Preklinisk Orthotopic musmodell av human prostatacancer

Summary

Prostate cancer is the second most common cause of cancer-related deaths in the United States. An orthotopic cancer model provides a useful approach to understand the biology of prostate cancer and to evaluate the efficacy of therapeutic regimens. This protocol describes detailed steps necessary to establish an orthotopic prostate cancer mouse model.

Abstract

To study the multifaceted biology of prostate cancer, pre-clinical in vivo models offer a range of options to uncover critical biological information about this disease. The human orthotopic prostate cancer xenograft mouse model provides a useful alternative approach for understanding the specific interactions between genetically and molecularly altered tumor cells, their organ microenvironment, and for evaluation of efficacy of therapeutic regimens. This is a well characterized model designed to study the molecular events of primary tumor development and it recapitulates the early events in the metastatic cascade prior to embolism and entry of tumor cells into the circulation. Thus it allows elucidation of molecular mechanisms underlying the initial phase of metastatic disease. In addition, this model can annotate drug targets of clinical relevance and is a valuable tool to study prostate cancer progression. In this manuscript we describe a detailed procedure to establish a human orthotopic prostate cancer xenograft mouse model.

Introduction

Prostatacancer är den näst vanligaste orsaken till dödsfall i cancer (9%) bland män i USA, bredvid cancer i lunga och luftrör (28%) ^1. Enligt de senaste uppgifterna, uppskattas det att 220, 800 nydiagnostiserade fall av prostatacancer och 27, 540 dödsfall kommer att ske i 2015 ^en. Den femåriga relativa överlevnaden av tidigt stadium prostatacancer är> 99%, medan den för avancerad metastaserad sjukdom är endast 28% ^1. En stor utmaning för behandling av framskriden metastatisk sjukdom är bristen på förståelse av molekylära mekanismer som ligger bakom benägenheten hos denna sjukdom att metastasera till andra organ, i synnerhet till benet, vilket är en frekvent plats för prostatacancer. Därför finns det ett klart behov av att studera den molekylära makeup av dessa prostatatumörer i syfte att utveckla effektiva terapeutiska kurer mot progression till avancerad metastaserad sjukdom ^2,3.

Prostatatumörer uppvisar HIGh biologiska heterogenitet utan en väldefinierad vägen till progression. Metastaser förekommer ofta utan tidigare tecken på tumörinvasions ^4. Denna kliniska heterogenitet tillskrivs den molekylära mångfalden av prostatacancer. Att förstå den molekylära makeup av dessa dödliga tumörer är nyckeln att utforma bättre diagnostiska och terapeutiska strategier för denna sjukdom. Följaktligen prostatacancerforskning för närvarande inriktad på att förstå och förebygga metastaser.

Prekliniska in vivo-musmodeller erbjuder en mängd olika alternativ för att förstå de molekylära mekanismerna för prostatacancer progression till avancerad metastaserad sjukdom. Dessutom är dessa modeller är viktiga för prekliniska utvärderingar av nya terapeutiska strategier mot denna sjukdom. De vanligaste djurmodeller inkluderar transgena musmodeller, svans-ven injektion, intra-hjärt implantation och orthotopic modeller humana mus. Transgena studier är tids consuming och korrelation av prostatacancer utveckling i möss med den för människor har visat variationer ^11. I spontana metastaser musmodeller celler injiceras direkt in i cirkulationen och även om de har en snabb handläggningstid, kan de inte användas för att studera den primära tumören eller de första stegen i metastaserande kaskad ^5. Orthotopic xenograft-modeller har begränsningen att utveckla ben metastaser, den gemensamma platsen för prostatacancer metastaser. Ändå är väl karakteriserade och används i stor utsträckning för att studera de molekylära händelserna i primärtumörutveckling, överhörning mellan tumör och organ mikro, inledande fasen av metastatisk sjukdom och användning av experimentella läkemedel för terapeutisk intervention ⁶ människans orthotopic prostatacancer xenograft musmodell ^{, 7,8-11.}

Protocol

Protokoll för alla som deltar i djurförsök måste granskas och godkännas av en Institutional Animal Care och användning kommittén (IACUC). Följ officiellt godkända förfaranden för vård och användning av försöksdjur. Intra-prostata injektionen öppen bukkirurgi och djur ska hållas i en patogen miljö med en utsedd kirurgi rum där riktiga kirurgiska aseptisk teknik används under hela proceduren. 1. Framställning av celler för implantation OBS: Base…

Representative Results

Efter orthotopic implantation av PC3M-Luc-C6-celler i den bakre prostata lob mössen veckovis avbildas med hjälp av ett levande djur mareld imaging system för att övervaka kolonisering av celler och tumörtillväxt under loppet av experimentet (figur 5A – B). Kvantifiering av självlysande signalen indikerade att PC3M-Luc-C6-celler koloniserade framgångsrikt prostata lober. Ökad bioluminiscens är ett tecken på ökad primärtumörtillväxt under lo…

Discussion

Detta manuskript beskriver ett detaljerat förfarande för att upprätta en human orthotopic prostatacancer xenograft musmodell. Denna modell fastställdes genom direkt implantation av human prostatacancer cellinje PC3M-Luc-C6 in i de dorsala prostata lober immunförsvagade möss. Tumörer fick utvecklas under loppet av experimentet. Tumörtillväxt övervakades varje vecka genom ett icke-invasivt bioluminescens avbildningssystem under experimentet.

Den viktigaste faktorn i upprättandet xen…

Materials

PC3 prostate cancer cell line	ATCC	CRL-1435
Minimum Essential Medium (MEM)	GIBCO,Life Technology	11095-080
PBS	GIBCO,Life Technology	10010-023
FBS	GIBCO,Life Technology	10437-028
Zeocin	Invitrogen,Life Technology	R250-01
Trypsin	GIBCO,Life Technology	25300-54
IVIS	Xenogen-Caliper
Insulin Syringes (300ul, 28.5g)	Becton Dickinson	309300
Mice	Charles River Laboratories, Inc
Alcohol Swabs	MEDEquip Depot	326895 BD
PVP Iodine Prep Pad	MEDEquip Depot	C12400PDI
Surgical CatGut Chromic Suture	Demetech	CC224017F0P
Matrigel	Corning	354248