İçi periton Yumurtalık Kanseri Metastaz kantitasyonu
Summary
Ovarian cancer metastasis is characterized by numerous diffuse intra-peritoneal lesions, such that accurate visual quantitation of tumor burden is challenging. Herein we describe a method for in situ and ex vivo quantitation of metastatic tumor burden using red fluorescent protein (RFP)-labeled tumor cells and optical imaging.
Abstract
Epithelial ovarian cancer (EOC) is the leading cause of death from gynecologic malignancy in the United States. Mortality is due to diagnosis of 75% of women with late stage disease, when metastasis is already present. EOC is characterized by diffuse and widely disseminated intra-peritoneal metastasis. Cells shed from the primary tumor anchor in the mesothelium that lines the peritoneal cavity as well as in the omentum, resulting in multi-focal metastasis, often in the presence of peritoneal ascites. Efforts in our laboratory are directed at a more detailed understanding of factors that regulate EOC metastatic success. However, quantifying metastatic tumor burden represents a significant technical challenge due to the large number, small size and broad distribution of lesions throughout the peritoneum. Herein we describe a method for analysis of EOC metastasis using cells labeled with red fluorescent protein (RFP) coupled with in vivo multispectral imaging. Following intra-peritoneal injection of RFP-labelled tumor cells, mice are imaged weekly until time of sacrifice. At this time, the peritoneal cavity is surgically exposed and organs are imaged in situ. Dissected organs are then placed on a labeled transparent template and imaged ex vivo. Removal of tissue auto-fluorescence during image processing using multispectral unmixing enables accurate quantitation of relative tumor burden. This method has utility in a variety of applications including therapeutic studies to evaluate compounds that may inhibit metastasis and thereby improve overall survival.
Introduction
Epitelyal over kanseri (EOC) 2015 yılında ABD'de tahminen 21.290 yeni tanı ve tahminen 14.180 ölüm 1 ile jinekolojik malignite gelen ölümlerin en sık nedenidir. Kadınların büyük çoğunluğu (>% 75) geç evre hastalığı tanısı (evre III veya IV) yaygın-içi periton metastazı ve kötü prognoz ile karakterizedir. Birinci basamak kemoterapi sonrası periton boşluğuna Hastalık nüks da yaygındır ve mortalite 2,3 önemli bir nedenini oluşturmaktadır. EOC doğrudan komşu periton organların birincil tümörden hem de ayrışma ile uzantı veya tek hücre ya da çok hücreli agregatlar halinde primer tümör yüzeyinden hücre dökülmesi her ikisinin de dahil benzersiz bir mekanizma ile metastaz. Onlar dekolmanı kaynaklı apoptoz 4 direnmek burada Hücreler, periton boşluğuna dökülür. döken tümör hücreleri periton lenfatik drenajı ve t blok olarak periton asit birikimi, yaygınumors vasküler geçirgenliğini değiştirerek büyüme faktörlerini üretir. Onlar çapa ve birden çok yaygın ikincil lezyonlar 3,5 üretmek için çoğalırlar bunun üzerine döken tümör hücrelerinin bir kısmı, bağırsak, karaciğer, omentum ve mezenter dahil periton organ ve yapıların yüzeyine tutunur. Hematojen metastaz nadirdir. Böylece, klinik yönetimi yaygın (kadar küçük olursa olsun) tüm görünür tümör rezeksiyonu olarak tanımlanan "Optimal bir sitoredüksiyon sonrası" olmak üzere sitoredüktif cerrahi oluşur. Komple sitoredüksiyon genel sağkalım 6,7 belirgin bir artış ile ilişkilidir ve tanımlanması ve lezyonların çıkarılması <0.5 cm meydan okuma ile ilişkilidir.
Küçük hayvan modelleri prognostik biyolojik ve yeni kemoterapi veya kombine tedavi yaklaşımları test belirlenmesi yanı hastalığın ilerlemesi anlayışımızı geliştirmeye yumurtalık kanseri araştırmalarında yarar kanıtlanmıştır. birincil olarakyumurtalık kanseri insidansı ve metastaz yeri periton boşluğu, EOC metastaz ortotopik modelleri intraperitoneal hastalığın analizi ve karakterizasyonu dahil olduğunu. Görüntü tümör hücrelerine yeteneği son gelişmeler olmasına rağmen, hatta tek hücre düzeyinde, hala EOC metastatik tümör yükü miktarının önemli zorlukları da bulunmaktadır. Bu sorunlar nedeniyle sayısı, büyüklüğü ve metastatik lezyonların anatomik konuma ortaya çıkar. Ayrıca, normal konakçı hücrelerden ayırmak için etiket kanser hücreleri için bir ihtiyaç söz konusudur. Daha önceki çalışmalar, antikor bazlı etiketleme protokolleri ya da lusiferaz 8,9 tümör hücrelerinin transfeksiyonu kullanmışlardır. Kanser hücrelerinin direkt floresan etiketleme ilk olarak 1997 yılında 10 Chishima ve arkadaşları tarafından rapor edilmiştir. Floresan etiketleri kanser metastazı 11,12 izlemek için eksojen substratın ilave edilmesini gerektirebilir ve zarif tümör hücre özgüllük sağlamak, daha etkin bir araç temin yok </sus>.
Bu yazıda fare ID8 yumurtalık kanseri hücreleri 13 ve bağışıklık yetkili C57 / BL6 farelerinde kırmızı floresan proteini (RFP) oluşan bir singeneik ortotopik ksenograft modeli kullanılarak metastatik hastalık kantitatif analizi için bir optik görüntüleme yöntemi etiketli açıklanmaktadır. Göreceli tümör yükü ölçümü için yeni bir yöntem, doku otomatik floresans kaldırılması ile in vivo ve ex vivo görüntüleme birleştirerek göstermektedir. Bu yaklaşım yumurtalık kanseri organa özgü metastaz belirli genetik, epigenetik veya mikro-çevre değişiklik ve / veya tedavi yöntemlerinin etkisini değerlendirmek için tasarlanmış çalışmalarda potansiyel yarar vardır.
Protocol
Representative Results
Discussion
bağışıklık yetersizliği olan farelerde yapılmalıdır insan yumurtalık kanser hücrelerinin kullanan çalışmaların tersine, protokol, yukarıda tarif edilen imünokompetan C57 / BL6 fareleri ve genetik olarak özdeş fare yumurtalık kanseri hücreleri kullanır. Bu tümör büyümesi ve metastazı bağışıklık infiltrasyonların potansiyel rolünün değerlendirilmesi sağlarken, karın yüzeyinde siyah saçlı varlığı görüntüleme az duyarlı hale getirir. tüy dökücü kullanımı görüntüleme ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This research was supported by research grants RO1CA109545 and RO1CA086984 to M.S.S. by the National Institutes of Health/National Cancer Institute and by an award from the Leo and Ann Albert Charitable Trust (to M.S.S.).
Materials
| Dulbecco's Modified Eagle Medium | Corning | 10-014-CM | |
| Fetal bovine serum | Gibco | 10437-028 | |
| penicillin/streptomycin | |||
| Insulin-transferrin-sodium selenite media supplement | Sigma | I-1884 | |
| Bruker Xtreme small animal imaging system | Bruker Corp. | ||
| Bruker Multispectral software | Bruker Corp | ||
| lentiviral particles with Red fluorescent protein | GenTarget, Inc. | LVP023 | |
| trypsin for cell culture | Corning | 25-053-CI | |
| PBS | Corning | 21-040-CM | |
| depilatory cream (such as Nair Hair Remover Lotion) | purchases from drugstore | n/a | |
| ImageJ software | http://imagej.nih.gov/ij/ | free download | |
| dissecting tools (forceps) | Roboz Surgical Instrument | RS 5130 | |
| dissecting tools (Scissors) | Roboz Surgical Instrument | RS 5910 |
References
- Lengyel, E. Ovarian cancer development and metastasis. American Journal of Pathology. 177 (3), 1053-1064 (2010).
- Halkia, E., Spiliotis, J., Sugarbaker, P. Diagnosis and management of peritoneal metastases from ovarian cancer. Gastroenterology Research and Practice. 2012, 541842-541854 (2012).
- Barbolina, M. V., et al. Microenvironmental regulation of ovarian cancer metastasis. Cancer Treatment and Research. 149, 319-334 (2009).
- Lengyel, E., et al. Epithelial ovarian cancer experimental models. Oncogene. 33 (28), 3619-3633 (2014).
- Harter, P., duBois, A. The role of surgery in ovarian cancer with special emphasis on cytoreductive surgery for recurrence. Current Opinion in Oncology. 17 (5), 505-514 (2005).
- Bristow, R. E., Puri, I., Chi, D. S. Cytoreductive surgery for recurrent ovarian cancer: a meta-analysis. Gynecologic Oncology. 112 (1), 265-274 (2009).
- Hoffman, R. M. In vivo imaging of metastatic cancer with fluorescent proteins. Cell Death and Differentiation. 9, 786-789 (2002).
- Sweeney, T. J., et al. Visualizing the kinetics of tumor-cell clearance in living animals. Proceedings of the National Academy of Science USA. 96, 12044-12049 (1999).
- Chishima, T., et al. Cancer invasion and micrometastasis visualized in live tissue by green fluorescent protein expression. Cancer Research. 57, 2042-2047 (1997).
- Bouvet, M., et al. Real-time optical imaging of primary tumor growth and multiple metastatic events in a pancreatic cancer orthotopic model. Cancer Research. 62, 1534-1540 (2002).
- Hoffman, R. M. The Multiples Uses of Fluorescent Proteins to Visualize Cancer in vivo. Nature Reviews. 5, 796-806 (2005).
- Roby, K. F., et al. Development of a syngeneic mouse model for events related to ovarian cancer. Carcinogenesis. 21 (4), 585-591 (2000).
- Rampurwala, M., Ravoori, M. K., Wei, W., Johnson, V. E., Vikram, R., Kundra, V. Visualization and quantification of intraperitoneal tumors by in vivo computed tomography using negative contrast enhancement strategy in a mouse model of ovarian cancer. Translational Oncology. 2 (2), 96-106 (2009).
- Kim, T. J., et al. Antitumor and antivascular effects of AVE8062 in ovarian carcinoma. Cancer Research. 67, 9337-9345 (2007).
- Picchio, M., et al. Advanced ovarian carcinoma: usefulness of [(18)F]FDG-PET in combination with CT for lesion detection after primary treatment. Quarterly Journal of Nuclear Medicine. 47, 77-84 (2003).
