의 직원입니다.
Acknowledgments
저자는 쥐를 번식 UC 데이비스 마우스 생물학 프로그램에 감사드립니다. 이 연구는 머크, 독일에서 교부금에 의해 지원되었다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Reagent | |||
| N-butyl-N-(4-hydroxybutyl)-nitrosamine (OH-BBN) | TCI America | B0938 | |
| 20 G Gavage Needles | Popper Sons, Inc. | 7921 | Stainless steel |
| Peptide Vaccine | N/A | N/A | investigational agent |
| BD Microtainers | BD | 365957 | |
| Tissue Cassettes | Simport | M490-12 | |
| 10% Neutral Buffered Formalin | Fisher Scientific | SF100-4 | |
| Lysis Buffer | Pierce | 87787 | |
| Halt Protease & Phosphatase inhibitor cocktail | Thermo Scientific | 78444 | |
| Pierce BCA Protein Assay Kit | Pierce | 23225 | |
| Mouse Cytokine 20plex Kit | Invitrogen | LMC006 | |
| Magnetic Microsphere Beads | Luminex | MC100xx-01 | xx is the bead region |
| Anti-mouse TNF- Capture Antibody | BD Pharmingen | 551225 | |
| Anti-mouse TNF- Detection Antibody | BD Pharmingen | 554415 | |
| Anti-mouse IFN- Capture Antibody | Abcam | ab10742 | |
| Anti-mouse IFN- Detection Antibody | Abcam | ab83136 | |
| PBS, pH 7.4 | Sigma | P3813-10PAK | |
| Tween-20 | Fisher | BP337-500 | |
| Assay Buffer | Millipore | L-MAB | |
| Cytokine Standard | Millipore | MXM8070 | |
| Multi-screen HTS 96well filter plates | Millipore | MSBVN1210 | |
| SA-PE | Invitrogen | SA10044 | |
| 100 m Nylon Tissue Sieves | BD | 352360 | |
| Splenocyte Separation Media | Lonza | 17-829E | |
| TNF- /IL-4 ELISpot plates | R&D Systems | ELD5217 | |
| Rabbit Anti-MUC1 monoclonal antibody | Epitomics | 2900-1 | |
| Goat Anti-actin monoclonal antibody | Sigma | A1978 | |
| Anti-rabbit HRP antibody | Promega | W401B | |
| Goat anti-mouse HRP antibody | Santa Cruz Biotechnology, Inc. | SC-2005 | |
| PVDF membrane | BioRad | 162-0174 | |
| Mini Protean TGX Precast Gels | BioRad | 456-1083 | |
| Muse Count & Viability Kit | Millipore | MCH100104 | |
| MUC1 Antibody | BD Pharmingen | 550486 | IHC antibody |
| Animal Research Peroxidase Kit | Dako | K3954 | IHC staining |
| Equipment and Software | |||
| Millipore plate vaccum apparatus | Millipore | MSVMHTS00 | |
| Luminex Lx200 | Millipore / Luminex | 40-013 | Manufactured by Luminex, distributed by Millipore |
| Luminex Xponent Software | Millipore / Luminex | N/A | Version 3.1; included with Luminex Lx200 |
| Milliple Analyst Software | Milliplex / VigeneTech | 40-086 | Version 5.1 |
| Muse Cell Analyzer | Millipore | 0500-3115 | |
| Muse Software | Millipore | N/A | Version 1.1.0.0; included with Analyzer |
| Dissecting Microscope | Unitron | Z730 | |
| Graphpad Prism Software | Graphpad Software Inc. | N/A | Version 5.1 |
| Mini Protean Tetra Cell Gel apparatus | BioRad | 165-8001 | |
| Trans Blot SD Cell and PowerPac | BioRad | 170-3849 |
References
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