臨床的に関連する転移性乳癌における乳管系の結果へのアデノウイルス-Creを持つ潜在変異の活性化。 YFPプロモーターの組み込みは、遠位の転移性腫瘍細胞の追跡を可能にする。このモデルは、潜在性転移、抗腫瘍免疫、および乳癌を治療するための新規な免疫療法を設計するための研究に有用である。
乳癌は、最終的に遠位の組織および抗腫瘍免疫の崩壊指数関数的腫瘍増殖および転移を生じる、現像腫瘍および免疫系の細胞の間の複雑な相互作用を伴う不均一な疾患である。多くの有用な動物モデルは、乳癌を研究するために存在するが、どれも完全にヒトで起こる疾患進行を再現しない。潜在性転移の形成をもたらし、生存率の低下細胞相互作用をより良く理解するために、我々は免疫コンピテントマウスにおいて、性的に成熟した後に現像するYFPを発現する乳管癌の誘導性トランスジェニックマウスモデルを生成して駆動される一貫性のある、内分泌依存しない癌遺伝子発現による。 YFP、p53のアブレーションの活性化、およびK-rasの発癌形式の式は、性的に成熟した、処女雌マウスの乳房ダクト内のCreリコンビナーゼを発現するアデノウイルスの送達によって達成された。腫瘍は6週間発癌イベント開始後現れ始める。腫瘍が明白になった後、彼らが指数関数的に成長し始める前に、彼らは約2週間ゆっくりと進行する。 7-8週間後にアデノウイルス注射後、血管系は、遠位腋窩リンパ節へのYFP +腫瘍細胞の最終的なリンパ管浸潤と、遠位リンパ節に腫瘍塊を連結観察される。白血球集団を浸透させることはαβおよびγδT細胞、マクロファージとのMDSCの存在を含む、ヒトの乳癌で見られるものと同様である。このユニークなモデルは、浸潤性乳癌を治療するための新規免疫療法の介入を設計するために有用であることに加えて潜在性転移および休眠に関与する細胞及び免疫学的メカニズムの研究を促進する。
乳がんは世界で1,2および癌関連死2原因の第2位を通して女性で最も一般的に発生する悪性腫瘍である。複雑な遺伝3,4、5学的、および臨床表現型6は、乳癌の様々なサブタイプを特徴付けるために使用され、しばしば生存を予測するための手段として使用される。乳がんの女性の大規模コホートの分析は、死亡した患者の(約80%)ほとんどが原発腫瘍7の10年後の除去以内に再発したことを示した。浸潤性乳癌の大部分については、リンパ管浸潤が強く不良転帰および疾患8のより攻撃的な臨床経過と相関することが示されている。
なぜなら、乳癌の遺伝的および表現型の複雑さは、疾患の全過程を再現ない動物モデルは存在しない。ヒト乳房腫瘍細胞株がしばしばあった異種移植や免疫不全マウスでの浸潤性および転移性乳癌の同所9モデルとして使用。有益であるが、これらのモデルは、免疫圧力の非存在下で起こり、それは異種間移植片であるため、全体の腫瘍微小環境の影響を歪める。例えばマウス乳癌ウイルス(MMTV)および乳清酸性タンパク質(WAP)などの乳腺特異的プロモーターによって駆動誘導性の遺伝子変異は、乳癌の遺伝的性質についての知識の膨大な量を貢献しています。しかしながら、これらのプロモーターの組織特異的発現は、典型的にはヒトの乳癌において過剰発現癌遺伝子の発現をミラーリングしない誘導性遺伝子突然変異の可変発現をもたらす、内分泌系10-16への応答性によって損なわれる。癌遺伝子のMMTV駆動発現の内分泌制御を克服するために、ムーディーズらは 、乳房内のノイを過剰発現する条件、ドキシサイクリン誘導可能なモデルを生成した上皮17。このモデルは、回帰、再発を研究するため、腫瘍形成後のノイをdeinducingするのに便利ですが、一貫性のある長期的な癌遺伝子発現のために一定のドキシサイクリンを投与することを必要とします。利用可能な多くの関連乳房腫瘍モデルの包括的な議論はVargo-Gogola らによる審査で見つけることができます。10
私たちの目標は、完全なC57BL / 6背景にトレーサブル乳癌のマウスモデルを開発したことを、変異事象、モデル免疫圧力の存在下で発生期の腫瘍の形成の恒久的な誘導後。私たちは、TP53のフロックス対立遺伝子、およびK-rasの発癌性形、およびYFPを含むトランスジェニックマウスの乳管にはCre-リコンビナーゼを発現するアデノウイルスを導入しました。 Cre発現はTP53、多くの乳癌18で頻繁に変異した遺伝子を切除すると、具体的YFP発現に加えて、K-rasの発癌性対立遺伝子を誘導する乳管上皮内。 K-rasの中の突然変異は、乳癌患者19,20のわずか6.5%に発生し、乳癌において低頻度であるが、例えば、ヒト乳房腫瘍中のRasシグナル伝達経路の構成的活性化EGFRおよびHer2/neuの結果として、上流のキナーゼの過剰発現21〜23。多くの乳房腫瘍細胞株でのRasシグナル伝達経路の活性化はまた、24,25報告されている。我々は、腫瘍形成の開始および性的に成熟した、処女雌マウスへのCreリコンビナーゼを発現するアデノウイルスの注入管内の手法について説明する。乳癌のこのモデルは、7〜8週までに腋窩リンパ節へのリンパ浸潤および転移に、遅い腫瘍進行の約8週間後に指数関数的に成長する明白な病変を発症する。これらのマウスは、完全なC57BL / 6バックグラウンド上にあり、YFP発現腫瘍細胞は、遠位リンパ節に追跡可能であるので、このモデルは、CEの関連性を研究するためのツールを提供llularおよび免疫学的潜在性転移のメカニズムとは、転移性乳管癌の治療のための新規な治療アプローチを開発するのに役立ちます。
この手順の成功は、訓練されていない実験者のために困難になるであろう、管内注射の際に適切な技術にかかっている。私たちの研究室での経験豊富な研究者は、一般的に乳房腫瘍塊を、彼らは、アデノウイルス注射を管理する時間の79%を取得。インジェクションの問題は大幅に遅れて、変数、または存在しない腫瘍発生につながることができます。針が深すぎたり、不適切な角度で挿入されている場合は、乳管運河が見逃されることがあります。それは乳房組織を通って腹側体腔の漿膜への浸透を防止するために、わずかに針(2mm以下)のベベルを過ぎ乳首を入力することが重要である。また、ウイルス析出物より大きい3ミリリットルの注射針や注射の浅すぎる配置は、乳腺と意図的でない腫瘍の誘発外のウイルス予備校のこぼれになることがあります。これらの問題を克服する1つの方法は、わずかにdeepe乳首に針を挿入することであるR 3ミリメートル、ゆっくりと斜面の先端から2ミリメートルまでバックアップダクトのうち、注射器を描くよりも。これは乳腺組織ではなく、マウスの腹腔( 図1A)を囲む筋肉ターゲットにしていることを確認します。ウイルスがダクト内に排出されるときに、ウイルスの析出物のこぼれないと損失がないように、また、これは、注射器の縁に沿ってニップルを伸ばすであろう。
注射の可視化は困難であり、このステップの練習をお勧めします。我々は、腫瘍発生のより高い浸透度で、その結果、実際に成功した次の注射の増加を観察した。この技術は処女雌を非授乳使用するため、基本となるダクト管を明らかにするためにニップルをカバー角栓を除去することが重要です。私たちは、ダクトの内側にパンブルーまたは他の滅菌トレーサブルの色素を注入し、乳管TRのターゲットを確認するために、全乳腺マウントを用意することで、このステップを実践することをお勧めしますEE。さらに、試薬の注入管内を説明する他のプロトコルは、適切な技術を開発するために有用であり得る、33,34公表されている。乳管腔のウイルス調製または感染の問題もmCherry発現するアデノウイルスを使って調べることができます。注入技術が最適化されるまで非トランスジェニックマウスは、これらの目的の各々のために使用することができる。
任意の乳腺腫瘍を開始するために使用することができますが、我々はそれがより効率的にターゲティングで、その結果、これらの腺に適切な注射を行うことが容易であるためであると考えて乳腺4や9を標的とすることによって、最も一貫性の成長率を達成しているダクト。左の第 4の近傍又は排水鼠径リンパ節への右鼠径部9 番目の乳腺腫瘍進行の異なる時間点の間に、抗腫瘍免疫応答を検討することも有用である。遠位部位に潜在転移をモデル化し、追跡するために、TransgenicマウスをLSL-EYFPマウスと交配させた。腫瘍が進行するにつれて、腫瘍は指数関数的に( 図3A)、成長し始める前に、腋窩リンパ節に腫瘍血管系を接続するには、少なくとも約5週間少し充血となるであろう。最終的に、7〜8週間後、リンパ管浸潤は、腋窩リンパ節( 図3Aおよび図3B)内で腫瘍増殖をもたらす。レポーターマウスとのCre-loxP配列技術を用いて、YFPの取り込みは、腫瘍進行を通して遠位部位に転移する腫瘍細胞を追跡するためのプラットフォームを作成する。これにより、潜在的な転移を促進する細胞およびエピジェネティックなメカニズムの解明を目的とした研究を容易にすることができる。我々の手では、乳房腫瘍細胞株は、乳管上皮のターゲティングを確認し、サイトケラチン8、メソテリン、エストロゲン受容体-α、およびHer2/neuのを表明した。しかし、誘導され、難易度の注射の変動に起因する突然変異のに応じて、お勧めモデルに一度腫瘍の組織学的特徴付けはよく研究室で確立されている。
乳癌は、このような致命的で広範な疾患1,2であるので、正確に腫瘍と宿主との間の複雑な相互作用を再現する動物モデルを使用することが重要である。ここでは、乳房腫瘍の完全戻し交配C57BL / 6マウスモデルを説明します。まず、ネイティブの細胞から腫瘍を誘発することによって、我々は、腫瘍は完全な免疫微小環境の中で自然に進化することができます。高度なマウスの乳房の腫瘍における免疫微小環境は、一般的に( 図4)、ヒト乳癌で観察αβの集団とγδT細胞、骨髄に由来するサプレッサー細胞、およびマクロファージを再現。我々は卵巣腫瘍を誘発するために、アデノウイルスのCreを使用して、以前に公開したように、我々はウイルス注射は、対応する腫瘍の浸潤や腫瘍の進行28にほとんど影響を持っていたことが分かった。第二に、内分泌依存しない癌遺伝子の発現は、腫瘍細胞が標的遺伝子発現の持続的に高いレベルを有することを保証する。第三に、潜在性の変異を利用することによって、我々は、腫瘍の進展の正確な時間的な追跡を容易にするために、腫瘍形成のタイミングを制御することができる。このモデルのアプリケーションは、腫瘍細胞生物学の研究を含む、腫瘍微小環境、抗腫瘍免疫応答、および新規治療薬の有効性の評価においてさえ因子に関する研究。 Creリコンビナーゼ-loxPシステムの可用性を介して、この技術は、乳房腫瘍の開始および進行におけるさらなる変異の多様なアレイを調査するためのプラットフォームとして使用することができる。我々は、このモデルの使用が乳癌生物学の理解を高め、最終的には転移性乳癌の治療を目的とした新しい治療法につながることを願っています。
The authors have nothing to disclose.
この作品は、NCI助成RO1CA157664とRO1CA124515、および乳癌アライアンス賞によってサポートされていました。私たちは、ウィスターフローサイトメトリーの中核施設、ウィスターイメージング施設からジェームズ·ヘイデン、そして彼らの貴重な技術サポートのためのウィスター研究所の動物施設のスタッフ全員からジェフリー·ファウスト、デビッド·アンブローズ、スコットワイスに感謝したいと思います。
Trp53tm1Brn transgenic mice Krastm4Tyj transgenic mice |
Obtained from NCI mouse models of human cancer consortium | Mice were backcrossed ten times to a full C57BL/6 background | |
B6.129X1-Gt(ROSA)26Sortm1(EYFP)Cos/J Transgenic mice | Jackson labs | 006148 | |
Primers p53loxp/loxp | Integrated DNA Technologies | 5'-AAGGGGTATGAGGGACAAGG-3' 5'-GAAGACAGAAAAGGGGAGGG-3' |
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Primers LSL-K-ras G12D/+ | Integrated DNA Technologies | 5'-CGCAGACTGTAGAGCAGCG-3' 5'-CCATGGCTTGAGTAAGTCTGC-3' |
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Primers for LSL-EYFP to detect Rosa promoter | Integrated DNA Technologies | 5'-AAGACCGCGAAGAGTTTGTC-3' 5'-GGAGCGGGAGAAATGGATATG-3' 5'-AAAGTCGCTCTGAGTTGTTAT-3' |
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Primers for detection of Mesothelin expression |
Integrated DNA Technologies | 5'-TTGGGTGGATACCACGTCTG-3' 5'-CGGAGTGTAATGTTCTTCTGTC-3' |
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Primers for detection of Progesterone Receptor expression |
Integrated DNA Technologies | 5'-GCAATGGAAGGGCAGCATAA-3' 5'-TGGCGGGACCAGTTGAATTT-3' |
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Primers for detection of Cytokeratin 8 expression |
Integrated DNA Technologies | 5'-ATCAGCTCTTCCAGCTTTTCCC-3' 5'-GAAGCGCACCTTGTCAATGAAGG-3' |
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Primers for detection of Erbb2 expression |
Integrated DNA Technologies | 5'-ACCTGCCCCTACAACTACCT-3' 5'-AAATGCCAGGCTCCCAAAGA-3' |
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Primers for detection of Estrogen Receptor A expression |
Integrated DNA Technologies | 5'-ATGAAAGGCGGCATACGGAA-3' 5'-GCGGTTCAGCATCCAACAAG-3' |
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Primers for detection of Estrogen Receptor B expression |
Integrated DNA Technologies | 5'-ACCCAATGTGCTAGTGAGCC-3' 5'-TGAGGACCTGTCCAGAACGA-3' |
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Primers for detection of B-Actin expression |
Integrated DNA Technologies | 5'-GCCTTCCTTCTTGGGTATGG-3' 5'-CAGCTCAGTAACAGTCCGCC-3' |
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Adenovirus-CRE | Gene Transfer Vector Core from the University of Iowa | Ad5CMVCre | Store aliquots of virus (4 x 108 pfu/aliquot) at -80C to avoid repeated freeze thaw cycles |
Adenovirus-mCherry | Gene Transfer Vector Core from the University of Iowa | Ad5CMVmCherry | Store aliquots of virus (4 x 108 pfu/aliquot) at -80C to avoid repeated freeze thaw cycles |
Hamilton syringe | Hamilton company | 701RN | 10ml syringe, RN series Autoclave before and after each use. Clean with PBS and 75% ethanol. |
Custom needle | Hamilton company | 7803-05 | 33 gauge 0.5 inch long RN needle, with a 12 degree bevel. Autoclave before and after each use. Clean with PBS and 75% ethanol. |
Surgical forceps | Dumont | 52100-58 | Dumostar No5 forceps. Clean with 75% ethanol after each use, followed by autoclaving |
MEM powder | Cellgro | 50 012 PB | Store at 4C in powder and reconstituted form |
Sodium Bicarbonate | Fisher | S233 | Add to MEM and filter stearilize |
Calcium Chloride | Sigma | C4901 | Minimum 96%, anhydrous |