Multi-פוטון הדמיה של הפלישה תאים סרטניים במודל עכבר orthotopic של קרצינומה של תאים קשקשיים אוראלי
Summary
סקירה מקיפה של טכניקות מעורב ביצירת מודל עכברי של סרטן הפה ניטור כמותי של הפלישה הגידול בתוך הלשון באמצעות מיקרוסקופ רב פוטון של תאים שכותרתו מוצג. מערכת זו יכולה לשמש פלטפורמה שימושי להערכת יעילות התרופה מולקולרית של תרכובות אנטי פולשנית.
Abstract
לוקו אזורי הפלישה של סרטן הראש והצוואר קשורה לסיכון גרורתי מציב אתגר קשה בעיצוב ויישום אסטרטגיות ניהול המטופל. מודלים העכבר orthotopic של סרטן הפה פותחו כדי להקל על מחקר של גורמים הפלישה להשפיע ולשמש מודל להערכת מערכת אנטי הגידול הרפוי. במערכות אלה, ויזואליזציה של תאים סרטניים המופץ בתוך רקמות חלל הפה יש בדרך כלל נערכו על ידי היסטולוגיה או קונבנציונלי או עם שיטות vivo bioluminescent. החיסרון העיקרי של שיטות אלה הוא חוסר היכולת לחזות במדויק את הטמון ולכמת תא בתחילת הפלישה הגידול הנובע האתר הראשי בשלושה ממדים. כאן אנו מתארים פרוטוקול המשלבת מודל הוקמה עבור קרצינומה של תאים קשקשיים של הלשון (סקוטי) עם הדמיה שני הפוטונים כדי לאפשר רב וקטורי להדמיה של התפשטות הגידול לשוני. OSC-19 ראש הגידול בצוואר קו התא תוכנן ביציבות לבטא את LifeAct F-אקטין פפטיד מחייב התמזגו לחלבון mCherry ניאון (LifeAct-mCherry). Fox1 נו / נו עכברים הוזרקו תאים אלה בצורה אמינה גידולים המאפשרים הלשון להיות דמיינו ידי יישום לשעבר vivo של מיקרוסקופיה שני הפוטונים. טכניקה זו מאפשרת ויזואליזציה orthotopic של מסת הגידול והמקומית פולשים לתאים לשונות נכרת ללא הפרעה של microenvironment הגידול האזורי. בנוסף, מערכת זו מאפשרת כימות של הפלישה תאים סרטניים על ידי חישוב מרחקים שפלשו להעביר תאים ממקום הגידול הראשוני. בסך הכל הליך זה מהווה מערכת מודל משופר לניתוח הגורמים שתורמים הפלישה Scot וטיפולים טיפולית המותאמת למנוע פלישה מקומית התפשטות גרורות רחוקות. שיטה זו גם יש את הפוטנציאל להיות משולב בסופו של דבר עם שיטות הדמיה אחרות בסביבה vivo.
Protocol
Discussion
מודלים העכבר orthotopic הוכיחו שימושי לחקר היבטים רבים של סרטן הראש והצוואר 1,2. יש לנו שילוב מערכת orthotopic מבוססת היטב של הסקוטי 3 עם הדמיה מיקרוסקופית שני הפוטונים של תאים mCherry שכותרתו כמערכת ללמוד את האירועים הראשונים של הראש והצוואר הפלישה גידול התא. בהליך זה, יש לציין כי תאים יכול לדלוף מאתר ההזרקה הגידול, בעיקר בעכברים שישה שבועות או פחות בשל גודל הלשון מספקת. אנו משתמשים עכברים מבוגרים, כדי למנוע בעיה זו. גודל הלשון גדול עם עכברים מבוגרים גם מסייע למניעת קרע של עורק לשונית דימום יתר מן הלשון. לקחת הגידול הוא משפר באופן דרמטי כאשר הלשון מתנפחת באתר ההזרקה הראשוני. שוככת זה נפיחות בתוך 1-2 שעות כמו הנוזל המוזרק נספג. הגידול מופיע מאליו 1-2 שבועות זריקה הודעה עם מספר הנייד הצביע על מוזרק כמו בליטה לבנה קטנה על פני הלשון. כמו כן, אנו מציינים כי על המטרה 40X שימוש במחקרים שלנו שהוצגו כאן, אנחנו לא יכולים להבדיל תאים סרטניים בודדים אך מזדהים IGS כאשכולות תא פולשנית כי לשחזר את מצב טיפוסי של הפלישה HNSCC.
עד כה במודל זה נעשה שימוש נרחב לבדיקת התפקיד של מולקולות ספציפיות, כמו גם מספר תרופות אנטי הגידול על הצמיחה Scot פלישה, עם יעילות נמדדת גרורות הצומת לימפה בצוואר הרחם לנטר באמצעות IHC או bioluminescent שיטות 4-7. גידולים שנוצרו לידי ביטוי במערכת זו קרוב לפני השטח לשון (איור 7), המאפשר את היישום של מיקרוסקופיה שני הפוטונים גידולים התמונה כולה באתרו כמו רב הסלולר אשכולות פולשנית. ההליך יכול גם להיות מנוצל כדי להמחיש הפלישה הגידול עם רזולוציה הסלולר. מיקרוסקופיה דו פוטון נוצל בעבר ללמוד טיפולים ניסיוניים עבור סרטן הראש והצוואר ב 8,9 ו orthotopic xenograft 8,10 מודלים. עם זאת, ישנם שני הבדלים משמעותיים בין דוחות אלה פרוטוקול שלנו. ראשית, מחקרים אלה להשתמש בתוויות תאיים למקד / לזהות תאים סרטניים הראש והצוואר, אולי רק כדי להגביל את גילוי תאים סרטניים עם גישה נאותה במחזור הדם. הפלישה השנייה של תאים סרטניים קרוב ל האתר העיקרי משחזר סביר פעילות גרורתי מוקדם לא הוערך כפרמטר ניסיונית. פרוטוקול שלנו מספק את היכולת לכמת באופן ישיר הפלישה תאים סרטניים בכל נקודה במהלך התקדמות הגידול בלשונות העכבר. בעוד השיטה המתוארת כאן מתאר את ההליך באמצעות לשונות גזור, אנחנו נמצאים כרגע בתהליך של הסתגלות בשיטה זו כדי הפלישה הגידול התמונה עכברים חיים לשימוש בשילוב עם פליטת אור בו זמנית לפקח על הפלישה מוקדם, מעורבות קשרי לימפה מקומיות ו גרורות רחוקות אותו בעל חיים. שינויים בפרוטוקול עבור in vivo הדמיה דורשים עיצוב הבמה המתאימה מיצוב ושמירה על עכברים במהלך הדמיה, כמו גם מערכת מעשית שצריך להשקות את חלל הפה של בעכברים מורדמים במהלך ההליך הדמיה. אופטימיזציה פעם, עיבודים אלה יספקו את היכולת ללמוד את התפקיד של הפרו פולשנית מולקולות פוטנציאליות נגד פולשני לבדיקת תרכובות על הפלישה המקומית ומעורבות גרורות מרוחקות יותר אצל בעלי חיים על פני תקופות זמן ממושך.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
נתמך על ידי subproject של NIH מענק P20 RR16440 ומענק גשר בין משרד אוניברסיטת וירג'יניה המערבית של מחקר וחינוך בוגר כדי ויד ס. סיוע טכני בין לופז ל-סקינר במהלך השלבים המוקדמים של פיתוח הפרויקט היא הודתה בהכרת תודה. המחברים הם גם אסיר תודה על סיוע טכני OSC19 תאים ג'מאיירס ומ יונס (המחלקה לכירורגיה ראש וצוואר, MD Anderson Cancer Center, ביוסטון, טקסס), פ 'טרנר ק סקרסט (מערב וירג'יניה אוניברסיטת המחלקה פתולוגיה בנק רקמות) לעיבוד ונהלים היסטולוגית, ר 'Wysolmerski (אוניברסיטת וירג'יניה המערבית, המחלקה לנוירוביולוגיה אנטומיה) על הקמת LifeAct-mCherry וג' בר (אוניברסיטת צפון קרוליינה) עבור וקטור pLL7.0 lentiviral. השימוש במתקן אוניברסיטת וירג'יניה המערבית הדמיה מיקרוסקופית (נתמך על ידי NIH מענק P20 RR16440 ואת באב מרי רנדולף Cancer Center) מעבדה שאינו ליניארי שלה מיקרוסקופיה אופטית (NLOM, נתמך על ידי פעולה משותפת בין וירג'יניה המערבית המרכז האוניברסיטאי למדעי המוח ואת וירג'יניה המערבית אוניברסיטת המחלקה לפיסיקה / מערב וירג'יניה הננו יוזמת) היא גם הודתה בהכרת תודה. NLOM הוא נתמך בחלקו על ידי מענק NIH P30 RR031155 למרכז 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).
