متعدد الفوتون التصوير من غزو خلايا الورم في الفأر نموذج مثلي الفم سرطان الخلايا الحرشفية
Summary
ويقدم لمحة شاملة من التقنيات المستخدمة في توليد نموذج الفأر من سرطان الفم والرصد الكمي لغزو الورم داخل اللسان من خلال متعدد الفوتون المجهري للخلايا المسمى. هذا النظام يمكن أن تكون بمثابة منبرا مفيدا لتقييم نجاعة الأدوية الجزيئية والمضادة للمركبات الغازية.
Abstract
ويرتبط لوكو الإقليمية غزو سرطان الرأس والعنق لمخاطر النقيلي وتحديا صعبا في تصميم وتنفيذ استراتيجيات لإدارة المريض. وقد وضعت نماذج الماوس مثلي من سرطان الفم لتسهيل دراسة تأثير العوامل التي الغزو وسيكون بمثابة نموذج لنظام تقييم العلاجات المضادة للورم. في هذه النظم ، وعادة ما كان التصور نشر الخلايا السرطانية داخل أنسجة تجويف الفم التي أجراها سواء مع أو الأنسجة التقليدية في أساليب bioluminescent الجسم الحي. والعيب الرئيسي من هذه التقنيات هو عدم القدرة الكامنة لتصور بدقة وتحديد أوائل غزو الخلايا السرطانية التي تنشأ من الموقع الأساسي في ثلاثة أبعاد. نحن هنا وصف البروتوكول الذي يجمع بين نموذج المنشأ لسرطان الخلايا الحرشفية من اللسان (الاسكتلندي) مع اثنين الفوتون التصوير للسماح متعددة اتجاهي التصور انتشار الورم اللغات. تم تصميم ثابت على OSC – 19 الرأس والرقبة خط الخلية السرطانية للتعبير عن F – أكتين LifeAct الببتيد ملزم تنصهر لبروتين فلوري mCherry (LifeAct – mCherry). Fox1 نو / نو فئران حقنت هذه الخلايا شكل موثوق بها الأورام التي تسمح للاللسان أن تصور من قبل السابقين فيفو تطبيق ثنائي الفوتون المجهري. هذا الأسلوب يسمح للمرئيات مثلي من كتلة الورم محليا وغزو خلايا بألسنة استئصاله من دون انقطاع المكروية الورم الإقليمية. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح هذا النظام للتحديد الكمي لغزو الخلايا السرطانية عن طريق حساب المسافات التي غزت الخلايا الانتقال من موقع الورم الأساسي. عموما هذا الإجراء يوفر النظام المعزز نموذج لتحليل العوامل التي تسهم في غزو الاسكتلندي والعلاجات العلاجية المصممة لمنع غزو المحلية وانتشار المتنقل البعيد. هذا الأسلوب أيضا لديه القدرة على أن تكون مجتمعة في نهاية المطاف مع طرائق التصوير الأخرى في الإعداد في الجسم الحي.
Protocol
Discussion
وقد أثبتت نماذج الماوس مثلي مفيدة لدراسة العديد من جوانب الرأس والرقبة 1،2 السرطان. تضافرت لدينا نظام راسخ من مثلي الاسكتلندي 3 مع التصوير المجهري اثنين الفوتون من الخلايا التي تحمل علامات mCherry كنظام لدراسة الأحداث المبكرة من الرأس والرقبة غزو الخلايا السرطانية. في هذا الإجراء ، لاحظنا أن الخلايا يمكن أن تسرب من موقع الحقن السرطانية ، وبخاصة في الفئران ستة أسابيع أو أقل تبعا لحجم اللسان غير كافية. نستخدم الفئران الأكبر سنا لتجنب هذه المشكلة. حجم أكبر اللسان مع كبار السن الفئران تساعد أيضا في تجنب تمزق شريان لساني ونزيف مفرط من اللسان. ومما يعزز إلى حد كبير عند اتخاذ ورم اللسان تتضخم بشكل كبير في موقع الحقن الأولي. ويتم امتصاص هذا تخف تورم في غضون 1-2 ساعات حيث حقن السائل. يبدو واضحا نمو الورم آخر أسابيع 1-2 حقن مع عدد أشار حقن الخلايا كما عثرة صغيرة بيضاء على سطح اللسان. نلاحظ أيضا أن الهدف في 40X المستخدمة في دراساتنا المعروضة هنا ، لا يمكننا أن نميز الخلايا السرطانية الفردية ولكن لا تعرف IGS ومجموعات الخلايا الغازية التي تلخص وضع نموذجي لغزو HNSCC.
وقد تم حتى الآن استخدام هذا النموذج على نطاق واسع لاختبار دور جزيئات محددة فضلا عن العديد من الأدوية المضادة للورم على النمو الاسكتلندي غزوا ، مع فعالية يقاس عنق الرحم الانبثاث العقدة الليمفاوية رصدها باستخدام أساليب IHC أو bioluminescent 4-7. الأورام التي تشكلت في هذا النظام واضح على مقربة من سطح اللسان (الشكل 7) ، والسماح للتطبيق ثنائي الفوتون المجهري للأورام الصورة بأكملها في الموقع وكتل متعددة الخلايا الغازية. ويمكن أيضا أن يكون الإجراء استخدامها لتصور غزو الورم للقرار الخلوية. وقد اثنين من الفوتون المجهري تستخدم سابقا لدراسة علاجات تجريبية لسرطان الرأس والعنق في 8،9 مثلي وطعم أجنبي نماذج 8،10. ومع ذلك ، هناك نوعان من الفروق الرئيسية بين هذه التقارير وبروتوكول لدينا. أولا ، هذه الدراسات استخدام تسميات خارج الخلية إلى الهدف / التعرف على الخلايا السرطانية في الرأس والرقبة ، مما يحد من المحتمل الوحيد لاكتشاف الخلايا السرطانية مع وصول واسعة للتداول. الثانية وغزو الخلايا السرطانية على مقربة من الموقع الأساسي الذي لا يجمل المقررة في وقت مبكر من المرجح النشاط النقيلي كمعلمة التجريبية. بروتوكول يوفر لنا القدرة على تحديد الورم مباشرة غزو الخلايا في أي لحظة خلال تطور الورم بألسنة الماوس. في حين أن الأسلوب هو موضح هنا يصف الإجراء باستخدام ألسنة تشريح ، ونحن حاليا في عملية تكييف هذا الأسلوب لغزو الورم الصورة في الفئران الحية لاستخدامها في تركيبة مع تلألؤ بيولوجي في وقت واحد لرصد الغزو المبكر ، والمشاركة المحلية والانبثاث العقدة الليمفاوية البعيدة في نفس الحيوان. تعديلات على بروتوكول للفي الجسم الحي التصوير يتطلب تصميم مرحلة مناسبة لتحديد المواقع ، والحفاظ على الفئران خلال التصوير ، فضلا عن نظام عملي للري بشكل صحيح تجويف الفم لدى الفئران تخدير أثناء إجراء التصوير. الأمثل مرة واحدة ، فإن هذه التعديلات توفر القدرة على دراسة دور الجزيئات الغازية المحتملة للمحترفين واختبار المركبات المضادة للالغازية على غزو المحلية وإشراك النقيلي أكثر بعدا في الحيوانات على مدى فترات زمنية طويلة.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
بدعم من فرعي من المعاهد الوطنية للصحة منح P20 RR16440 الجسر ومنحة من مكتب جامعة وست فرجينيا للبحوث والدراسات العليا في التربية والتعليم الأعشاب س. مع التقدير والإمتنان من المساعدة التقنية لوبيز L. سكينر خلال المراحل المبكرة من تطوير المشروع. المؤلفون ممتنون أيضا للحصول على المساعدة التقنية وOSC19 الخلايا من مايرز وجيه يونس محمد (قسم جراحة الرأس والعنق ، مركز أندرسون للسرطان في هيوستن ، تكساس) ؛ P. تيرنر وSecrest K. (جامعة وست فرجينيا وزارة علم أمراض الأنسجة بنك) لتجهيز النسجية والإجراءات ، R. Wysolmerski (جامعة وست فرجينيا ، قسم علم الأعصاب وعلم التشريح) لبناء LifeAct – mCherry وجيه الدب (جامعة ولاية كارولينا الشمالية) لناقلات pLL7.0 lentiviral. استخدام مرفق جامعة وست فرجينيا التصوير المجهري (بدعم من المعاهد الوطنية للصحة RR16440 P20 منح بوب وماري راندولف مركز السرطان) وعدم الخطية مختبر المجهر الضوئي (NLOM ؛ مدعومة بتعاون مشترك بين مركز جامعة وست فرجينيا وعلم الأعصاب هو أيضا جامعة وست فرجينيا قسم الفيزياء / فيرجينيا الغربية مبادرة النانو) بالتقدير والعرفان. يتم اعتماد NLOM جزئيا منحة المعاهد الوطنية للصحة P30 RR031155 لمركز العلوم العصبية.
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).
