Insan prostat kanser ortotopik bir model akciğer tümör hücreleri ve farklı metastaz oluşumu dolaşan tümör boyutu ölçümü sağlar. Hücreler birincil organı kaçmak gerekir gibi, kan dolaşımına girerek, ve bir ikincil site içine implant, bu modeli etkin insanlarda senaryo tartışıldı.
Bizim laboratuvar, insan prostat kanseri (PCA) yeni bir orthotopic implantasyon modeli geliştirmiştir. PCa ölüm primer tümör nedeniyle, daha çok ayrı metastaz oluşumu değil gibi, etkili bir şekilde ön-klinik bu ilerleme model kabiliyeti yüksek bir değer taşımaktadır. Bu modelde, hücreler, doğrudan doğruya Balb / c atimik farelerdeki prostat ventral lob içine yerleştirildi ve 4-6 hafta boyunca ilerlemeye bırakılır. Deney her birinden, birçok farklı uç noktalar öyle bir ölçü ve moleküler karakterizasyonu primer tümörün, kan ve kemik iliğindeki dolaşan tümör hücrelerinin varlığı ve miktarının ve akciğere metastaz oluşumu gibi, ölçülebilir. Uç noktaları çeşitli ek olarak, bu model bir hücre yeteneği işgal ve kaçmak birincil organı girin ve dolaşım sistemi hayatta ve implant ve bir ikincil site büyümeye bir resim sağlar. Bu model metastatik ölçmek için etkin kullanılır olmuşturprotein ekspresyonu hem de değişikliklere hem de kısa bir gerçekleştirme süresi içinde küçük moleküllü terapötik cevaben tepki.
Prostat kanseri (PCa) erkeklerde en sık teşhis edilen kanserdir ve Amerika Birleşik Devletleri'nde 1 kanser ölümlerinin ikinci başta gelen nedenidir. PCa Death primer tümör oluşumu nedeniyle değil, metastaz oluşumu oldukça. Bu nedenle, hastaların metastaz önlenmesi büyük önem taşımaktadır. PCa'nın fare modelleri bu hastalık hakkında kritik biyolojik bilgi ortaya çıkarmak için seçenekleri bir çeşitlilik sunuyor.
PCa'nın fare modelleri çeşitli doğal faydaları ve sınırları, her mevcuttur. Insanlarda PCa frekans yüksek olsa da, doğal olarak oluşan bir PKa kanser 3 genel farelerin eşit duyarlılık rağmen, farelerde 2 son derece nadirdir. Bir kemirgen istisna methylnitrosourea ve testosteron 4 indüksiyon yoluyla yaşı 12 ay% 90 PCa'nın oranları elde edebilirsiniz Lobund Wistar sıçanlarda PCa gelişmedir. Bu nedenle, bu tür TRAMP gibi model sistemleri, indüklenenModeli (fare prostat transjenik adenokarsinom) yaygın olarak kullanılmaktadır. TRAMP modelinde prostat spesifik transgen ekspresyonunu indükler ve hiperplazisi lenfatik ve akciğer metastaz 5-6 prostatik epitel içi neoplazi (PIN), PCa normal ilerlemesini maruz olabilir. Bu modeller, tam tümör progresyonu dizi, hem de bozulmamış bir bağışıklık sistemi içeren ölçmek mümkün olan yararlar sağlar. Bununla birlikte, PCa gelişimi altında yatan moleküler olaylar fareler ve insanlar arasında farklı olabilir, ve fare ve insan klinik çalışmalar arasında korelasyon değişkenlik göstermiştir. TRAMP metastaz modeli geliştirmek amacıyla, yaklaşık 28 hafta gerektiren bir örnek Buna ek olarak, bu modellerin her ikisi de, zaman alıcıdır.
Metastazı okuyan, sık sık bir kuyruk ven veya sol ventrikül enjeksiyon modeli kullanılmıştır. Bu model hızlı gerçekleştirme süresi yararlanır, ve ayrıca kemik metastazı varlığını ölçebilirsinizözel hücre çizgileri ve koşullar kullanılarak bir. Yang ve ark. GFP pozitif PC3 hücrelerinin deri altına enjeksiyon yaygın kemik metastazı 7 yaygın neden olabilir, ve kuyruk ven ve intercardiac enjeksiyonları da kemik metastazı gelişimi 8-9 oluşturulan rapor etmişlerdir. Bu modellerin en büyük sınırlamalar prostat bezinin kendi içinde bulunan bir primer tümör eksikliği ile ilgilidir. Modelleri dolaşıma kanser hücrelerinin enjeksiyonu üzerine bağımlı için daha başka, bu metastatik kaskadının bütün ilk yarısını atlar. Bu sayede biyolojik metastatik dönüşümün önemli önlemlerdir birincil organı aracılığıyla işgali de dahil olmak ilk adım, incelenmesi engellemektedir. Metastatik dönüşüm çoğu düzenleyicileri doğrudan erken hücre istilasını etkiler. Kanser hücreleri yaymak kez, klonal varyasyon böylece biyolojik artan ölçüde genişletir gibi metastatik kaskad Erken adımlar, tedavi hedefleme için yüksek öncelikli siteleri teşkilal çeşitlilik ve etkili tedavi hedefleme azalan.
Bu modellerin sınırlamaları birçok yanıt için bir girişim olarak, laboratuvar insan PC3 PCa-M hücre hattı, direkt olarak Balb / c atimik farelerde prostat implante edildiği insan PCa ortotopik bir model geliştirmiştir. 4-6 hafta sonra, akciğer ve lenf düğümlerine tümör boyutu tümör hücrelerinin (kapalı zaman eğrilerinin) sirküle varlığı ve metastaz tüm ölçülebilir. Biz etkin insan PCa'nın metastazı 10 inhibe 4 'etkinliğini değerlendirmek için ,5,7-trihidroksiizoflavon (genistein) bu modeli kullandık. Genistein Besin tüketimi ile prostat kanseri metastaz ve ölüme 11-12 azalır bağlantılı olmuştur, ancak daha önce hiçbir çalışma genistein yönetimden hayvanlar veya erkeklerde PCa'nın metastaz değiştirebilir olmadığını tespit etmişti. Bu çalışmada, genistein ile tedavi, büyük ölçüde akciğer metastaz sayısını azalttığını gösterdi. Ayrıca, genistein al belirlendifokal yapışma kinaz (FAK), p38 mitojen ile aktive edilmiş protein kinazın (p38 MAPK), ısı şok proteini 27 (Hsp27) dahil olmak üzere, primer tümör birçok önemli pro-metastatik proteinlerin, aktivasyonunu ve ifade tarz × nda verildi.
Bu sonuçlar, klinik gözlemler ile karşılık gelmektedir. Farelerden elde edilen kan kullanarak, doğru genistein kan konsantrasyonlarını ölçmek mümkün olduğunu ve bu genistein normal besin tüketimi ile insanlarda seviyelerine benzer olduğu gözlenmiştir. Ayrıca, bizim grup tarafından yapılan bir Faz II çalışması genistein ile tedavi üzerine tespit, hücresel invazyonu ve metastaz ile ilişkili genlerin prostat dokusu mRNA ifadesinde düşüşler yaşanmıştır erkekler, özellikle Metaloproteinaz tip 2 (MMP-2) 13 matris.
Biz de insan PCa'nın metastazı 14 primer tümör değişmiş gen ürünü ifadesinin etkisini değerlendirmek için bu modeli kullandık. Tümör suppressor endoglin TGFβ süper ailesinin bir üyesidir ve 15 Smad sinyalleşme değiştirilmesi yolu ile, in vitro olarak insan PCa hücre işgalini engeller. İnsan PCa metastazında endoglin etkisini belirlemek için bu çalışmalar genişletilmiş. Kararlı endoglin yok etme, sentezleme hücre hatları üzerinden vektör kontrolü veya endoglin farelere implante edildi. Endoglin demonte hücreler, farelerin% 38 en yüksek akciğer metastazı sayısı, hem de CTCS gösterdi. Kontrol vektörü ile implante Mice farelerin sadece% 18 daha az akciğer fare başına metastaz ve kapalı zaman eğrileri ile, orta tepki gösterdi. Yüksek endoglin implante farenin akciğer metastazı hemen hemen komple bir şekilde bastırılmasına, ve kapalı zaman eğrileri tam bastırma göstermiştir.
Bunlar, bu teknik olan uygulamaların çeşitli sadece iki örnektir. Ilaç keşfi kaynaktan, moleküler biyoloji modelleme değişiklikler, bu model, tümör büyümesi ve mol ile ilgili çeşitli fonksiyonları etkilerini değerlendirmek için bir yüksek verimli bir yöntem sunmaktadırcular değişikliği, kapalı zaman eğrileri varlığı ve akciğer ve lenf düğümlerinde ayrı metastaz oluşumu.
Bu yazıda, insan PCa'nın metastaz yeni fare modeli sağlar. Bu modelde, insan hücre çizgileri PCa PC3-M orthotopically 4-6 hafta boyunca gelişmeye bırakıldı Balb / c atimik farelerde ve tümör prostat doğrudan implante edilir. Temsilci sonuçlar bölümünde, fare ağırlığı ve yiyecek tüketimi, tümör boyutu ve ağırlığı, tümör moleküler özelliklerinin ve akciğere ayrı metastaz oluşumu da dahil olmak üzere elde edilebilir veri, örneklerini göstermektedir. Ayrıca, ek çıkışları geniş bir yelpazede özel bir araştırma çıkarlarına bağlı olarak ele alınabilir. Bir örnek, kan ve kemik iliği için kapalı zaman eğrileri varlığıdır. Kapalı zaman eğrilerinin nispeten nadir bir olay (biz kontrol hayvanlarının yaklaşık% 5-20 olarak CTCS gözlemlemek) gibi, bu deneylerde beş farelerin hiçbiri CTCS geliştirdiği sürpriz değildi. Bizim laboratuvar da nükleer hücre morfolojisi ölçerek hücresel yapışma değişiklikleri belirlemek için bu modeli kullandıprostat dokusu 10. Biz de Ki67 ve prostat tümörünün 14 TÜNEL boyama kullanılarak primer tümör çoğalması ve apoptoz durumunu değerlendirmek için bu modeli kullandık.
Elde edilebilir veri çıkışları çok çeşitli ek olarak, bu model her iki protein ifadesindeki değişiklikler gibi küçük moleküllü terapötik etkilerini belirlemek için kullanılabilir. Insan PCa'nın metastaz çok spontan ve uyarılmış modelleri ile karşılaştırıldığında, sadece 4-6 hafta yüksek bir gerçekleştirme süresi var. Böyle kuyruk ven veya intercardiac enjeksiyon modelleri gibi yüksek bir gerçekleştirme süresi ile diğer modellerde, dolayısıyla tamamen klinik metastatik kaskad yansıtan değil, hiçbir primer tümörün sınırlamaları vardır. Bizim modelde, tümör hücreleri, kökeni birincil sitesine kaçış girin ve dolaşım sistemi hayatta ve bir ikincil site içine implant gerekir. Bu protein ifadesinde, terapötik bir müdahale veya değişiklik bir etkisi teslim hangi ek adımları sağlar. Ilavesirak, primer tümörün varlığı gibi lusiferaz-tabanlı IVIS 16-17 gibi yeni görüntüleme teknolojileri bu modelin kolay uygulama için izin vermelidir.
Bu modelin faydaları çok çeşitli olmasına rağmen, dikkate alınması gereken birkaç sınırlamalar da vardır. Çalışmaların giderek artan sayıda tümör mikro-ve metastaz 18 gelişiminde bağışıklık sisteminin önemini göstermektedir. Bu modelde, bir atimik dolayı kemirgen kullanımına, bağışıklık sisteminin etkilerini değerlendirmek için yeteneği mümkün değildir. İkinci bir kısıtlama PC3-M hücrelerinde, androjen tepki eksikliğidir. PCa'nın ilk teşhis edilmesi üzerine, hastalar sıklıkla ilk basamak tedavi olarak androjen tedavisi uğrayacaktır. Ancak hastalar en sonunda androjen dayanıklı ve tümörlerin yeniden büyümeye başlar olacaktır. PC3-M hücreleri androjen reseptörü eksikliği gibi, bu model sadece post-androjen dayanıklı c üzerinde ilaç tedavisi veya protein modülasyon etkilerini ölçenancer. Bu bir sınırlama olmasına rağmen, androjen duyarlı PCa'nın şu anda iyi yönetilebilir ve etkili tedavi seçenekleri bir çeşitlilik vardır ve böylece androjen dirençli kanser okudu daha belirgin hale gelmiştir. Bu model aynı zamanda, özellikle fare değişkenliğe fare en aza indiren, farelerin bir inbred soy kullanır. Bununla birlikte, bu suş kliniğe bu verileri ekstrapolasyon zaman alınması gerektiğini ve böylece bakım, özellikle proteinler ya da küçük moleküllerin özellikle duyarlı olabilir.
Bu modeli 4-6 hafta hızlı bir gerçekleştirme süresi içinde ilaç etkinliğini etkili bir ölçüm sağlar rağmen, bu dikkate uzun vadeli ilaç dozaj etkileri alamazlar. Birçok mevcut tedaviler uzun süreli temastan sonra, hastalar ilaca dirençli kanserlerde yıllar sonrası tedavi ile geri dönebilir. Bu tekniğin bir hızlı dönüş tedaviye dirençli olmak için bir tümörün yeteneğinin etkili modellenmesi için izin vermez. Bununla birlikte, bu eski modülasyonu ileperiment, tedaviye dirençli insan prostat kanser hücreleri implante edilebilir ve PCa, tümör büyümesi ve metastazının önlenmesi ikinci nesil terapötik etkinliği modellenebilir. Bir grup zamanla bir primer tümör moleküler değişiklikleri incelemek için çalışıyordu, ayrıca, bu tür TRAMP model olarak daha uzun vadeli bir model olasılıkla bu çalışmalar için daha etkili olacaktır.
Bu modelin bir diğer sınırlama sadece lenf düğümleri ve hayvanların akciğerlerine farklı metastaz yayılması olduğunu. İnsan sıcak otopsi çalışmaları 19 ile gösterildiği gibi, bu sitelerin her ikisi de, metastaz sık ve klinik olarak ilgili bölgelerdir. Bununla birlikte, klinik olarak kemik metastazı insan PCa önemli bir özelliği teşkil eder ve bu nedenle bu modeller yansıtan ilgi çekmektedir. Ne yazık ki, bu kuyruk damarından, intercardial enjeksiyon veya doğrudan emplantasyon olmadan kemik metastazı gösteren çok az modelleri ile, bir fare modelinde özetlemek zordurkemiğe 20. Kemiğe hedefleyen anahtar deneysel önem taşımaktadır Bu nedenle, başka bir modeli daha etkili olabilir. Bununla birlikte, bu örnek, kemik iliği, tümör hücrelerinin, dolaşımdaki şeklinde kemik trafik bir ölçüde sağlamaktadır.
Bu kısıtlamalara rağmen, bu tekniğin insan PCa'nın güçlü bir modeldir. Kısa gerçekleştirme süresi içinde primer tümör gibi metastatik oluşumu hem de etkilerini ölçmek için yeteneği uygulamalar geniş bir yelpazede sunar. Bu modelde, hücre, birincil organı kaçış girerek kan hayatta ve bir ikinci site implant, insanlarda süreci yansıtan gerekir. Primer tümörün moleküler özelliklerinin ek ölçüm, hücre morfolojisindeki değişiklikler ve dolaşan tümör hücrelerinin varlığı, bir modelden gelen bir bilgi geniş nefes sağlar. Bu prosedür, ilaç keşfi bağlamında hem de tümör biyolojide değişiklikleri incelemek için de kullanılabilir.
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma RCB'ye, CA122985 ve Prostat SPOR CA90386, ve JMP, NIH T32 AG000260 "Yaş-İlgili Hastalıklarda İlaç Keşfi Eğitimi" ve Walter S. Ve Lucienne tarafından Sağlık (NIH) Ulusal Enstitüleri hibe tarafından desteklenmiştir Northwestern Üniversitesi Yaşam Bilimleri Arboretum Yüksek Lisans Programı. Biz de Northwestern Üniversitesi'nde Fare fenotipleme ve Histoloji Laboratuvarı ve Patoloji Çekirdek Tesisi teşekkür etmek istiyorum.
Equipment | |||
1 ml Syringe, Tuberculin, Slip-Tip | Becton Dickinson | 309659 | |
23 G 3/4 Precison Glide Needle | Becton Dickinson | 305143 | |
30 G 1/2 Precision Glide Needle | Becton Dickinson | 305106 | |
Alcohol Wipes | Triad | 10-3001 | |
Autoclip Applier, 9mm, Stainless Steel | Becton Dickinson | 427630 | |
Clips, 9mm | VWR | 15431-673 | |
Convertors Polyline Towel (Sterile) | Cardinal Health | 3520 | |
Cotton-Tipped Applicators, 6 inch, Sterile, Wooden Shaft | Fisher | 23-400-125 | |
Curad Sterile Cotton Balls | VWR | 500043-544 | |
Derf Needle Holder, Integra Miltex, 121 mm (4 3/4″) | VWR | 95039-192 | |
Duraprene SMT Sterile Neoprene Powder-Free Surgical Gloves | Cardinal Health | 2D72PN70 | |
Germinator 500 | Cell Point Scientific | SN 7030 | |
Kendall Monojet Needles, 1/2 cc syringe with permanent 28 G 1/2 needle | Tyco | 1180528012 | |
Medium Heating Pad | VWR | 100229-094 | |
Merit Iris Scissors, Sklar, 11.4 cm (4 1/2″) | VWR | 94000-000 | |
Metric/English Vernier Caliper | VWR | 19155-057 | |
PDS*11 Violet Monofilament Sutcher 4-0, 27″ | Ethicon | Z304H | |
VetEquip Inhalation Anesthesia System | Contact Your Animal Facility for Availability | ||
VWR Premium Tissue Cassettes | VWR | 18000-010 | |
VWR Specimen Forceps, Serrated, Straight, 114 mm (4 1/2″) | VWR | 82027-440 | |
Reagents | |||
Betadine Surgical Scrub | Fisher Healthcare | 19-027132 | |
Buprenex | Controlled Substance – Obtain from Animal Facility | ||
Dako DAB + Chromagen | Dako | K3468 | |
Dako Envision + System HRP-Labeled Polymer, Anti-Rabbit | Dako | K4003 | |
Dako Envision Kit Protein Block | Dako | X0909 | |
Formalin | VWR | 95042-908 | |
GFP Antibody | Invitrogen | A11122 | |
Hematoxylin | Mayer | MH580-2.5L | |
Meloxican | Obtain from Animal Facility | ||
Nembutal | Controlled Substance – Obtain from Animal Facility | ||
Rneasy RNA Isolation Kit | Qiagen | 74104 | |
Sterile Saline | Obtain from Animal Facility | ||
Taqman Reverse Transcription Reagents | Life Technologies | N8080234 | |
TaqMan Universal PCR Master Mix | Life Technologies | 4304437 | |
Trizol | Invitrogen | 10296 |