开发和维护的临床前患者来源的肿瘤异种移植模型为新的抗癌疗法的调查

1Medicine, University of Colorado Denver Anschutz Medical Campus
Published 9/30/2016
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Cancer Research

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Summary

在皮下临床前模型利用患者来源的肿瘤是研究新的治疗方法,预测生物标志物的发现,以及耐药性途径的有效性的好方法。这种模式,在药物开发过程中,在事先确定了许多新的抗癌疗法的命运临床研究至关重要。

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Bagby, S., Messersmith, W. A., Pitts, T. M., Capasso, A., Varella-­Garcia, M., Klauck, P. J., et al. Development and Maintenance of a Preclinical Patient Derived Tumor Xenograft Model for the Investigation of Novel Anti-Cancer Therapies. J. Vis. Exp. (115), e54393, doi:10.3791/54393 (2016).

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Abstract

Introduction

结直肠癌(CRC)是一个显著贡献在美国癌症死亡。 2015年,有CRC估计有132 700新病例有49700人死亡1。虽然患者的预后与局部的疾病是优秀的,晚期患者有不良后果,以新颖的疗法的发展使这是一个主要的优先事项。尽管护理化疗方案和部署防治这一疾病新型生物制剂的标准,出现了只在总生存期的增量增加。因此,存在对于理解参与促进在这种疾病的肿瘤生长的驱动通路一个显著努力。癌症基因组图谱网络最近发现了有牵连的CRC失调,包括众多的主要途径:WNT,磷酸肌醇3-激酶(PI3K),RAS,转化生长因子β(TGF-β)和TP53 2。总之,与调查描述OT她的途径,在CRC使可能的增长已经点燃了旨在改善显著的生存在这个病人的人口3-5新疗法的发展。在肿瘤学药物开发利用临床前模型已在此过程中预测这些新化合物的临床活性是必不可少的。

各种临床前模型已被用于在药物开发过程。考虑到临床前的转基因动物模型和永生细胞系已经确定的新型抗肿瘤药治疗的临床活动不成功,主要是由于其无法反映人类肿瘤的复杂性,患者来源的肿瘤异种移植(PDTX)模型已经建立。这种模式的最大好处是,肿瘤异质性保持不变,并密切反映了原始病人肿瘤6-9的分子特征和克隆。 PDTX模型提供的体内极好临床前研究平台,研究新型药物,耐药性的途径,组合策略,和癌症干细胞生物学10。

该PDTX过程的一般概述在图1中示出,它开始在临床上,同意患者以允许他们的一些过量的肿瘤组织用于本研究。接着,在外科手术,一块肿瘤是由一个病理学家票房并放入介质被运送到研究人员。紧接在此之后,将肿瘤的部分被切成小块并移植到免疫缺陷小鼠皮下。一旦肿瘤生长,这是传代到小鼠的不同世代以维持肿瘤10。典型地,F3代后的肿瘤可以扩展为一个治疗研究,其中被评估的新化合物和/或组合疗法。利用下一代序列(外显子组序列,RNA测序和SNP阵列)潜在的预测生物标志物发现编了协助的可从特定治疗中获益的患者的选择。

使用PDTX模型的总体目标是:1)评估新疗法作为单一药剂或组合的有效性和2)确定前临床研究敏感性或抗性的预测生物标记。在这个手稿,我们提供一个CRC PDTX银行的启动和维护的方法和提供该模型在药物开发发现的优点和局限性。

图1
1. CRC PDTX示范协议概述。患者来源的肿瘤手术收到并立即注入无胸腺裸鼠皮下。一旦肿瘤生长被扩大到后代,并最终扩大了治疗研究。治疗respo国家科学教育标准进行评估和预测生物标志物被确定可在病人的选择提供帮助。 请点击此处查看该图的放大版本。

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Protocol

伦理声明:在按照科罗拉多州的多机构审查委员会(08-0439)批准了一项协议,在科罗拉多大学医院同意患者获得来自患者的大肠腺癌肿瘤标本。所有的动物工作在科罗拉多州丹佛机构动物护理和使用委员会的批准大学动物方案执行(IACUC,协议#51412(06)1E和96813(04)1E)。

1.接收和准备患者血

  1. 收集1 - 在含有柠檬酸钠血液/细胞分离管2毫升血液(管相包括的是血浆,淋巴细胞和单核细胞带,密度梯度液,凝胶屏障,和红细胞和嗜中性粒细胞)。注意,请遵守血液或组织血源性病原体的指导方针。
    注意:PBMC和血浆可用于未来的研究,其可以包括:比较与肿瘤的突变种系遗传变异,隔离circula婷肿瘤细胞,细胞评价游离DNA(cfDNA),研究蛋白质和小分子RNA
  2. 离心血液/细胞分离管在2,500 xg离心与RT没有刹车15分钟。
  3. 采集外周血单个核细胞(淋巴细胞和管单核细胞带外周血单个核细胞),并放入1.5 ml离心管(透明,高温高压消毒,酶,RNA酶和无热原),并填写用无菌磷酸盐缓冲管的顶部盐水(PBS)。
    1. 离心机2,300 xg离心在RT 3分钟以在管的底部形成的PBMC的粒料。其次,小心地取出上清。加入1ml无菌PBS洗涤沉淀和离心以3000×g离心30秒,然后除去上清液。
  4. 在1.5毫升无菌低温小瓶用吸移管从血液/细胞分离管收集血浆(在管的血浆相)(DNA酶和RNA酶,无人类DNA,不含内毒素)和放PMBC的血浆和沉淀成-80°缩略词reezer贮存。

2.接收和准备患者的肿瘤样本

  1. 制备要么RPMI或DMEM培养基以1:青霉素 - 链霉素和非必需氨基酸的100(10%),1:1000(1%)Plasmocin和10%灭活的胎牛血清(完全培养基),并添加20 - 25毫升到无菌收集杯的肿瘤样品。
  2. 检索肿瘤样品在含有冰的完全培养基中的无菌杯或保持在4℃。
    注意:肿瘤样品是一块过量患者肿瘤组织由外科医生移除,由病理学家进行处理,并置于无菌收集杯与完整的媒体。注意,请遵守血液或组织血源性病原体的指导方针。另外,理想地注入五只小鼠中,肿瘤应大约1立方厘米。
  3. 使肿瘤样品的动物设施用于注射入免疫缺陷的小鼠。
    注意:最好是尽快处理肿瘤样品。
    1. 在层流罩,将肿瘤样品到从肿瘤杯的无菌塑料切割盘。使用高压灭菌小剪刀和镊子要切成10 - 12约3×3×3mm的片,并放置到装有300微升胶状蛋白质混合物溶液的高压灭菌1.5 ml离心管。管保持在冰上。
    2. 作为优先注入肿瘤到小鼠,但如果有遗留任何肿瘤,收集快速冷冻小瓶(FF),福尔马林固定的石蜡包埋(FFPE)杯,和一个可行的肿瘤小瓶中。
    3. 为FF,收集小块肿瘤组织从无菌低温小瓶用于进一步分析,例如蛋白质,RNA或DNA分离。立即将FF成液氮杜瓦和长期-80存储在一个℃冰箱。
    4. 对FFPE,如果有足够的肿瘤,代替3-小块到10ml 10%福尔马林杯和工艺成石蜡包埋块一旦肿瘤已经在福尔马林中至少24小时。
      注意:24小时是基于从我们的组织学的核心建议11。
    5. 最后,将剩余的肿瘤成低温管中。通过加入10%二甲亚砜(DMSO)中来完成媒体使可行介质。接下来,加入1毫升低温管,并储存在冰。注意:不要让冰上很长一段时间。
      1. 切断的任何剩余肿瘤小块理想地将是足够的10个肿瘤被注入在未来5只小鼠。然后,放置在冰上的活肿瘤管,直到它可被放入异丙醇冷冻容器(在一个时间缓慢冻结肿瘤1℃)并放入-80℃的冰箱中,以确保肿瘤不期间死冷冻过程。
        注意:对于长期储存的肿瘤被删除(后2 - 3天),并置于一个大液氮杜瓦。请注意,可行的管不应允许解冻除非正在取出它注入到小鼠体内。

3。患者来源肿瘤异种移植物的注射

  1. 用五年6 - 8周大的雄性和/或雌性无胸腺裸鼠(T细胞缺陷型)为每个单独的患者来源的肿瘤。注射共有10个肿瘤(每只小鼠2次注射)皮下(SQ)。
    注:原人类肿瘤被指定为F0,然后一次注射到小鼠下一代为F1。此外,使用镊子蒸压,剪刀和套管的每一个独特的外植体。
  2. 肿瘤的负荷件从胶状蛋白质混合物溶液注入高压灭菌12g的套管,并确保该肿瘤被完全推入套管针。
    1. 在无菌层流罩,将5只小鼠成被连接到异氟烷麻醉机的麻醉箱(在5%异氟醚的初始速度开始,3 - 4%的氧,和2 - 3%异氟烷维持麻醉的)和木炭过滤器(吸收多余的气体)。
      注意:有经验的技师应该能够上执行的整个程序5只小鼠在大约5分钟总(每只小鼠大约30秒)一笼。因此额外的热支持和眼睛的润滑一般不使用。对于缺乏经验的个人或训练时,强烈建议个人无论是在同一时间就少动物执行程序和/或过程中使用暖垫/眼润滑,如果动物会超过5分钟被麻醉更长。程序是基于我们大学IACUC标准。
  3. 捏老鼠的脚趾,以确保鼠标不再响应,然后拿鼠标移出异氟醚盒。鼠标放置到一个干净的领域,直到与蒸压12g的套管达到侧翼区中等偏上的背颈部和滑动套管针皮下向下注入肿瘤。
    1. 传送一个肿瘤皮下给小鼠的侧面的每一侧。捏肿瘤时套管针被拉出时,确保该肿瘤停留在所需的侧翼区域。葛latinous蛋白质混合物变硬用鼠标的体温和封装肿瘤为大约一周来帮助肿瘤生长,将它固定到SQ结缔组织。由套管针取得的病变是不大于4mm大,就没有必要关闭与订书钉皮肤。
      注意:我们的兽医确定没有闭合是根据病灶的非常小的尺寸需要,快速愈合时间(中间背颈部区域减少任何皮肤张力或病变的修饰)在这一段时间内,没有感染所指出的,与动物的密切监测。
  4. 之前鼠标完全清醒美洛昔康注射2毫克/公斤SQ(止痛药)从肿瘤注射部位了。下一步,将鼠标放到笼子和监控,直到鼠标清醒动人。
    注意:不要让动物恢复到无人看管完全清醒。美洛昔康的剂量是根据我校IACUC标准。
    1. 接着,重复相同的过程与4剩下的老鼠和监控他们的呼吸。
      注:请注意,这是一个非常快的过程和小鼠注射美洛昔康后很快醒过来,但根据需要调整异氟醚。每个鼠标取出来的时候,调低异氟醚。美洛昔康将持续24小时,从套管病变会在一周内完全愈合。

4.维护患者来源的肿瘤异种移植的银行

  1. 监测小鼠的生长和健康,每周至少一次。使用电子表格(或其它跟踪系统)来跟踪肿瘤的大小,肿瘤生成,肿瘤注射的日期,和小鼠的健康状况。
    注意:如果小鼠失去了原有的体重的15%,低体况评分(≥2),有肿瘤溃疡,肿瘤2 000名立方毫米或总肿瘤3000毫米3,或是病弱的(驼背,冷,嗜睡以任何方式。),将小鼠通过二氧化碳安乐死或麻醉颈椎脱位一样econdary方法。通过麻醉和颈椎脱位安乐死,如果收集肿瘤,否则小鼠通过CO 2和颈椎脱位安乐死。
  2. 当肿瘤约为1,500-2,000毫米3麻醉如上所述,然后执行颈椎脱位安乐死的小鼠。
    1. 检查鼠标有没有心跳。消费与蒸压剪刀和镊子的SQ肿瘤。
      注:允许肿瘤生长长达1年,如果没有肿瘤看出然后安乐死经由CO 2的小鼠,随后通过颈椎脱位作为次要方法。
    2. 通道最好生长的肿瘤到下一代( 又名新组5只小鼠)。上面的使用说明,收集10 - 12肿瘤的传球,然后收集剩余的肿瘤也如上所述。
      注:收集众多可行的管子是初代(F1 - F8)非常重要;因此,收集几个可行的管,管FF,并且每个发电机密封1 FFPE离子。
    3. 保持其余小鼠,直到新的一代小鼠具有约300mm 3肿瘤的生长。当剩余的小鼠具有肿瘤的大,继续如上所述收集。
  3. 继续道肿瘤,并在每个阶段收集到F15。在这一点上,以最早的一代可能出液氮的一个可行的管,让冰融化,并按照上述肿瘤注射程序。
    注意:从可行的管长肿瘤需要更长的时间在小鼠相比增长从一代传给一代,所以当规划记住这一点。如果特定PDTX模型不再需要在任何通道,安乐死并收集肿瘤,以确保许多可行的管被收集以供将来使用。

5.发展治疗与患者来源的肿瘤异种移植

注意:大多数肿瘤在F3代有良好的生长动力学(成长得更快,更合作nsistent),因此,继续PDTX药物疗效研究。

  1. 当所需的肿瘤是非常大的(1500 - 2000 立方毫米),按照上述程序收集肿瘤扩展到小鼠需要的金额。
    1. 根据这一假设被测试确定每个处理组所需的肿瘤的数目。
      注意:1毫升胶状蛋白质混合物溶液可以近似拟合30小肿瘤片(取决于肿瘤形态学)用于注射到小鼠中。
  2. 检查小鼠的肿瘤每周和当大多数肿瘤明显小(大约50之间 - 300立方毫米)测量用卡尺肿瘤,以确定肿瘤体积。肿瘤体积= [width²(最小测量)x长(最大测量)]×0.52。
    注意:胶状蛋白质混合物溶液围绕注入肿瘤片一周,在此之后一周的肿瘤生长将是准确的。
  3. 使用50之间的肿瘤体积 - 300立方毫米和Ñ平均左侧和右侧的肿瘤。然后随机分为治疗组,每组和一组平均10个肿瘤彼此的几个数字中。接下来,排序的老鼠分成组,并开始所需的治疗研究。
  4. 剂量与药物(时间表取决于药物),每周两次称重和测量(肿瘤)的小鼠。在研究结束时,通过安乐死麻醉和颈椎脱位的小鼠并收集肿瘤在实验室未来的药效学分析。
    注:本研究持续取决于车辆肿瘤大小和小鼠的健康30天。

6. PDTX银行组织

  1. 保持一个良好的记录形式预防研究和适当使用动物的重复。
    注意:这是成功的关键PDTX银行。
    1. 使用电子表格来跟踪肿瘤的从人类患者在诊所,在PDTX银行小鼠,治疗,数据,和什么被收集。注:包括冷冻机,液态氮杜瓦和FFPE存储。

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Representative Results

在CRC PDTX模型和TCGA常见突变的异同

我们研究在CRC PDTX银行常见的突变基因(KRAS,NRAS,BRAF,PIK3CA,APC,CTNNB1和TP53)的百分比是否代表在CRC患者群体看到的突变频率。如在图2A(TCGA)B(CRC PDTX银行)所示,在这些基因突变的频率是所述TCGA(N = 276名患者)和CRC PDTX银行(N = 59的CRC患者)之间非常相似。观察到的最大的区别是在APC基因即23%的差异可见。这些结果表明,在CRC患者群体观察常见的突变在CRC PDTX模型得到很好的体现。

不同的患者治疗反应的稳定性评价世代

在这个CRC PDTX模型,我们着手确定治疗效果是否不同代人之间相似。肿瘤在无胸腺裸鼠进行扩增(10个肿瘤/组)和护理剂如西妥昔单抗(0.4毫克,每周两次/小鼠IP)和伊立替康的疗效标准(15毫克/公斤的IP,每周一次)的检查4独特的CRC PDTX模式在两个不同的几代人。 如图3AB,CRC026(F3)所示是西妥昔单抗治疗更耐磨,而CRC010(F6),表现出治疗的敏感性。观察到类似的结果,当这些植CRC在不同世代进行治疗; CRC026(F9)为抗性和CRC010(F7)是西妥昔单抗敏感。为了确定在PDTX模型伊立替康的功效,我们在2个CRC PDTX模型对肿瘤生长研究的治疗效果。虽然CRC098(F8)是伊立替康治疗耐药,CRC036(F5)表现出敏感性( 图3CD)。正如西妥昔单抗观察到,在不同的世代并没有改变这些肿瘤的治疗反应伊立替康治疗; CRC098(F12)为抗性和CRC036(F10)是伊立替康( 图3CD)敏感。虽然未治疗的肿瘤的生长动力学为代之间有时不同,治疗反应伊立替康和西妥昔单抗保持不变,这表明该模型中评价抗癌症疗法的稳定性。

在CRC PDTX模型中的基质成分的研究

接下来,我们感兴趣的是确定是否该CRC植模型中的基质组分包括人类和/或小鼠来源的细胞。我们使用了包括鼠标双色婴儿床-1 FISH检测婴儿床-1 DNA(绿色荧光)和人类摇篮-1 DNA(红色荧光)来确定鼠标在F0和F1代25之间的10个独立的CRC植人体细胞。 如图4A所示,在F1代人类基质由鼠标基质代替,因为人肿瘤现在由所有小鼠基质包围。这些研究结果在分别的F0和F1代之间进行婴儿床-1 FISH所有10个CRC外植体明显。除了婴儿床-1 FISH,我们研究用小鼠和人的ELISA试剂盒对这些配体的F0和F1代小鼠和人类肝细胞生长因子和VEGF配体的蛋白质水平。作为显示在图4BC,而在F0代衍生HGF所有人类被替换的F1代小鼠肝细胞生长因子,血管内皮生长因子配体由人类和小鼠的F1代。这些实验一起表明,在CRC PDTX小鼠模型鼠标基质超越在第人类基质ÈF1代和在被人类和/或鼠衍生的分泌可以相对于会发生变化的配位体。

图2
图2. 在CRC PDTX银行和TCGA常见突变的比较。我们的TCGA(A)和CRC PDTX模型(B)之间相对于KRAS,NRAS,BRAF,PIK3CA,CTNNB1和TP53观察非常相似突变频率。 请点击此处查看该图的放大版本。

图3
图3. 西妥昔单抗和伊立替康治疗对肿瘤生长的影响。(A)CRC026显示耐西妥昔单抗时evaluated在F3和F9世代和(B)CRC010表现出敏感性的F6和F7世代西妥昔单抗(C)CRC098表明耐伊立替康在F8和F12代,而(D)CRC036是在F5以伊立替康敏感和F10代。每个数据点代表每个治疗组10个肿瘤的平均值。小鼠用西妥昔单抗(100微升IP 400微克/小鼠),每周两次,和伊立替康(100微升IP 20毫克/千克),每周进行给药一次治疗。表现为数据的平均值±SEM。 请点击此处查看该图的放大版本。

图4
图4. 鼠标的评价与肿瘤细胞成分的F0和F1代。(A)双-C的olor FISH检测人类婴儿床-1DNA(红色)和小鼠婴儿床-1DNA(绿色)被用来研究在F0和F1代的肿瘤之间的差异。人类基质(Fo)由CRC098和CR174(标度= 20倍)小鼠基质(F1)所取代。鉴定坏死细胞减少或缺乏DAPI嵌入和红色荧光。由F0和F1之间的ELISA(小鼠和人的ELISA)小鼠和人HGF和VEGF配体表达的研究。(B)的人HGF用鼠标在F1代和(C)的人和鼠VEGF的取代分别在F1代明显(皮克/毫升[皮克/毫升])。表现为数据的平均值±SEM。 请点击此处查看该图的放大版本。

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Discussion

该PDTX药物发现平台提供了一个改进的模型,以用于预测新化合物的临床活动不可靠等临床前模型的缺点。重要的是,在此模型中的肿瘤在生物学上稳定的,保留转移潜能,并从代显示出到代类似药物的响应。在这种模式下,患者来源的肿瘤被注入无胸腺裸鼠,传代,随后在治疗评价中使用。有一个成功的PDTX银行,其中包括几个关键步骤:1)一个有凝聚力的临床小组,以查明/同意病人和切除和肿瘤组织的票房为PDTX模型和2)强大的科研组具有优良的实验室和动物技术技能用于注入肿瘤,组织和PDTX银行的维护和监视小鼠的健康状况。在我们的PDTX车型显著的优点是注射用套管针过程肿瘤。 Cu的另一种方法拟合肿瘤的口袋里,然后缝合或用夹子皮肤更费时人员,要求对小鼠多服用止痛药,缝合伤口或剪切区域的监控。套管针过程需要更少的训练,是非常快,小鼠麻醉下更短的时间,并且需要更少的止痛药物。因此,在我们的经验注入肿瘤的套管是与替代方法的最佳方法。这些因素都将显著影响PDTX银行的和在药物发现过程的总体成功。虽然这在体内模型显然比癌细胞系培养测试剂成本较高,PDTX模型提供了一个测试肿瘤化合物更多的临床相关办法。

在CRC PDTX银行,我们已经收到了注射到无胸腺裸鼠99肿瘤样本。有68人99(68.7%的接受率)的成长在老鼠和人传递到多代肿瘤。那里有几个原因,我们得到了一些肿瘤并没有生长的小鼠。例如,我们有时只获得了非常小的碎片组织,只有使我们能够注入到只有一个鼠标降低建立肿瘤的机会。另一个问题是,很多时候,我们收到病人的组织,这是正常的,并没有包含关于H&E载玻片明显的肿瘤细胞。此外,在有到治疗患者响应一些组织质量差可能是由于接收已坏死的肿瘤。因此,票房肿瘤时有一个可靠的外科病理团队是重要的。考虑到其中的一些问题,我们已经能够建立全面注释肿瘤最大CRC PDTX银行之一,相对于突变,基因表达和临床特征,使之成为一个有价值的模式为新疗法的最终目标评价改善的患者的治疗效果。

许多生物和组合疗法在这个模型进行了研究以确定在癌症干细胞群的功效,耐药机制,以及治疗效果的目的。我们小组已研究使用这种临床前模型中12-18,这已经提供了有价值的见解,这些化合物的进一步的临床发展许多新型生物途径抑制剂的功效。许多研究已经确定预测的生物标记物12-14,17,18可以在患者的选择有助于未来的临床试验。此外,其他的研究已经进一步确定利用该模型,这导致了理性组合19-24的发展的治疗耐药性的机制。例如,BARDELLI和他的同事19证实,西妥昔单抗治疗诱导MET扩增和蛋氨酸可能是治疗性的基本机制,西妥昔单抗在CRC。19在另一项研究中,Bertotti 20确定的HER2在CRC肿瘤那些对西妥昔单抗耐药的目标。最后,我们和另一组显示在组合Notch通路抑制剂治疗伊立替康减少了CRC的癌症干细胞群和肿瘤复发治疗停药后25,26。总之,这些研究表明利用PDTX车型在药物开发过程中可能显著影响新化合物的进一步发展的潜在力量。

尽管使用患者来源的肿瘤在确定新化合物的功效的主要优点,也有在该模型中一些局限性。如本文实验证明,从始发肿瘤(Fo)的人类基质替换在CRC PDTX模型在F1代小鼠基质。取决于特定药物靶标上,这可能是一个问题,当鼠标配体无法激活对人肿瘤细胞上的受体(多个)。对于instanc即,我们表明,在F1代,HGF是从小鼠基质衍生和研究已经确定鼠标的HGF是不能的功能激活的人c-Met受体27,28。其结果是,c-Met的抑制剂可以不表现出在这些PDTX模型的抗肿瘤生长的作用。实际上,人源化的HGF SCID小鼠已开发来解决这一潜在的问题28。使用皮下肿瘤的另一个缺点是不能来研究肿瘤的转移潜能的治疗效果。采用原位机型,虽然在技术上更难以建立和图像肿瘤的生长,将有可能提供更好的洞察上转移的治疗效果。该模型的最终限制是没有能力调查免疫系统在增效肿瘤生长和其在促进对治疗性功能的作用。此外,随着近来在临床表现出免疫疗法的良好的活性,使用immunodeficieNT小鼠免疫预防靶向药物的研究。因此,人源化的小鼠模型已被开发来解决这些限制,其可以在理解免疫肿瘤相互作用的基本作用以及允许免疫疗法与其他新颖的和批准的化合物组合的调查提供价值。

总之,我们提供开发和维护的CRC PDTX模型是在确定治疗功效,预测生物标志物和新颖抗癌剂耐药途径宝贵的方法。虽然这种模式有内在的挑战,这种模式的效用在于它紧紧概括了原发肿瘤,这在临床评价之前提供新的治疗更精确和临床相关调查的肿瘤异质性。在这个临床前模型PDTX药物开发的临床影响今后的评估将最终决定这个力量模型在预测癌症治疗的临床活性。

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
RPMI or DMEM Corning 10-040-CV
Penicillin-Streptomycin Corning 30-002-CI
Non-essential Amino Acids Corning 25-025-CI
Fetal Bovine Serum Corning 35-010-CV Thaw in -4 °C, then activate for 30 min at 60 °C water bath
CPT blood tube BD vacutainer 362761
Microcentrifuge tube Surelock A-7002
Phosphate-Buffered Saline Corning 21-040-CV
Cyrogenic vials Cyroking C0732901
Plastic tumor cutting dish Trueline TR4001
Scissors Roboz RS-5881
Forceps Roboz RS-5135
Matrigel (gelatinous protein mixture) Corning 354234 Store at -20 or -80 °C, then thaw on ice, do not leave at RT
10% Formalin cups Protocol 032-059
Liquid Nitrogen Dewar Storage Thermolyne CY50900
Portable liquid nitrogen dewar Nalgene 4150-2000
Dimethyl Sulfoxide Fischer 67-68-5
Freezing container: Mr Frosty Nalgene 5100-0001
Isopropyl Alcohol Decon 64-17-5
Trocars Innovative Research of America MP-182
Anesthesia machine Patterson Veterinary
Anesthesia box Patterson Veterinary
Isoflurane Vet one 1038005
F-Air Canister Bickford Omnicon 80120
Meloxicam Vet one 5182-90C
Calipers Fowler 54-100-167
Weight scale Ohaus Scout Pro SP601

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. Cancer statistics. 2015. CA Cancer J Clin. 65, (1), 5-29 (2015).
  2. Comprehensive molecular characterization of human colon and rectal cancer. Nature. 487, (7407), 330-337 (2012).
  3. Arcaroli, J. J., et al. Tumours with elevated levels of the Notch and Wnt pathways exhibit efficacy to PF-03084014, a gamma-secretase inhibitor, in a preclinical colorectal explant model. Br J Cancer. 109, (3), 667-675 (2013).
  4. Hubbard, J., Grothey, A. Antiangiogenesis agents in colorectal cancer. Curr Opin Oncol. 22, (4), 374-380 (2010).
  5. van Es, J. H., et al. Notch/gamma-secretase inhibition turns proliferative cells in intestinal crypts and adenomas into goblet cells. Nature. 435, (7044), 959-963 (2005).
  6. Cassidy, J. W., Caldas, C., Bruna, A. Maintaining Tumor Heterogeneity in Patient-Derived Tumor Xenografts. Cancer Res. 75, (15), 2963-2968 (2015).
  7. Jin, K., et al. Patient-derived human tumour tissue xenografts in immunodeficient mice: a systematic review. Clin Transl Oncol. 12, (7), 473-480 (2010).
  8. Julien, S., et al. Characterization of a large panel of patient-derived tumor xenografts representing the clinical heterogeneity of human colorectal cancer. Clin Cancer Res. 18, (19), 5314-5328 (2012).
  9. Siolas, D., Hannon, G. J. Patient-derived tumor xenografts: transforming clinical samples into mouse models. Cancer Res. 73, (17), 5315-5319 (2013).
  10. Tentler, J. J., et al. Patient-derived tumour xenografts as models for oncology drug development. Nat Rev Clin Oncol. 9, (6), 338-350 (2012).
  11. Carson, F. L. Histotechnology: A Self-Assessment Workbook. American Society of Clinical Pathologists Press. Chicago, IL. (1996).
  12. Arcaroli, J. J., et al. Common PIK3CA mutants and a novel 3' UTR mutation are associated with increased sensitivity to saracatinib. Clin Cancer Res. 18, (9), 2704-2714 (2012).
  13. Arcaroli, J. J., et al. A NOTCH1 gene copy number gain is a prognostic indicator of worse survival and a predictive biomarker to a Notch1 targeting antibody in colorectal cancer. Int J Cancer. 138, (1), 195-205 (2016).
  14. Arcaroli, J. J., et al. Gene array and fluorescence in situ hybridization biomarkers of activity of saracatinib (AZD0530), a Src inhibitor, in a preclinical model of colorectal cancer. Clin Cancer Res. 16, (16), 4165-4177 (2010).
  15. Lieu, C. H., et al. Antitumor activity of a potent MEK inhibitor, TAK-733, against colorectal cancer cell lines and patient derived xenografts. Oncotarget. 6, (33), 34561-34572 (2015).
  16. Pitts, T. M., et al. Association of the epithelial-to-mesenchymal transition phenotype with responsiveness to the p21-activated kinase inhibitor, PF-3758309, in colon cancer models. Front Pharmacol. 4, 35 (2013).
  17. Song, E. K., et al. Potent antitumor activity of cabozantinib, a c-MET and VEGFR2 inhibitor, in a colorectal cancer patient-derived tumor explant model. Int J Cancer. 136, (8), 1967-1975 (2015).
  18. Tentler, J. J., et al. Identification of predictive markers of response to the MEK1/2 inhibitor selumetinib (AZD6244) in K-ras-mutated colorectal cancer. Mol Cancer Ther. 9, (12), 3351-3362 (2010).
  19. Bardelli, A., et al. Amplification of the MET receptor drives resistance to anti-EGFR therapies in colorectal cancer. Cancer Discov. 3, (6), 658-673 (2013).
  20. Bertotti, A., et al. A molecularly annotated platform of patient-derived xenografts ("xenopatients") identifies HER2 as an effective therapeutic target in cetuximab-resistant colorectal cancer. Cancer Discov. 1, (6), 508-523 (2011).
  21. Davis, S. L., et al. Combined inhibition of MEK and Aurora A kinase in KRAS/PIK3CA double-mutant colorectal cancer models. Front Pharmacol. 6, 120 (2015).
  22. Morelli, M. P., et al. Preclinical activity of the rational combination of selumetinib (AZD6244) in combination with vorinostat in KRAS-mutant colorectal cancer models. Clin Cancer Res. 18, (4), 1051-1062 (2012).
  23. Pitts, T. M., et al. Dual pharmacological targeting of the MAP kinase and PI3K/mTOR pathway in preclinical models of colorectal cancer. PLoS One. 9, (11), e113037 (2014).
  24. Spreafico, A., et al. Rational combination of a MEK inhibitor, selumetinib, and the Wnt/calcium pathway modulator, cyclosporin A, in preclinical models of colorectal cancer. Clin Cancer Res. 19, (15), 4149-4162 (2013).
  25. Arcaroli, J. J., et al. ALDH+ tumor-initiating cells exhibiting gain in NOTCH1 gene copy number have enhanced regrowth sensitivity to a gamma-secretase inhibitor and irinotecan in colorectal cancer. Mol Oncol. 6, (3), 370-381 (2012).
  26. Hoey, T., et al. DLL4 blockade inhibits tumor growth and reduces tumor-initiating cell frequency. Cell Stem Cell. 5, (2), 168-177 (2009).
  27. Ikebuchi, F., et al. Dissociation of c-Met phosphotyrosine sites in human cells in response to mouse hepatocyte growth factor but not human hepatocyte growth factor: the possible roles of different amino acids in different species. Cell Biochem Funct. 31, (4), 298-304 (2013).
  28. Zhang, Y. W., et al. Enhanced growth of human met-expressing xenografts in a new strain of immunocompromised mice transgenic for human hepatocyte growth factor/scatter factor. Oncogene. 24, (1), 101-106 (2005).

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