Protokol, farelerde leptomeningeal metastazı sağlam bir şekilde indükleyen, travmayı ve ekstrakraniyal tümör yükünü azaltan, tümör hücrelerinin perkütan ponksiyon yolu yoluyla cisterna magna'ya enjekte edilmesi için bir yöntemi tanımlar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Protokol, farelerde leptomeningeal metastazı sağlam bir şekilde indükleyen, travmayı ve ekstrakraniyal tümör yükünü azaltan, tümör hücrelerinin perkütan ponksiyon yolu yoluyla cisterna magna'ya enjekte edilmesi için bir yöntemi tanımlar.
Kanser hücrelerinin beyin omurilik sıvısı (BOS) dolu leptomeninglere yayılması olan leptomeningeal metastaz (LM), ilerlemiş solid tümörlerin nadir fakat yıkıcı bir komplikasyonudur. LM'li hastalar genellikle kötü bir prognoza sahiptir ve sağkalım haftalar ila aylar arasında ölçülür. LM'nin karmaşıklıklarını doğru bir şekilde kopyalayan in vivo modellerin geliştirilmesi, hücresel ve patolojik mekanizmalarını anlamak ve potansiyel tedavileri değerlendirmek için çok önemlidir. Murin LM modelleri tipik olarak tümör hücrelerinin intrakaryak, karotis arter veya cisterna magna enjeksiyonu yoluyla oluşturulur. Bununla birlikte, intrakardiyak veya karotis enjeksiyonları sıklıkla önemli ekstrakraniyal ve beyin tümörü yüküne neden olur, bu da biyolüminesan görüntülemeyi zorlaştırır ve LM ile ilgisi olmayan mortaliteye yol açar. Bu arada, geleneksel cisterna magna enjeksiyonu, cilt insizyonu ve kas diseksiyonu gibi invaziv prosedürler gerektirir ve bu da onu hem travmatik hem de kaynak yoğun hale getirir. Burada, cilt insizyonuna gerek kalmadan cisterna magna yoluyla leptomeningeal boşluğa tümör hücresi enjeksiyonu için minimal invaziv bir prosedürü tarif ediyoruz. Bu yaklaşım, diğer cerrahi yöntemlere kıyasla ekstrakraniyal tümör oluşumunu azaltır, cerrahi travmayı en aza indirir ve gereken süreyi ve ameliyat sonrası bakımı kısaltır. Daha da önemlisi, iki foton mikroskobu ve histolojik analiz ile onaylandığı gibi, minimal beyin parankimi infiltrasyonu ile LM'yi tutarlı bir şekilde indükler. Bu kolaylaştırılmış yaklaşım, klinik öncesi araştırmalarda LM'yi incelemek için verimli ve güvenilir bir model sunar.
Metastatik hastalık, ilerlemiş kanserli hastalar için en büyük zorluk olmaya devam etmektedir. Leptomeningeal metastaz (LM), kanser hücrelerinin pia materyal, araknoid materyal ve subaraknoid boşluğa yayılmasını ifade eder. Katı tümörlerden kaynaklanan LM, akciğer kanserinde (%9-%25), meme kanserinde (%5-%20) ve melanomda (%6-%18)1,2, büyük ölçüde daha uzun sağkalım ve gelişmiş tanı teknikleri nedeniyle giderek daha yaygın hale gelmektedir. Kanser hücreleri, leptomeningeal boşluğu aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok yolla istila edebilir: 1) dura mater, kemik ve sinirler gibi periferik yapılar yoluyla doğrudan istila; 2) venöz sistem yoluyla hematojen yayılım; ve 3) kanser hücrelerinin fenestre damarlardan koroid pleksusa ve ardından beyin omurilik sıvısı dolu ventriküllerekaydığı arteriyel dolaşım yoluyla giriş 3,4,5. Leptomeningeal boşluğa giren tümör hücreleri, büyüme faktörlerinin yoksunluğu, sınırlı metabolik ara ürünler ve hipoksik durumlar dahil olmak üzere birçok zorlukla karşılaşır6. Bununla birlikte, uygun araç ve tekniklerin eksikliği nedeniyle, tümör hücrelerinin bu yolaklarda nasıl gezindiği ve leptomeningeal boşluğu kolonize etmek için elverişsiz koşulların üstesinden nasıl geldiği tam olarak anlaşılamamıştır. Radyoterapi, sistemik tedavi ve intratekal enjeksiyon tedavisi dahil olmak üzere multimodal tedavilerdeki gelişmelere rağmen, LM hastaları için prognoz kötüdür ve sağkalım tipik olarak 2 ila 4 ay arasında değişmektedir 3,7,8,9. Bu nedenle, mevcut tedavileri iyileştirmek ve yeni, hedefe yönelik tedaviler geliştirmek için leptomeningeal metastaz biyolojisinin daha derin bir şekilde anlaşılmasına acil bir ihtiyaç vardır. Bunu başarmak, LM'nin karmaşık özelliklerini özetleyen in vivo modellerin geliştirilmesini gerektirir.
Karaciğer, kemik ve beyin gibi organlardaki metastazların aksine, LM genellikle primer tümörün teşhisinden yıllar sonra gelişir 10,11,12. Benzer şekilde, spontan metastazı olan fare modellerinde, düşük insidansı ve farelerin tipik olarak diğer bölgelerdeki metastazlara yenik düşmesi nedeniyle LM nadirdir. Deneysel murin LM modelleri, intrakardiyak, intrakarotis arter veya alternatif olarak cisterna magna veya serebral ventriküllere doğrudan enjeksiyon dahil olmak üzere çeşitli yöntemlerle oluşturulabilir. Kanser hücrelerinin intrakardiyak enjeksiyonu yaygınolarak kullanılmakla birlikte9, sıklıkla önemli bir ekstrakraniyal tümör yükü ile sonuçlanır ve LM ile ilişkili olmayan mortaliteye neden olur. Tümör hücrelerinin karotis arter13,14 yoluyla enjekte edilmesi gibi alternatif yaklaşımlar, kapsamlı özel kaynaklar gerektirir ve travmatik olan büyük cerrahi insizyonlarla sonuçlanır. Ayrıca, bu yöntem aynı zamanda leptomeninglerden ziyade öncelikle beyin dokularının kendi içinde metastaza yol açar ve LM modellerinin oluşturulması için zaman alıcı ve verimsizdir15. Cisterna magna'ya enjeksiyon, tümör hücrelerinin leptomeningeal boşluğa doğrudan verilmesini sağlar. LM mekanizmalarını araştırmak ve yeni tedavileri değerlendirmek için bu yaklaşımı kullanan birçok çalışmavardır 6,16,17.
Bu yazıda, LM'li farelerde hızlı ve stabil bir şekilde daha fazla miktarda fare oluşturmak için doğrudan perkütan ponksiyon içeren uygun bir trans-cisterna magna enjeksiyon protokolü sunuyoruz. Bu yöntem beyin-kan bariyerini atlar ve bu nedenle leptomeninges boşluğundaki tümör hücrelerinin verimli bir şekilde ksenogreftlenmesini sağlar. Ayrıca, farelerde LM'yi güvenilir bir şekilde indüklerken cerrahi travma ve prosedür süresini önemli ölçüde azaltır. İki foton mikroskobu ve histolojik analiz ile doğrulandığı gibi, beyin parankimine minimal infiltrasyon ile LM oluşumunu doğruladık. Bu nedenle, ortaya çıkan model, hastalıkla ilişkili hücresel ve patolojik mekanizmaları incelemek ve potansiyel tedavileri değerlendirmek için değerli bir araç sağlayarak, LM'nin karmaşık mikro ortamını sadık bir şekilde çoğaltır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu makaledeki tüm hayvan prosedürleri, ZJU-Laboratuvar Hayvanları Refahı ve Etik İnceleme Komitesi (ZJU20230155) tarafından gözden geçirilmiş ve onaylanmıştır. C57BL / 6J ve NSG fareleri, ZJU Laboratuvar Hayvanları Merkezi'ndeki spesifik patojen içermeyen koşullardan elde edildi ve barındırıldı. Bu protokol, her ikisi de GFP ve ateşböceği lusiferaz ile etiketlenmiş murin akciğer kanseri hücre hattı, Lewis akciğer karsinomu (LLC1) ve insan akciğer kanseri hücre hattı, A549'u kullanır. Her iki hücre hattı da Dr. Xiang H. F. Zhang (Baylor Tıp Fakültesi, ABD) tarafından nazikçe sağlanmaktadır18. Burada örnek olarak LLC1 hücrelerini kullanıyoruz. A549 hücrelerinin enjeksiyonu için prosedür, 6 x 104 A549 hücrelerinin NSG farelerine enjekte edilmesi dışında hemen hemen aynıdır.
1. Kanser hücrelerinin enjeksiyon için hazırlanması
2. Fare hazırlama
NOT: Bu çalışmada, 6-8 haftalık erkek C57BL / 6J fareleri kullanıldı.
3. Sarnıç magna enjeksiyonu
NOT: Kişisel koruyucu ekipman ve steril eldiven kullanımı da dahil olmak üzere aşağıdaki adımlar için aseptik teknikler gereklidir.
4. Enjeksiyon sonrası bakım
5. Leptomeningeal tümör büyümesinin değerlendirilmesi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Şekil 1, farenin enjeksiyon için yerleşimini ve delinme bölgesini yanal ve önden görünümlerden göstermektedir. Şekil 2 , farklı yaklaşımlarla LM üretmek için test edilen hayvanların temsili in vivo biyolüminesans görüntülerini göstermektedir. GFP-lusiferaz etiketli LLC1 hücreleri hayvanlara farklı yollardan enjekte edildi ve ardından biyolüminesan görüntüleme yapıldı. Şekil 2A'da gösterildiği gibi, sarnıç ...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
LM agresif ve ölümcül bir durumdur. Tümör hücreleri beyin omurilik sıvısı dolu boşluğa metastaz yaptıktan sonra, tüm merkezi sinir sistemi boyunca hızla yayılırlar25. Bu hücreler beyin, omurilik, kraniyal ve omurilik sinirlerine yerleşir ve istila eder, sonuçta hızlı nörolojik bozulmaya ve nihayetinde ölüme yol açar17. Altta yatan patofizyolojik mekanizmaları daha iyi anlamak ve potansiyel terapötik stratejileri değerlendirmek için, leptome...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan etmemektedir.
Yazarlar, bu çalışma boyunca yaptıkları değerli tartışmalar ve yardımları için Zhang laboratuvar üyelerine teşekkür eder. WZ, Zhejiang Eyalet Üniversiteleri için Temel Araştırma Fonları (2023QZJH60), Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı'ndan Seçkin Genç Akademisyenler için Bilim Fonu Programı (588020-X42306/041) ve Zhejiang Üniversitesi Yaşam Bilimleri Enstitüsü'nden başlangıç fonu tarafından desteklenmektedir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 1,5 ml Eppendorf tüpler | Biyokeskin | BS-15-MS | |
| 15ml santrifüj tüpü | LABORATUVAR SEÇİMİ | CT-002-15A | |
| 31G x 8mm insülin şırıngası (0.3ml) | Söz verildi | / | |
| Aşındırıcı matkap | KÜRESEL BIYO | GEGZ-AM1 | |
| Hayvan ısı matı | Vay canına | / | |
| Kriyo kalıp | Supin | SP-AB-7 x 7 x 5 | |
| Tüy dökücü kremler | Nair | 1.00023E+11 | |
| D-Luciferin | Altın Biyolojisi | ŞANS-1G | |
| DMEM | Gibco | C11995500CP | |
| FBS'nin | Gibco | 10270-106 | |
| IVIS Spektrumu | Kaliper | / | |
| Ketamin | Jiangsu Hengrui İlaç Co., Ltd. | H20193336 | |
| Optimum Kesme Sıcaklığı | Sakura | 4583-1 | |
| Paraformaldehit | SCR | 80096618 | |
| PBS | Hizmet biyografisi | G4202-500ML | |
| Kalem/Strep Amfoterisin B | Gibco | 15140122 | |
| Tıraş makinesi | Su Yadırı Köpeği | 2103CGMJ3373-GQ22N526 | |
| Stereo floresan mikroskobu | Olympus | / | |
| Düz forseps | Beyotime | FS019 Serisi | Otoklavlanması gerekiyor |
| Cerrahi makas | Beyotime | FS001 Serisi | Otoklavlanması gerekiyor |
| Üçgen fare sabitleme başlığı | Vivoscope'u aşın | TVS-FDM-027 | |
| TRITC-dekstran, MW 70000 | MedChemExpress | HY-158082C | |
| Tripsin/EDTA çözeltisi | Gibco | 25200056 | |
| İki fotonlu lazer tarama mikroskobu | Olympus | / | |
| Vetbond Doku Yapıştırıcıları | 3 milyon | 1469SB | |
| Ksilazin | Sigma | X1126 Serisi |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.