Intracarotid Cancer Cell Инъекции Произвести мышь Модели метастаз мозга
Summary
Метастазы в головной мозг становится актуальной неудовлетворенная медицинская потребность в его заболеваемость увеличилась в то время как терапевтические возможности остаются полумерой. Создание экспериментальных животных моделях метастазов в головной мозг через intracarotid артериальной инъекции раковых клеток облегчает механистические исследования биологии болезни и оценки новых схем вмешательства.
Abstract
Метастазы, распространение и рост злокачественных клеток на вторичных сайтах в организме пациента, составляет> 90%, связанной с раком смертности. В последнее время впечатляющие достижения в области новых методов лечения значительно увеличивает выживаемость и улучшить качество жизни многих больных раком. К сожалению, частота мозговых метастатических рецидивов быстро растет, и все современные методы лечения являются лишь полумерой. Следовательно, хорошие экспериментальные модели на животных крайне необходимы для облегчения углубленного исследования биологии заболевания и оценить новые терапевтические схемы для доклинической оценки. Тем не менее, стандарт в естественных условиях анализа метастазирования через инъекции в хвостовую вену раковых клеток производит преимущественно метастатических поражений легких; животные, как правило, поддаются бремя опухоли легкого, прежде чем какой-либо значимой разрастание метастазов в головной мозг. Внутриутробная инъекции опухолевых клеток производит метастатических поражений на нескольких сайтах органов, включая мозг; Тем не менее, variabiмируемости опухолевого роста производства этой модели является большой, смачивая его полезность при оценке терапевтической эффективности. Для создания надежных и верных животных моделей для изучения мозга метастазов, здесь мы опишем процедуру получения экспериментальных метастазов в головной мозг в домовой мыши (Mus Musculus) с помощью intracarotid инъекции опухолевых клеток. Такой подход позволяет производить большое количество мозга мышей метастазирования подшипников с аналогичными роста и смертности характеристик, способствуя тем самым научно-исследовательскую работу по изучению основных биологических механизмов, а также для оценки новых терапевтических агентов.
Introduction
Метастазирование рака центральной нервной системы (ЦНС) является разрушительной болезни, и может включать в себя либо паренхимы мозга или лептоменинкс ( "метастазы в головной мозг" относится как в этой статье). Это является преобладающим внутричерепное злокачественности, превосходящими первичные глиомы на> 10: 1 1, 2. Рак легких, рак молочной железы и меланома являются главными три основных опухолевые заболевания , которые производят высокие числа случаев метастазы в головной мозг 3, 4. В последние годы впечатляющие достижения в области новых методов лечения рака значительно увеличивает выживаемость и улучшить качество жизни многих больных раком. Однако, после рецидива, частота метастазов в головной мозг быстро растет. Например, антитело трастузумаб против HER2 (Герцептин) продемонстрировал значительную клиническую эффективность у больных с HER2 + рак молочной железы; тем не менее тревожная тенденция возниклау этих больных: до 1/3 тех , чьи экстракраниально системное заболевание первоначально пользу от лечения трастузумаб позже развиваются метастазы в головной мозг 5, 6, 7. К сожалению, у пациентов с метастазами в головной мозг резистентны практически все современные методы лечения, как правило , испытывают травматический ухудшение качества жизни, и их однолетнее выживание после установления диагноза составляет лишь ~ 20% 8. Современные методы лечения метастазов в головной мозг (включая стероиды, краниальной радиотерапии и хирургической резекции у отдельных больных) являются лишь паллиативный, а не лечебный 9. Таким образом, метастазы в головной мозг развивается как очередной внушительной вызов в эту эру новых методов лечения рака. Для решения этой проблемы неудовлетворенную пациенты сталкиваются каждый день в клинике, нам срочно необходимо, чтобы лучше понять основной механизм метастазов в головной мозг и использовать эти знания для разработки новых методов лечения.
<pкласс = "jove_content"> Успешная колонизация головного мозга с помощью метастатических раковых клеток требует проведения ряда функций, опосредованных сложного взаимодействия множества биологических игроков, таких как обход гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) и уйти от мозга внутренняя иммунные защитные механизмы 10, ни один из которых обобщено экс естественных условиях или в пробирке системы. Таким образом, собственно и верен в естественных условиях модели имеют решающее значение для изучения метастазов в головной мозг. Обычный в естественных условиях метастаз анализа представляет раковые клетки с помощью инъекции в хвостовую вену, что приводит большинство клеток застрянет в легких. Мозговые метастатические поражения редко производятся в этих моделях перед смертью животного , вызванное опухолевой в легких 11. Прямая интрацеребральной инъекции раковых клеток производит последовательное разрастание опухоли в ЦНС и широко используется в исследованиях первичных глиом. Тем не менее, сUCH инъекции компрометирует ГЭБ и вызывает травматическое повреждение в месте инъекции, как основные моменты относиться как к физиологической релевантности этой модели. Другим часто используемым введение маршрута раковых клеток, внутрисердечной инъекции, легко управлять и не производить экспериментальные метастазы в ЦНС. Тем не менее, одновременно Метастазы в другие , чем ЦНС сайты органов всегда производятся и могут привести к гибели животных 11; Таким образом, высокая степень изменчивости этой модели делает нецелесообразным для количественной оценки биологических механизмов или терапевтических агентов с ограниченным количеством животных.Здесь мы опишем процедуры для получения экспериментальных метастазов в головной мозг через инъекции раковых клеток в общей сонной артерии. Мы использовали этот подход рассекать вклад отдельных генов »к метастатического каскада метастазов в головной мозг и оценить эффективность терапевтического вмешательстваs 12, 13. Основные преимущества такого подхода являются высокая степень воспроизводимости и низкой степенью изменчивости; основным недостатком является сложность и ловкость, необходимые для выполнения микрохирургии.
Protocol
Representative Results
Discussion
Наиболее важные шаги для успешного сонных артерий инъекции раковых клеток являются: 1) глубокой анестезии мыши в процессе подготовки к хирургической операции; 2) устойчивое расположение сонной артерии на верхней части опоры хлопка; 3) плотно перевязки сонной артерии после успешной инъе…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors have no acknowledgements.
Materials
| Ketamine hydrochloride/xylazine hydrochloride solution | Sigma-Aldrich | K113 | |
| Routine Stereomicroscope Leica M50 | Leica | M50 | The microscope is modular and highly configurable to fit particular space requirements. |
| Surgical disposable scapel | Integra Miltex | 4-410 | to make skin incisions |
| Tissue Forceps – 1×2 Teeth | Fine Science Tools | 11021-12 | to bluntly dissect mucles |
| Dumont #5 – Mirror Finish Forceps | Fine Science Tools | 11252-23 | to separate and prepare the carotid artery for injection |
| Spring Scissors | Fine Science Tools | 15025-10 | to cut sutures |
| EZ Clip Kit | Stoelting | 59020 | for wound cloure |
| BD Insulin Syringe | Becton Dickinson | 328438 | for cell injection |
| IVIS Spectrum In Vivo Imaging System | PerkinElmer | 124262 |
References
- Gavrilovic, I. T., Posner, J. B. Brain metastases: epidemiology and pathophysiology. J Neurooncol. 75 (1), 5-14 (2005).
- Patchell, R. A. The management of brain metastases. Cancer Treat Rev. 29 (6), 533-540 (2003).
- Barnholtz-Sloan, J. S., et al. Incidence proportions of brain metastases in patients diagnosed (1973 to 2001) in the Metropolitan Detroit Cancer Surveillance System. J Clin Oncol. 22 (14), 2865-2872 (2004).
- Schouten, L. J., Rutten, J., Huveneers, H. A., Twijnstra, A. Incidence of brain metastases in a cohort of patients with carcinoma of the breast, colon, kidney, and lung and melanoma. Cancer. 94 (10), 2698-2705 (2002).
- Bendell, J. C., et al. Central nervous system metastases in women who receive trastuzumab-based therapy for metastatic breast carcinoma. Cancer. 97 (12), 2972-2977 (2003).
- Clayton, A. J., et al. Incidence of cerebral metastases in patients treated with trastuzumab for metastatic breast cancer. Br J Cancer. 91 (4), 639-643 (2004).
- Romond, E. H., et al. Trastuzumab plus adjuvant chemotherapy for operable HER2-positive breast cancer. N Engl J Med. 353 (16), 1673-1684 (2005).
- Mayer, M. A patient perspective on brain metastases in breast cancer. Clin Cancer Res. 13 (6), 1623-1624 (2007).
- Lin, N. U., Bellon, J. R., Winer, E. P. CNS metastases in breast cancer. J Clin Oncol. 22 (17), 3608-3617 (2004).
- Zhang, C., Yu, D. Microenvironment determinants of brain metastasis of brain metastasis. Cell Biosci. 1 (1), 8 (2011).
- Fidler, I. J., Nicolson, G. L. Organ selectivity for implantation survival and growth of B16 melanoma variant tumor lines. J Natl Cancer Inst. 57 (5), 1199-1202 (1976).
- Zhang, L., et al. Microenvironment-induced PTEN loss by exosomal microRNA primes brain metastasis outgrowth. Nature. 527 (7576), 100-104 (2015).
- Zhang, S., et al. SRC family kinases as novel therapeutic targets to treat breast cancer brain metastases. Cancer Res. 73 (18), 5764-5774 (2013).
- Lim, E., Modi, K. D., Kim, J. In vivo bioluminescent imaging of mammary tumors using IVIS spectrum. J Vis Exp. (26), (2009).
- Zhang, C., Zhang, F., Tsan, R., Fidler, I. J. Transforming growth factor-beta2 is a molecular determinant for site-specific melanoma metastasis in the brain. Cancer Res. 69 (3), 828-835 (2009).
