Многофотонная изображений опухолевой инвазии сотовый в Ортотопическая Модель мыши устного плоскоклеточный рак
Summary
Всесторонний обзор методов, участвующими в подготовке мышиной модели рака полости рта и количественного мониторинга опухолевой инвазии в язык через многофотонной микроскопии меченых клеток представлена. Эта система может служить в качестве полезной платформой для молекулярной оценка и эффективность препарата по борьбе с инвазивными соединений.
Abstract
Loco-регионального вторжения рака головы и шеи связан с метастатическим риска и представляет трудную задачу в разработке и реализации стратегии лечения пациента. Ортотопическая модели мыши рака полости рта были разработаны с целью облегчить изучение факторов, что вторжение воздействие и служить в качестве модельной системы для оценки противоопухолевой терапии. В этих системах визуализации распространены опухолевых клеток тканей полости рта в полость как правило, были проведены либо обычные гистологии или в естественных условиях биолюминесцентного методами. Основной недостаток этих методов присущи неспособность точно визуализировать и количественно ранней инвазии опухоли ячейки, связанные с основной площадки в трех измерениях. Здесь мы опишем протокол, который сочетает в себе создана модель для плоскоклеточного рака языка (SCOT) с двухфотонного изображения, чтобы мульти-векторная визуализация языках распространения опухоли. OSC-19 головы и шеи, опухоли клеточная линия была стабильно спроектирован, чтобы выразить F-актин обязательным LifeAct пептид, слитый с mCherry флуоресцентный белок (LifeAct-mCherry). Fox1 ню / ню мышей вводили эти клетки надежно формы опухоли, которые позволяют язык, чтобы быть визуализированы бывшим естественных условиях применения двухфотонной микроскопии. Эта техника позволяет ортотопической визуализации опухоли и локально вторжения в клетки вырезали языки без прерывания работы региональных микроокружения опухоли. Кроме того, эта система позволяет количественного опухолевой инвазии ячейки путем вычисления расстояния, которые вторглись в клетках перейти от первичной опухоли. В целом, это процедура обеспечивает усовершенствованная система модели для анализа факторов, которые способствуют SCOT вторжения и лечебных процедур с учетом, чтобы предотвратить вторжение местных и отдаленных метастазов. Этот метод также имеет потенциал, чтобы быть в конечном счете, в сочетании с другими методами визуализации в в установлении естественных условиях.
Protocol
Discussion
Ортотопическая модели мыши оказались полезными для изучения многих аспектов головы и шеи 1,2 рака. Мы объединили хорошо ортотопической системы SCOT 3 с двумя-фотонной микроскопии изображений mCherry-меченых клеток в качестве системы для изучения ранних событий головы и шеи, опухоли вторжения. В этой процедуре, мы отметили, что клетки могут вытекать из места инъекции опухоли, особенно у мышей, шесть недель и младше из-за недостаточного размера языка. Мы используем старых мышей, чтобы избежать этой проблемы. Чем больше размер язык со взрослыми мышами также помогает избежать разрыва языками артерии и чрезмерное кровотечение из языка. Опухоль принять значительно усиливается, когда язык сильно набухает в месте начального инъекции. Этот отек стихает в течение одного-двух часов в качестве вводимой жидкости не впитается. Рост опухоли представляется очевидной одну-две недели после инъекции с указанными вводят номер ячейки, как маленький белый выпуклость на поверхности языка. Отметим также, что в 40х цель, используемые в наших исследованиях, представленных здесь, мы не можем выделить отдельные клетки опухоли но определить ИГ как инвазивные кластеров ячейки, повторять типичных способа HNSCC вторжения.
На сегодняшний день эта модель широко используется для тестирования роли специфических молекул, а также несколько противоопухолевых препаратов на SCOT роста вторжения, с эффективностью измеряется шейки метастазов лимфатических узлов контролировать с помощью ИГХ или биолюминесцентного методов 4-7. Опухоли образуются в этой системе проявляется близко к поверхности языка (рис. 7), что позволяет применение двух-фотонной микроскопии для изображения всей опухоли на месте как инвазивные многоклеточных кластеров. Процедура также может быть использован для визуализации опухолевой инвазии с сотовыми разрешения. Двухфотонное микроскопии был ранее использован для исследования экспериментальных методов лечения рака головы и шеи в ортотопической 8,9 и 8,10 ксенотрансплантата моделей. Однако Есть два основных различия между эти отчеты и наш протокол. Во-первых, эти исследования используют внеклеточной метки цели / определить головы и шеи клетки опухоли, возможно, ограничивающий обнаружения только опухолевые клетки с достаточным доступом к циркуляции. Во-вторых, вторжение в опухолевых клетках рядом с основной сайт, вероятно, повторяет ранние метастатическим деятельность не была оценена как экспериментальный параметр. Наш протокол обеспечивает возможность непосредственного количественного опухолевой инвазии ячейки в любой момент во время прогрессирования опухоли у мышей языках. В то время как метод, описанный здесь описывает процедуру, используя расчлененный язык, мы в настоящее время в процессе адаптации этого метода для изображения вторжения опухоли в живых мышей для использования в сочетании с биолюминесценции одновременно контролировать раннее вторжение, участие местных лимфатических узлов и отдаленных метастазов в то же животное. Внесены изменения в протокол для прижизненного изображения требуют проектирования соответствующем этапе для размещения и поддержания мышей во время съемки, а также практическая система правильно орошения полости рта под наркозом мышей во время процесс создания образа. Как только оптимизировать, эти адаптации обеспечит возможность для изучения роли потенциальных про-инвазивных молекул и тестирование по борьбе с инвазивными соединений на местной инвазии и более отдаленных метастазов участие в животных в течение длительного периода времени.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Supported by a subproject of NIH grant P20 RR16440 and a bridge grant from the West Virginia University Office of Research and Graduate Education to S. Weed. Technical assistance from L. Lopez-Skinner during the early phases of project development is gratefully acknowledged. The authors are also grateful for technical assistance and OSC19 cells from J. Myers and M. Younes (Department of Head and Neck Surgery, M.D. Anderson Cancer Center, Houston, TX); P. Turner and K. Secrest (West Virginia University Department of Pathology Tissue Bank) for histological processing and procedures, R. Wysolmerski (West Virginia University, Department of Neurobiology and Anatomy) for the LifeAct-mCherry construct and J. Bear (University of North Carolina) for the pLL7.0 lentiviral vector. The use of the West Virginia University Microscopy Imaging Facility (supported by NIH grant P20 RR16440 and the Mary Babb Randolph Cancer Center) and its non-linear optical microscopy laboratory (NLOM; supported by a joint collaboration between the West Virginia University Center for Neuroscience and the West Virginia University Department of Physics/West Virginia Nanoscience Initiative) is also gratefully acknowledged. The NLOM is supported in part by NIH grant P30 RR031155 to the Center for Neuroscience.
References
- Sano, D., Myers, J. N. Xenograft models of head and neck cancers. Head Neck Oncol. 1, 32-32 (2009).
- Kim, S. Animal models of cancer in the head and neck region. Clin Exp Otorhinolaryngol. 2, 55-60 (2009).
- Myers, J. N., Holsinger, F. C., Jasser, S. A., Bekele, B. N., Fidler, I. J. An orthotopic nude mouse model of oral tongue squamous cell carcinoma. Clin Cancer Res. 8, 293-298 (2002).
- Sano, D., Myers, J. N. Metastasis of squamous cell carcinoma of the oral tongue. Cancer Metastasis Rev. 26, 645-662 (2007).
- Sano, D. The effect of combination anti-endothelial growth factor receptor and anti-vascular endothelial growth factor receptor 2 targeted therapy on lymph node metastasis: a study in an orthotopic nude mouse model of squamous cell carcinoma of the oral tongue. Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 135, 411-420 (2009).
- Kupferman, M. E. TrkB induces EMT and has a key role in invasion of head and neck squamous cell carcinoma. Oncogene. 29, 2047-2059 (2010).
- Ammer, A. G. Saracatinib Impairs Head and Neck Squamous Cell Carcinoma Invasion by Disrupting Invadopodia Function. J Cancer Sci Ther. 1, 52-61 (2009).
- Rosenthal, E. L., Kulbersh, B. D., King, T., Chaudhuri, T. R., Zinn, K. R. Use of fluorescent labeled anti-epidermal growth factor receptor antibody to image head and neck squamous cell carcinoma xenografts. Mol Cancer Ther. 6, 1230-1238 (2007).
- Gleysteen, J. P. Fluorescent labeled anti-EGFR antibody for identification of regional and distant metastasis in a preclinical xenograft model. Head Neck. 30, 782-789 (2008).
- Bhirde, A. A. Targeted killing of cancer cells in vivo and in vitro with EGF-directed carbon nanotube-based drug delivery. ACS Nano. 3, 307-316 (2009).
