活化的潜在的突变腺病毒Cre重组到乳腺导管系统的结果在一个临床相关的转移性乳腺癌。注册一个YFP的启动子可以让远端转移性肿瘤细胞的跟踪。这个模型是研究潜转移,抗肿瘤免疫力,而为设计新颖的免疫疗法治疗乳腺癌有用。
乳腺癌是一种涉及显影肿瘤和免疫系统之间的复杂的相互作用的细胞异质性疾病,最终导致指数肿瘤生长和转移至远侧组织的抗肿瘤免疫的崩溃。许多有用的动物模型存在研究乳腺癌,但没有完全概括了发生在人类疾病的进展。为了更好地理解这导致潜在转移的形成,降低生存的细胞相互作用的,我们已经产生了性成熟后开发的免疫能力的小鼠和驱动YFP表达性导管癌的诱导转基因小鼠模型由一致,内分泌无关癌基因的表达。激活YFP,p53蛋白的消融,和K-ras基因的致癌形式表达,表达Cre重组酶进入性成熟,交配过的雌性小鼠的乳腺导管腺病毒的传递来实现。肿瘤开始致癌事件的开始6周后出现。后肿瘤变得明显,他们进步慢约两周开始成倍增长,才。 7-8周后,腺病毒注射后,脉管系统中观察到的肿瘤块连接到远端淋巴结,与YFP +肿瘤细胞的最终淋巴管浸润到远侧腋窝淋巴结。浸润白细胞种群类似于那些在人乳腺癌,包括αβ和γδT细胞,巨噬细胞和MDSCs的存在下找到。这种独特的模式将有利于参与潜伏的转移和休眠除了是设计新颖的免疫干预治疗浸润性乳腺癌有用细胞和免疫机制的研究。
乳腺癌是最常见的恶性肿瘤发生在全世界妇女1,2和癌症相关死亡2的第二大原因。复杂的遗传3,4,组织学5,和临床表型6用于乳腺癌的各种亚型的特征和经常被用作预测存活的一种手段。妇女患乳腺癌的大型队列研究的分析表明,多数认为死亡的患者(约80%)曾在10年后切除原发肿瘤7的复发。对于大多数侵袭性乳腺癌,淋巴管浸润已被证明是紧密相关的不良预后和疾病8的更积极的临床过程。
因为患乳腺癌的遗传和表型的复杂性,但仍没有概括疾病的整个过程的动物模型。人乳腺肿瘤细胞系已经频繁作为异种移植或免疫缺陷小鼠原位9款车型侵袭性和转移性乳腺癌。虽然信息,这些模型发生在缺乏免疫压力和因为它是一个跨物种接枝,扭曲整个肿瘤微环境的影响。通过乳腺特异性启动子如小鼠乳腺肿瘤病毒(MMTV)和乳清酸性蛋白(WAP)驱动可诱导的基因突变都有助于认识乳腺癌的遗传性质的巨大数量。然而,这些启动子的组织特异性表达是通过它们的反应性受到影响内分泌系统10-16,从而导致诱导的基因突变,不能反映癌基因通常过度表达在人乳腺癌细胞中的表达的变量表达。为了克服癌基因MMTV驱动表达的内分泌调节,穆迪等产生的条件,强力霉素诱导模型在乳房过度NEU上皮17。这个模型在肿瘤形成研究回归和复发后deinducing NEU有用的,但需要不断给予强力霉素对一致的,长期的癌基因的表达。现有的许多有关乳腺肿瘤模型的综合讨论中可以通过瓦戈- Gogola 等 10审查发现
我们的目标是开发可溯源乳腺癌的小鼠模型上的一个完整的C57BL / 6背景下,永磁感应突变事件,模型的新生肿瘤中的免疫压力的存在下形成之后。我们引入了表达Cre重组到含有TP53的两侧装接loxP的等位基因,和K-ras基因的致癌形式,和YFP的转基因小鼠的乳腺导管的腺病毒。的Cre表达烧蚀TP53,在许多乳腺癌18一个常见的突变基因并诱导K-ras基因的致癌基因除了YFP表达明确在乳腺导管上皮细胞。虽然在K-ras突变很少发生在乳腺癌中只有6.5%的乳腺癌患者19,20的存在,上游激酶如Her2/neu的和EGFR结果在人类乳腺肿瘤的Ras信号通路的组成性激活的过表达21-23。的Ras信号通路的许多乳房肿瘤细胞系的活化也有报道24,25。我们将描述肿瘤形成的起始和导管内注入表达Cre重组酶进入性成熟,交配过的雌性小鼠的腺病毒的技术。乳腺癌这种模式的发展明显病变,经过约8周缓慢的肿瘤进展的成倍增长,与淋巴管浸润和转移到腋窝淋巴结7-8个星期。由于这些老鼠是在一个完整的C57BL / 6背景和YFP表达的肿瘤细胞是可追溯的远端淋巴结,这种模式提供了研究ce的一本相关工具潜伏转移llular和免疫机制,将有助于开发新的治疗方法用于治疗转移性乳腺导管癌的治疗。
这个过程的成功在导管内注入取决于适当的技术,这将是困难的未经训练的实验者。经验丰富的研究人员在我们的实验室通常获得的乳房肿块他们管理腺病毒注射时间的79%。与注入的问题可能会导致显著延迟,可变或不存在肿瘤的发展。如果针头插入过深或不恰当的角度,乳腺导管管可能被错过。进入乳头微微过去的针(未超过2mm)的斜面,以防止渗透通过乳房组织和成腹侧体腔的浆膜是很重要的。另外,大于3毫升病毒析出物的针或注射过浅放置可导致病毒制备的乳腺和无意肿瘤的诱导外的泄漏。为克服这些问题的一种方法是插入针插入乳头微微deeper除3毫米,慢慢抽出注射器备份出来的管道,直到2 mm从该斜面的前端。这将确保乳腺组织对象,而不是周围的小鼠腹腔( 图1A)的肌肉。这也将沿着注射器的边缘舒展的乳头,这样,当病毒被排出到管道,存在的病毒沉淀物的无泄漏和损耗。
注射的可视化是困难的,实践建议使用此步骤。我们观察到增加成功的注射下面的练习,导致肿瘤发展的一个更高的渗透率。因为这种技术利用非泌乳处女雌性,关键是要去除角栓覆盖乳头以露出下面的导管管。我们建议您通过注射台盼蓝或其它无菌可追溯染料在管道内,并准备整个乳腺坐骑,以确认导管TR的瞄准练习这一步EE。此外,描述了导管内注入试剂的其它协议已经公布33,34,其可以用于开发适当的技术是有用的。用病毒制剂的导管管腔或感染的问题也可以通过使用的mCherry表达腺病毒的影响。非转基因小鼠可用于每一种用途,直到注射技术进行了优化。
虽然任何乳腺可以用来发起的肿瘤,我们已经通过靶向乳腺4或9,我们相信这是因为它更容易在这些腺体进行适当的注入,导致了更有效的定位来实现最稳定的生长速率风管。左边第 4的附近或右侧9 个腹股沟乳腺至排放腹股沟淋巴结也是有用的在肿瘤进展的不同的时间点来检查抗肿瘤免疫反应。建模和跟踪潜在转移到远端站点,Transgenic小鼠越过LSL-EYFP小鼠。随着肿瘤的进展,血管瘤连接到腋窝淋巴结,会产生轻微肿胀以大约5周后,肿瘤开始成倍增长( 图3A)之前。最终,7-8周后,淋巴管浸润,将导致肿瘤生长的腋淋巴结( 图3A和3B)内。记者用小鼠和酶Cre-loxP位技术,YFP注册成立创建了一个平台来追踪肿瘤细胞的转移性到远端站点在肿瘤进展。这有助于研究旨在阐明促进潜在转移的细胞和表观遗传机制。在我们的手中,乳腺肿瘤细胞系表达细胞角蛋白8,间皮素,雌激素受体α和Her2/neu的,证实的乳腺导管上皮目标。然而,根据诱发突变和由于难度和注射剂的变异性,建议一旦肿瘤模型的组织学特征是公认的实验室。
因为乳腺癌是这样一个致命的和普遍的疾病1,2,它使用的动物模型,准确地概括肿瘤和宿主之间复杂的相互作用是很重要的。在这里,我们描述了乳腺肿瘤的完全回交C57BL / 6小鼠模型。首先,从原生细胞诱导的肿瘤,我们使肿瘤在一个完整的免疫微环境的自然演变。在先进的小鼠乳腺肿瘤的免疫微概括αβ的人群和γδT细胞,髓细胞源性抑制细胞和巨噬细胞在人乳腺癌中观察到( 图4)。正如我们以前所使用的腺病毒Cre重组诱发卵巢肿瘤公布,我们发现病毒注射液对相应的肿瘤浸润和肿瘤进展28的影响可以忽略。二,内分泌独立癌基因的表达,确保肿瘤细胞有持续高水平的靶基因的表达。第三,通过利用潜突变优点,我们可以控制肿瘤发生的时间,以促进肿瘤演进的精确时间跟踪。该模型的应用包括对肿瘤细胞生物学的研究,对因子在肿瘤微环境中,抗肿瘤免疫反应,甚至功效的新疗法的评价研究。通过酶Cre-loxP系统的可用性,这种技术可以用作用于调查的额外的突变在乳腺肿瘤的发生和发展一个多样化的平台。我们希望使用这种模式将提高乳腺癌生物学的理解,并最终导致新的治疗目的是治疗转移性乳腺癌。
The authors have nothing to disclose.
这项工作是由美国国立癌症研究所资助RO1CA157664和RO1CA124515支持和乳腺癌联盟奖。我们要感谢杰弗里·浮士德,大卫·安布罗斯和斯科特韦斯从只Wistar流式细胞仪核心设施,从只Wistar成像设备詹姆斯·海登和Wistar研究所动物基金提供了宝贵的技术支持的全体工作人员。
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 |