本协议描述为事后漫内在脑桥脑胶质瘤样品进行建立以病人来源的细胞培养模型或肿瘤微环境和细胞的直接表征的快速处理的方法。
漫内在脑桥脑胶质瘤(DIPG)是青梅竹马的脑干肿瘤携带普遍致命的预后。因为手术切除是不是一个可行的治疗策略,而不是常规进行活检,患者样品进行研究的可用性是有限的。因此,努力学习这种疾病已经被忠实的疾病模型的缺乏挑战。为了满足这一需要,我们在这里描述,以便产生可在体外测定法或体内原位异种移植实验中使用耐用患者来源的细胞培养模型验尸解剖组织样品的快速处理的协议。这些模型可用于筛选潜在药物靶标和DIPG内研究基本病理生物学过程。这个协议可以进一步扩展到分析和使用荧光激活细胞分选(FACS),使基因前的后续分析分离的肿瘤和微环境的细胞PRESSION,蛋白质表达,或者在散装细胞或单细胞水平的DNA的表观遗传修饰。最后,该协议也可以适合于产生用于其他中枢神经系统肿瘤患者来源的培养物。
DIPG是一个积极的中枢神经系统恶性肿瘤中出现的腹侧脑桥,通常在中期童年1,2。尽管几十年来的临床试验,目前的治疗是有限的,以放射疗法,这提供了临时提高或症状稳定和仅由平均3个月延伸位生存。甚至与放射疗法,中位总体生存仅9个月的儿童在2年内初步诊断死于该病的90%。由于肿瘤和脑干的关键功能的浸润性,手术切除是不可能的。此外,在美国,获得外科活组织检查为DIPG历来没有进行3中 ,作为组织病理学分析在指导临床治疗和诊断通常可以通过单独神经影像进行无电流的作用。因此,肿瘤组织f的可用性或学习受到限制,限制的努力进行候选药物分子和底层的肿瘤生物学研究。值得注意的是,在神经影像学和立体定向技术的改进,近年来4,其中,当在分子生物学的进步相结合,已经改变了我们的疾病的认识已经允许DIPG的安全活组织检查的发展。目前,使用前期活检及DIPG分子剖析了个体化的治疗计划多项临床试验正在进行(NCT01182350,NCT02274987)5。
DIPG和其他儿童高级别胶质瘤代表不同的疾病,从他们的成人胶质母细胞瘤的同行6, 第7和DIPG的忠实因此实验模型是必要了解其独特的病理生理机制,并探索有效的治疗策略。近年来,集中精力,努力获得DIPG肿瘤Ť问题在尸检时研究或较少见,活检已经彻底改变了我们的理解和学习能力DIPG。全基因组测序工作揭示了在H3组蛋白,家族3A(H3F3A)和组蛋白簇1,H3B(HIST1H3B),较引起的组蛋白的突变编码蛋白质8,9,10,11人类疾病的第一例的复发性突变。此外,DIPGs的一个子集表示在ACVR1基因突变,其以前没有报道癌症,但是相同于先天童年发育障碍进行性骨化性肌炎8,9,10,11中发现的突变。同时,第一个病人衍生DIPG细胞培养和异种移植原位莫现在德尔斯已经建立1,2,12,13,14,以及通过肿瘤细胞的直接异种移植建立到免疫缺陷小鼠的小鼠模型以生成串行异种移植物3,14,15。使用这些患者来源模型初始药物筛选努力已经确定有前途的新药剂用于临床翻译4,14和奠定了基础的至少一个临床试验(NCT02717455)。
这些走向进步的第一步仅仅是个开始,无数来自患者的组织样本和文化车型将有必要界定疾病亚型和发展最有效的治疗策略。基因引擎DIPG的ERED小鼠模型也将促进旨在促进我们对疾病的基本认识研究。制成以产生用于DIPG遗传模型的努力将通过上述讨论的基础基因组学研究来辅助,但目前的选项的数量有限。一个这样的模型,它产生组织学上相似高档脑干胶质瘤,采用病毒RCAS /电视系统来驱动PDGF-B表达和INK4A-ARF损失在巢蛋白阳性细胞在新生小鼠5,16的后颅窝。另一种方法涉及扼要在从人胚胎干细胞,这是足以使这些细胞的致瘤6,7,17衍生的神经前体细胞的几个主要DIPG相关的突变(组蛋白H3.3 K27M突变,p53的损失和PDGFRA活化)。遗传方法和患者DERIV组合ED车型将使临床前试验,进一步有效的治疗方法的发展。
为了解决上文详述DIPG研究的挑战,这种快速尸检协议被开发,以产生用于调查8,9,10,11,12,14患者来源的细胞培养物。该协议旨在保护的组织的生存能力和最大化,尽管具有扩展宰后间隔和运输时间相关的挑战生成耐久培养的可能性。当成功生成,这些DIPG培养物可在后续体外操作和体内异种移植物实验中使用,允许在源自患者的细胞的潜在治疗分子的评价。
这个协议描述了验尸肿瘤组织的捐赠的快速处理,开发患者来源的细胞培养物,其可以在多种体外 或体内实验中使用的方法。因为尸检样品工作的性质,保持样品活力构成了显著挑战。几个促成因素,包括尸体现象尸体解剖或组织的运输所需的时间,应尽量减少尽可能但往往是难以控制。根据我们的经验,不到6死亡时间 – 8小时(从死亡到该组织被放置在冰冷的海运和运输媒体上的时间的时间)已经产生了建立一个持久的细胞培养的最佳机会。这是最好的,然后得到在实验室中组织24 h内,并立即对其进行处理文化在收到。
由于这些罕见的情况下的位置变化很大,和组织检索步骤的质量强烈影响成功的机会,进行尸检的物流可以是具有挑战性。在许多情况下,为了实现6-8小时的时间框架,它是不可行的在学术中心来进行组织收获。相反,有随叫随到组织恢复服务,以IRB批准协议下的殡仪馆恢复肿瘤组织往往是组织恢复更有利。提前死亡获得知情同意建议并促进后勤规划。强烈建议准备与组织检索(手套,窗帘,手术刀)清晰透彻的说明和消毒用品自足尸检套件。此外,建立明确的沟通点之间的研究者,病理学家,和殡仪馆是至关重要的。例如,研究者应当事先尸检讨论与病理学家的协议和突出常见错误。这些错误包括微组织检索,通过故障隔夜/加快航运和失败船舶上有足够的湿冰样品中绝热容器装运过程中污染BIAL(通常是酵母)。最后,我们建议使用门对门快递服务的样品出货,以减少运输时间。
护理还应组织离解期间采取保持细胞活力。例如,设计了利用媒体保护神经组织卫生运输(休眠-A辅以抗生素/抗真菌剂)将增加产生一个成功的文化的机会。同样重要的是通过始终转印在冰上的样品,以保持样品在低温下在整个协议。收集机械和酶解分数最小化研磨可以提高协议的成功,因为这两个步骤是创伤性细胞一起。根据我们的经验,而最成功的文化生长出两种组分,我们有过,其中只有两种制剂之一,建立一个持久的文化,可能反映了这些样品的微妙性实例。在协议中的另一个创伤性的步骤是研磨;一种策略,可以减少必要的研磨的程度,以确保样品在制剂的一开始彻底剁碎。旨在提高样品生存能力的协议的各方面的其它实例包括在整个协议,它是酶解过程中尤其关键加入缓冲剂( 例如,HEPES)。
此协议,以进一步增加细胞活力的一种可能的修改是取消所述ACK红血细胞裂解步骤的。然而,在这种情况下,常常是然后必需在培养过程中的初始周来执行ACK裂解步骤以除去红血细胞。该协议可以被修改的另一个方面是髓鞘和细胞碎片的使用蔗糖DENSIT消除ÿ梯度。具体地讲,已报道以提高小胶质细胞的细胞生存力的其他策略也是可能在此步骤中,如不连续密度梯度18或磁性髓鞘去除珠。
最后,初始组织解离和神经球的外观之间的持续时间的样品之间变化,并且可以从一个星期的任何地方采取一个月以上。由于初始培养物通常含有死细胞和细胞碎片的一个显著程度,它可以是具有挑战性的,以确定存活细胞是否保持;培养应当维持至少4 – 8周( 图2)。从剩余的碎片这里介绍的隔离生长的细胞的一种策略( 即扭转新鲜培养基筛选细胞团和再电镀)。关于是否继续保持文化的决定是最终根据周围届因素逐案判决Ë尸检( 例如,延长死亡时间,组织运输过程中的问题),组织分解( 例如,过多的血液或碎片),以及如何将样品出现在文化。一旦培养被建立,身份应通过DNA指纹使用短串联重复分析或类似方法验证,将培养比较原始肿瘤保留用于此目的的一个示例。我们建议您定期验证通过的文化DNA指纹,以确保其他文化没有污染的发生,例如每3 – 6个月。
这些患者来源DIPG文化的产生代表了有效的治疗成功发展的重要一步。可用病人衍生DIPG文化和异种移植模型的扩展将是确定最有效的治疗策略,并最终克服这种破坏性疾病的关键。
The authors have nothing to disclose.
作者非常感谢来自麦肯纳克莱尔基金会,神经疾病与中风研究所(NINDS K08NS070926和R01NS092597)研究所的支持,国防部(NF140075),加州再生医学研究所(CIRM RB4-06093和RN3-06510),Alex的柠檬水站在基金会,治愈开始现在,基金会和DIPG协作,莱拉Nsouli基金会,解开儿科癌症,儿童脑肿瘤基金会,马修·拉尔森基金会,V基金会,戈弗雷家庭基金菲奥娜佩内洛普的韦兰维拉尔DIPG基金会,迪伦朱厄特的记忆康纳·约翰逊,Zoey的Ganesh神,迪伦·弗里克,阿比盖尔延森和Jennifer克兰兹纪念基金,N8基金会,弗吉尼亚州和癌症研究DK路德维希基金会,儿童健康研究所在斯坦福安妮T.和罗伯特·巴斯明德学院在儿科奖学金癌症和血液病。
Hibernate-A | Gibco | A12475-01 | |
HBSS with Calcium/Magnesium | Gibco | 24020-117 | |
HBSS | Corning | 21-022-CV | |
HEPES | Gibco | 15630-080 | |
Liberase DH (Collagenase/Dispase) | Roche | 5401054001 | |
DNAse I | Worthington Biochemical | LS002007 | |
Sucrose | Sigma | S0389 | |
Antibiotic/Antimycotic | Gibco | 15240-096 | |
Neurobasal-A | Gibco | 10888-022 | |
DMEM/F12 | Gibco | 11330-032 | |
GlutaMAX-I (100X) | Gibco | 35050-061 | |
Sodium Pyruvate (100mM) | Gibco | 11360-070 | |
B27 Supplement Minus Vitamin A | Gibco | 12587-010 | |
MEM Non-Essential Amino Acids (100X) | Gibco | 11140-050 | |
Human PDGF-AA | Shenandoah Biotechnology | 100-16 | |
Human PDGF-BB | Shenandoah Biotechnology | 100-18 | |
Human EGF | Shenandoah Biotechnology | 100-26 | |
Human FGF | Shenandoah Biotechnology | 100-146 | |
Sterile scalpel blades | Bard Paker | 372610 | |
Curved hemostats | Fine Science Tools | 13013-14 | |
Razor blades | VWR | 55411-050 | |
100 x 20 mm cell culture dish | Corning | 353003 | |
Sterile forceps | TWD Tradewinds | DF8988-5 | |
Sterile drapes | 3M | 2037 | |
Sterile gloves | Kimberly Clark | 1182307 | |
ACK Lysis Buffer | Gibco | A1049201 | |
100 micron mesh filter | Fisher | 352360 | |
50 mL conical tube | Fisher | 1495949A |