Summary
간 전이 전임상, 뮤린 모델 hemispleen 주입 기법을 통해 수행 하였다.
Abstract
수많은 뮤린 모델은 인간의 암 연구 및 암 치료 및 개발의 이해를 발전하기 위해 개발되어왔다. 여기서, 동계 생쥐 췌장 종양 세포의 주입 hemispleen 통한 간내 전이 전임상, 쥐 췌장 종양 모델을 설명한다. 이 모델간에 전이성 질환을 가진 환자에서의 임상 조건의 많은 모방. 마우스는 지속적으로 전이 과정의 조사, 실험적인 치료 테스트 및 종양 면역학 연구를 허용 간에서 전이을 개발한다.
Introduction
췌장 유관 선암 (PDA)는 미국 한 암 관련 사망의 네 번째 주요 원인이다. 전이성 PDA 환자 5 년 생존율은 2-12% 일이다. 췌장암에 대한 보조 및 보조 항암 화학 요법이 그 어느 때보 다 오늘날 더 효과적이지만, 여전히 새로운 치료를위한 절박한 필요성이 남아있다.
신규 한 치료제의 개발을 신뢰성 전임상 동물 모델을 필요로한다. 피하 종양 모델은 사용하기 간단하지만, 단점은 인간의 암에서 볼 수있는 종양의 진행과 미세 환경을 전이하고 모방하는이 종양의 무능력을 포함한다. 같은 Kras 호텔 및 p53의 노크에 발암 돌연변이 (KPC 모델) (2)와 YFP 계보 추적 (PKCY 모델)와 KPC 모델을 포함하는 유전자 변형 마우스와 같은 유전자 조작 모델, 3 immunocompete에서 자연적으로 발생하는 종양에 대한 연구 허용NT 마우스. 또한, 종양 미세 환경은 불변이고 더 밀접 인간 종양 진행에서 본 것을 닮았다. 불행하게도, 종양 발생의 타이밍 어려운 실험 요법을 연구 할 수있다 이러한 모델 내의 변수이다. 또한,이 마우스의 교잡 시간과 항상 가능하지 않을 금융 약속, 상당한 양을 필요로한다. 마지막으로, 이식 이종 이식 PDA 마우스 모델을 변경 한 마우스, 결석, 종양 미세 환경을 면역이 필요로. 따라서 이러한 전임상 모델에서 입증 실험 요법의 효능은 종종 인간 임상 시험에서 4 재현성 아니다.
이 hemisplenectomy 마우스 모델 C57BL / 6 마우스 (5, 6)로부터 유도 고도로 종양, 췌장 종양 methylcholanthrene 유도 세포주이다 Panc02 종양 세포를 이용한다. 또한, 다른 PDA 뮤린 세포주 KPC 마이크에서 파생전자는이 모델에서 사용될 수있다. Schulick 등. 이전에 hemisplenectomy 기술을 개발하고 대장 암의 전이 (7)의 동계 마우스 모델을 만들었습니다. 이 hemisplenectomy 모델 (그림 1)는 새로운 치료제 7-10의 조사 자체를 빌려주는 면역 생쥐에서 일관되고 동일한 종양 접종을 제공합니다.
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Protocol
모든 동물 실험은 존스 홉킨스 대학의 동물 관리 및 사용위원회의 가이드 라인을 따른다, 동물은 평가 및 실험실 관리의 인증 (AAALAC)에 대한 협회의 가이드 라인에 따라 유지 하였다. 수술은 시간당 십오 공기 교류 최소 거친다 수술실에서 멸균 조건 하에서 수행된다. 모든 악기는 절차 중에 전에 각 마우스 사이에서 70 % 에탄올로 순서에 다시 오토 클레이브에 의해 살균된다. 수술 살아남을 것으로 예상되지 않은 모든 마우스는 마취 여전히 동안 자궁 경부 전위 다음 3 분 동안 CO 2에서 안락사된다.
1 셀 준비
- 이 X10 7 세포 / ml에서 인산염 완충 식염수 Panc02 배양 세포를 재현 탁하고 얼음에 보관.
2 마우스 준비
- Ketamin를 관리자일 라진 (xylazine) (10 ㎎ / ㎏)와 혼합 전자 (100 ㎎ / ㎏)을 복강에 8-12주 나누어 오래 된 C57BL / 6 마우스 여성.
- 발가락 핀치 금단 반사가 마우스가 완전히 마취되어 있는지 확인하기 위해 폐지되어 있는지 확인하십시오.
- 완전히 쥐를 마취 할 필요 자일 라진 (xylazine) (10 ㎎ / ㎏)와 혼합 케타민의 추가 용량 (100 ㎎ / ㎏)을 관리합니다.
- 쥐가 마취 동안 건조를 방지하기 위해 쥐의 눈에 Puralube 수의사 연고를 적용합니다.
- 상처의 오염을 방지하기 위해 마우스의 외과 영역을 면도.
- 요오드 후 70 % 에탄올과 함께 절개의 좌측 영역 subcostal 수험.
- 불임을 유지하기 위해 복부 수술 드레이프를 놓습니다.
3 개복술
- 피부를 통해와 메스를 사용하여 복막을 통해 왼쪽 귀 라인에 왼쪽 subcostal 절개를합니다.
- 동시에 디지털 페이지를 적용하여 절개를 통해 비장을 표현절개의 뇌와 꼬리 부분을 따라 ressure.
- 비장의 하부 끝에 비장 혈관을 찾습니다.
- 비장 극의 비장 혈관이 손상되지 않도록주의하면서 비장의 중심이 지평선 중간 크기 결찰 클립을 배치하여 비장을 나눈다.
- 오염을 방지하기 위해 다시 복막에 비장의 상극을 놓습니다.
4 종양 주입
- 26 G X 8 "주사기에 인산염 완충 생리 식염수 150 μL를 그립니다.
- 주입하는 동안 항상 수직 위치에 주사기를 유지 같은 주사기로 100 Panc02 ㎕의 (2 X10 6) 세포를 그립니다.
- 70 % 에탄올 용액에서 바늘을 찍어. 바늘은 멸균을 위해 70 % 에탄올에 침지된다.
- 주사기가 항상 수직으로 유지되어 있는지 확인되는 노출 hemispleen로 천천히 세포를 주입한다. syrin의 경사GE는하에 비장 세포를 주입 피하기 위해 비장 캡슐을 항상 지켜 져야한다. 비장과 혈관의 미백 주사에 관찰해야한다.
- 비장을 상승 및 비장 혈관을 폐색하는 비장에서 한 매체 지평선 클립을 적용합니다.
- 췌장 및 비장 혈관의 가장 후방 측면에 하나의 작은 지평선 클립을 적용합니다.
- 지평선 클립 위에 절단하여 hemispleen에서 췌장 및 비장 혈관을 결찰.
- 그 '측에 마우스를 놓고 증류수로 절개를 관개.
마취에서 5 복부 폐쇄 및 복구
- 4-0 실행 스티치로 복막을 닫습니다.
- 피부 절개를 닫 2-3 피부 클립을 적용합니다.
- 포스트 수술 통증을 완화하는 0.1 ㎎ / ㎏ 부 프레 노르 핀 또는 5 ~ 10 ㎎ / ㎏ Carprofen 피하을 관리 할 수 있습니다.
- REC위한 가열 패드에 마우스를 놓고overy 이동까지 마우스가 규칙적인 호흡 패턴을 보여줍니다. 동물은 완전히 수술에서 회복 한 후 다른 동물의 회사에 반환됩니다.
6 부검 검사 및 간의 수확
- 수술 후 30-60일 사이에, 마우스는 전이의 임상 증상을 표시하기 시작하고 안락사가 필요합니다. 인도적인 안락사를 요구하는 전이성 질병의 징후 확대 복부와 복수의 개발을 포함한다. CO 2의 흡입에 의해 쥐를 안락사.
- 흡입 후, 자궁 경부 전위를 수행합니다.
- 동물이 아닌 응답 것으로 판정 된 후, 가위를 사용하여 복부를 노출 복막을 통해 절개.
- 집게와 가위를 사용하여 조심스럽게 복부에서 간을 잘라.
- OCT 화합물의 간을 놓고 플래시는 액체 질소를 사용하여 동결. -80 ° C에서 간을 저장합니다. 대안 적으로, 라이브R은 내장 24 시간 파라핀 실온에서 16 % 중성 포르말린에 고정 될 수있다.
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Representative Results
hemispleen에 주입 Panc02 종양 세포 기술이 제대로 수행되는 경우 폐, 복막 전이가 관찰되지 않은 반면 (그림 1) 마우스의 100 %의 형태로 간 전이. 이 기술은 여러 개의 독립적 인 실험에서 Panc02 세포를 이용한 백 위에 마우스에 대해 수행되었으며, 재현성, 모든 미처리 마우스 hemisplenectomy 절차 (도 2) 다음 30 60 일 사이의 간전으로 죽는다. 치료 및 치료 그룹 사이에 유의 한 차이를 구하려면 그룹별로 열 마우스가 필요합니다. 그러나,이 수치는 사용하는 세포주 및 치료 방식에 대해 다를 것이다. Panc02 셀이이 모델에서 사용될 때, 다수의 간전이 검시 (도 3)에 따라 관찰 될 수있다.
조직 특이 적 및 Kras은 p53이 갖는 트랜스 제닉 마우스 유래의 동계 췌장 종양 세포주이다 KPC 종양 세포, 노크에돌연변이 11의이 모델에서 사용될 수있다. 비슷한 간 전이에이 세포의 결과를 사용하여 (그림 4). 상이한 세포주를 사용 간전 형성을 평가할 때 모든 미처리 마우스는 간 전이를 개발할 때까지는, 분사 셀의 수가 적정해야한다. Panc02 세포 수술이 정확하게 수행되었음을 보장하기 위해 양성 대조군으로 사용할 수있다. 간전 및 생존의 형성의 정도는 하나의 실험에서 사용되는 세포주에 따라서 변경 될 수 있지만 중요한 모든 미처리 마우스는 유사한 부담에서 간 전이를 개발하고 재현성 단시간 이러한 전이 죽는다. 이 기술을 사용하는 경우 따라서, 초음파에 의해 종양 부담의 정상화는 필요하지 않습니다.
실패는 절차가 제대로 수행되지 않았 음을 나타낼 수 있습니다 부검시 정상 나타나는 간에서 간 전이 결과를 유도한다. 그러나, 실패 또는 d전이 elayed 형성은 장기간 생존의 결과로, 억제 또는 전이성 성장을 억제 요법 (그림 5) 치료에 따라 발생할 수 있습니다. 따라서,이 모델은 종양 성장 및 전이의 형성에 다양 치료제의 효과를 평가하기 위해 사용될 수있다.
이 초음파에 의해 간을 평가하기 위해 기술적으로 가능하기 때문에, 작은 동물 초음파 (도 6) (12) 간에서 전이의 생체 내 형성을 평가하기 위해 사용될 수있다. 또한, 전이의 형성이 더욱 검시 (도 7)에 의해 다음의 병리 조직 검사를 할 수있다.
사용되는 hemisplenectomy 모델의 그림 도식,Panc02 종양 세포와 췌장 간 전이를 만들 수 있습니다.
C57BL / 6 마우스의도 2 주제 생존 일 0에 Panc02의 hemisplenectomy을받은 후 (N = 10).이 모델에서 Panc02 종양 세포를 주입 한 생쥐는 모두 다음의 (30) 60 일 사이 죽어 카플란 - 마이어 곡선에 도시 절차 항 종양 요법을 투여하지 않은 경우.
hemispleen에 Panc02 세포의 주입에 따라 간 그림 3 총 검사는 간 전이를 보여 (인디카화살 테드). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
hemispleen로 KPC 종양 세포의 hemispleen 주입에 따라 간 그림 4 총 검사가 정상 간 실질 (흰색 화살표)를 교체 간 전이 (검은 색 화살표)를 보여준다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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효과적인 치료 개입 다음 간 그림 5 총 시험. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 6 hemisplenectomy 절차에 따라 간 (검은 색 화살표)에 큰 전이성 병변을 가진 마우스에 베보 660 작은 동물 초음파를 사용하여 간 초음파 검사. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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그림 7 hemisplenectomy 모델 Panc02 세포에 의해 형성 파라핀 간 전이의 H & E 염색. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
hemispleen 주입 기법을 통해 간으로 췌장 암전이 전임상 뮤린 모델간에 전이성 질환이있는 환자의 임상 적, 면역 학적 조건 중 많은 거울 설명한 제 모델이다. 이 모델은 다른 쥐 모델에 비해 여러 가지 장점을 제공합니다. 쥐의 30 %가 간 및 전이 형성의 타이밍에 전이를 개발하는 췌장암의 형질 전환 모델은 상당히 가변적 달리 먼저,이 모델에서 마우스의 100 %에서 간으로 일관 획득 전이 이점을 제공한다 균일 한 시간은 연구원을 활성화하면이 설정에서 전이성 질환을 연구한다. 또한이 모델은 재현 모델의 말초 혈액 면역 분석 할 수 있도록 순진 hemispleen을 유지합니다. 또한, 항 종양 치료의 부재하에, 마우스는 초기 종양의 부하에 따라 일정한 시점에서 종양 진행 사망 및 생존 일관성한 실험에서 다음에. 마지막으로,이 모델은 간전 13 종양 면역학 10 및 치료 실험 테스트 (9)의 조사를 포함하여 다양한 용도를 가지고있다.
이 기술의 중요한 단계는 세포 현탁액 제제, 종양 세포 주입, 수평선 클립의 배치 및 피부 클립의 배치이다. 성공적인 수술을 보장하고 결과의 전위 기울임을 방지하기 위해 중요한 단계의 다음의 변경이 필요할 수있다. 첫째, 세포 현탁액을 준비하는 동안, 그것은 세포의 단일 현탁액을 얻은 hemispleen에 주입하는 것이 필수적입니다. 종양 세포의 마이너 응집는 비장 혈관을 폐색 및 수술 중 조기 사망의 원인이됩니다. 이것은 declumping 에이전트에 세포를 재현 탁하여 바로 주입하기 전에 주입 용 주사기를 각각 제조함으로써 회피 할 수있다. 또한, 제조의 도중주사기, 상기 세포가없는 인산염 완충 식염수와 혼합 플러시하는 것이 필수적이다. 이것은 제 인산염 완충 식염수를 드로잉 한 후 천천히 항상 직립 주사기를 유지 혼합을 피하기 위해 세포를 그림으로써 달성 될 수있다. 둘째, 종양 세포의 주입 단계 동안, 주사기의 베벨하에 비장 세포를 주입 피하기 위해 비장 캡슐을 항상 지켜 져야한다. 비장과 혈관의 미백은 종양 세포가 성공적 비장에 주입 된 것을 나타내는, 주입시 관찰되어야한다. 작은 쥐 비장과 이하에서는 비장 누출 위험보다 다량 세포의 작은 부피를 주입 할 필요가있다. 어떤 누출이 의심되는 경우, 자신의 옆에있는 쥐를 놓고 사출 단계에서 유출 가능성이있는 모든 세포를 제거하는 데 도움이 쥐를 봉합하기 전에 증류수로 비장을 씻는다. 됩니다 이러한 세포를 제거하지 않으면적절한 전이를 달성 사망 전에 발생할 수 주사 부위, 종양의 성장. 셋째, hemispleen 아래 수평선 클립의 배치는 hemispleen 제거한 다음에는 출혈이 없다는 것을 보장하기 위해 중요하다. 추가의 수평선 클립은 필요에 따라 혈관을 폐색하기 위해 사용될 수있다. 이 기술의 중요한 마지막 단계는 피부 클립의 배치이다. 마우스는 생존 다음되는 경우, 오히려 피부 클립을 사용하는 것보다 마우스의 피부를 봉합 할 필요가있다. 때때로, 피부 클립 감염에 감수성 생쥐 렌더링 수 피부 상처의 완전한 치료, 이전에 떨어질 것이다. 피부 봉합은,이 문제를 방지한다, 복막 별도로.
이 기술은 전이성 프로세스 및 전이성 질환을 연구하는데 매우 유용하지만,이 모델은 몇 가지 제한을 갖는다. 첫째,이 모델의 재현성 성질은 트랜스 제닉 및 orthotopi 위에 바람직하게전이성 프로세스 및 전이성 사이트에서 종양 미세 환경 연구를위한 C 모델. 그러나,이 모델의 특성, 전이성 프로세스, 혈관 외 유출 및 집락의 최종 단계에서만은 연구 될 수있다. 이것은 전체 전이성 프로세스 연구를위한 모델의 유용성을 제한하고 종양 세포의 intravasation 자극 신호로 조사를 허용하지 않는다. 그것은 hemispleen의 절반을 유지하여 이들 마우스에서 완전 면역 기능을 유지하기 위해 중요하지만 둘째, 간에서 림프구의 분석은 바이어스 표현 될 수 종양 미세 환경에서 모두 정상 간에서 림프구뿐만 아니라 림프구를 포함 종양 미세 환경 내의 참된 면역 상태. 간에 더 광범위한 전이 될 공격적인 종양 세포주의 사용 모델의 이러한 제한을 극복 할 수 있었다. 전이가 부검에 시각화하는 경우 또한, 그것은 possibl 수 있습니다전자는 정상 간에서 전이를 해부 만 더이 문제를 우회 전이에있는 림프구를 분석합니다. 이 모델은 몇 가지 단점을 갖는다 요약하면, 그것은 또한 다른 모델에 비해 많은 장점을 제공하며, 따라서 간으로 전이 된 질병을 연구 할 때이 모델을 편안하게 사용되어야한다.
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Disclosures
저자는 공개 관심은 아무런 충돌이 없다.
Acknowledgments
KF 및 KO는 KS와 함께 첫번째 저자 공동 아르
이 작품은 AHPBA 원정대 (KS), NIH K23 CA148964-01 (LZ), 존스 홉킨스 의과 대학 임상 과학 자상 (LZ), Viragh 재단과 존스 홉킨스 건너 뛰기 Viragh 췌장 암 센터 (EMJ에 의해 부분적으로 지원 LZ), 국립 췌장 재단 (LZ), Lefkofsky 가족 재단 (LZ), 위장관 암의 P50의 CA062924에서 NCI 포자 (EMJ, LZ), Lustgarten 재단 (LZ), 그리고 솔 골드만 췌장 암 센터의 보조금 (KS , BHE, LZ).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Cell culture media and components | will vary depending on cell line | ||
| Phosphate Buffered Saline | Gibco by Life Technologies | 10010-023 | |
| 15 ml centrifuge tubes | Corning | 430052 | |
| Curved Operating Scissor | Roboz Surgical Store | RS-6835 | |
| Micro Dissecting Graefe Forceps | Roboz Surgical Store | RS-5130 | |
| Needle holder (regular) | World Precision Instruments, Inc | ||
| 3-0 or 4-0 suture | courtesy of dept of surgery, Johns Hopkins | ||
| Weck Horizon Open Ligating Clip Applier, small, angled | Teleflex | 137085 | |
| Weck Horizon Open Ligating Clip Applier, medium, angled | Teleflex | 237115 | |
| Weck Horizon medium ligating clips | Teleflex | 002200 | |
| Weck Horizon small ligating clips | Teleflex | 001200 | |
| Syringe, 1 cc, tb syringe, 3/8" slip tip | Becton Dickinson | 309625 | |
| Syringe, 1 cc, tb syringe, 5/8" slip tip | Becton Dickinson | 309597 | |
| 9 mm Autoclip Applier | Mikron | 427630 | |
| 9 mm Autoclip | Becton Dickinson | 427631 | |
| Heating pad | Sunbeam | CAT93 | |
| 70% Ethanol | sold by numerous vendors | ||
| Ketamine Hydrochloride | Hospira | 22395DD | |
| Xylazine hydrochloride | Sigma | X1251 |
References
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