המטרה של פרוטוקול זה היא להפגין אינטרה-הערמונית הזרקה של תאי סרטן הערמונית, עם סירוס עוקבות. Orthotopic מודלים קליניים של סירוס עמידים ו אנדרוגן תלויי סרטן הערמונית הם קריטיים כדי לחקור את המחלה בהקשר של microenvironment של הגידול הרלוונטית קלינית, מארח immunocompetent.
Orthotopic הגידול דוגמנות הוא כלי רב ערך למחקר סרטן הערמונית ניסויים פרה-קליניים, כפי יש מספר יתרונות על פני שניהם תת עורית של הטרנסגניים מהונדסים גנטית עכבר מודלים. בניגוד תת עורית גידולים, גידולים orthotopic מכילים להערכת מדויקת יותר מבחינה רפואית, גידול microenvironment ואת התגובות טיפולים מרובים. לעומת מודלים מהונדס גנטית עכבר, orthotopic מודלים יכול להתבצע עם עלות נמוכה יותר, בעוד פחות זמן, לערב את השימוש בעכבר הטרוגנית ומורכבת מאוד או שורות תאים סרטניים אנושיים, אלא זה יחיד שינויים גנטיים, ותא האלה קווים יכול להיות מהונדסים גנטית, כגון אקספרס סוכני דימות. כאן, אנו מציגים פרוטוקול בניתוח הזרקת קו תא סרטן הערמונית מאתר לוציפראז – ו mCherry-ביטוי לתוך האונה הערמונית הקדמי של עכברים. עכברים אלה פיתחו גידולים orthotopic היו לא-פולשנית בפיקוח ויוו וניתח בהמשך הגידול נפח, משקל, העכבר הישרדות של הסתננות המערכת החיסונית. יתרה מזו, orthotopic נושאות עכברים היו בניתוח עיקור, המוביל רגרסיה הגידול מיידית הישנות עוקבות, המייצגים סירוס עמידים סרטן הערמונית. למרות מיומנות טכנית נדרש כדי לבצע הליך זה, מודל זה syngeneic orthotopic של אנדרוגן תלויי והן סירוס עמידים סרטן הערמונית הוא לעזר כל החוקרים בתחום.
סרטן הערמונית מעריכים כי יש את השכיחות הגבוהה ביותר (גברים 161,360) ולגרום למותם סרטן הגברי השלישית (גברים 84,590) ב- 20171. לאחר אבחון, גידולי הערמונית הן אנדרוגן תלויי, מטופלים על ידי prostatectomy כירורגי, טיפול בקרינה, ו/או טיפול מניעת אנדרוגן (ADT), ובכל זאת כל טיפול מזוהה עם מספר מרכזי morbidities וסיבוכים2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10. למרות רגרסיה הגידול לאחר ADT, כמעט כל הגידולים יישנו כמו סירוס עמידים סרטן הערמונית (CRPC). בשלב זה, אושרה טיפולים הכוללים דוסטקסול, Sipuleucel-T חיסוני, ואת enzalutamide מולקולות קטנות אנטי אנדרוגן abiraterone, עדיין אין טיפול פרטני מקנה יתרון הישרדות של יותר מ- 5.2 חודשים11, 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17. לכן, גברים בכל שלבי סרטן הערמונית צריכים הן אפשרויות טיפול משופר וניהול של morbidities, עבור המחלה קליניים אופטימלית דוגמנות הוא קריטי.
עם ההליך הנכון, שורות תאים סרטן הערמונית יכול להיות בניתוח שהוחדרו לתוך הערמונית מאתר, המובילים להתפתחות של שני גידולים orthotopic syngeneic או xenogeneic. Orthotopic הגידול דוגמנות הוא אידיאלי עבור כל גידול ביולוגיה סמים פיתוח ומחקר, ומאפשר התפתחות גידולים עם microenvironment הגידול נציג קלינית (טיים). מחקרים קודמים הראו שיש תת עורית (ש) גידולים להערכת הגידול מסולף, שמוביל דיפרנציאלית ופחות מדויק קלינית תגובות אנטי-אנגיוגנזה טיפולים18,19. בנוסף, מחקרים רבים הבחינו היעילות עלייה או ירידה של chemotherapeutics מרובים בטיפול באותו קו תא, תלוי אם זה היה מנוהל ספורטינג או orthotopically, שהכי האחרון אשר ייצג מה שנראה בן אנוש סרטן20,21,22. עוד, רק במודל orthotopic של סרטן המעי הגס, אבל לא במודל ספורטינג, גידולים ייצרה הנכון degradative אנזימים הדרושים לגרום גרורות23. לבסוף, כמו immunotherapies להמשיך להגיח בחוד החנית של טיפול בסרטן, במיוחד כאשר יש להם עדיין לספק יתרון משמעותי עבור24,סרטן הערמונית25, מודלים קליניים syngeneic עם טיים מדויק, ניקוז הלימפה immunocompetent המארחים הם קריטיים.
ישנם גורמים רבים אחראי על ממצאים אלה לא עקבי המבוססת על גידול האתר. עם טיים שונות, תאים סרטניים נחשפים אנדותל רקמות ספציפיות שונות ואין לשנותן אנגיוגנזה, ובכך להשפיע על גידול פיתוח26,27. Orthotopic גידולים עם טיים הנכונות לאפשר משלוח סמים הרלוונטית קלינית, תנאים שתקבעו, והערכה של טיפולים אנטי-אנגיוגנזה28. בעוד מודלים מהונדס גנטית (אבני חן) להכיל של טיים מדויק, הם דורשים זמן זמני עבור רבייה, עלות גבוהה, והם לעתים קרובות בהתבסס על מניפולציות של יחיד או מספר גנים בנוקאאוט או overexpressed מעבר רמות הרלוונטית קלינית. לעומת זאת, הקווים התא סרטן הערמונית אנושית או מאתר בשימוש orthotopic גידולים, כמו גידולים אנושיים, מורכבים הרבה יותר גנטית בתוך תאים בודדים והן בהצגת הטרוגניות בין תאים29,30. גם בניגוד אבני חן, שורות תאים סרטן orthotopic שניתן הנדסה לאחור כדי להביע שיטות הדמיה או עלה או ירד רמות של מולקולות אחרות של עניין, ולא במבחנה ויוו ניסיוני תוצאות ניתן להשוות ישירות. גידולים Orthotopic יכול להיווצר גם מתאי העיקרי נגזר החולה. כאן, אנו מדווחים על המתודולוגיה לביצוע אינטרה-הערמונית זריקות של תאי סרטן הערמונית טופס גידולים אנדרוגן תלויי orthotopic, ו, לאחר סירוס, להישנות כמו orthotopic CRPC.
כתב יד זה אנחנו חלוקה לרמות את פרוטוקול כדי לבצע ניתוח סרטן הערמונית-“אינטרה” תא זריקות. אנחנו מנוצל את אנדרוגן תלויי ואת MYC –overexpressing (ביטויMYC נתפסת על 80-90% של סרטן הערמונית האנושי39) מאתר סרטן הערמונית תאים בטור, Myc-קאפ, במקור מבודד מן העכבר Hi-Myc32 ,33. שורת התאים. זה היה transduced stably לבטא לוציפראז והן mCherry, עבור לא פולשנית ויוו הדמיה הגידול זוהרים, פלורסנט, בהתאמה. עוד, ניתוחי סירוס בוצעה גם לאחר פיתוח אנדרוגן תלויי סרטן, המוביל רגרסיה הגידול הישנות עוקבות. לכן, אנו מספקים פרטים לדגם orthotopic אנדרוגן תלויי סרטן הערמונית וגם CRPC ב מארח immunocompetent.
כובע myc התאים היו מוזרק לתוך האונה הערמונית הקדמי של עכברים. הערמונית עכבר מורכב האונות הקדמיות, הגחון ו דורסולטרלי ערמונית, בלוטת הערמונית האנושי מורכב אזור הפריפריה, אזור המעבר וכן אזור המרכז בתוך האונה יחיד40. בעוד מחקרים קודמים יש לי מבחינה אנטומית, בהיסטולוגיה לעומת האונה דורסולטרלי העכבר כדי ההיקפית האנושי אזור, האתר של הרוב המכריע של סרטן הערמונית41, ואת האונה הקדמי העכבר על אזור המרכז האנושי42, 43, ניתוח האחרונות ומקיף יותר הוכיח כי באונה הקדמי של האונה דורסולטרלי להציג דפוסי ביטוי גנים הקשורים קשר הדוק, לעומת האונה הגחון. 44 נוסף, התפתחות סרטן הערמונית נצפתה באונה הקדמי של אבני חן40, ומאפשר, שהפרוצדורה אינטרה-הערמונית, האונה הקדמי עבור ההזרקה של הנפח של סרטן תאים פתרון בשכנוע מינימלי ולשינויים.
באמצעות ספורטינג ופנינה הטרנסגניים סרטן הדגמים יש מספר חסרונות ומגבלות. ספורטינג גידולים גדלו ב טיים מלאכותי יש תגובות דיפרנציאלית chemotherapies, בניגוד בשני גידולים orthotopic שורות תאים זהה, מחלות אנושיות20,21,22. זה יכול להיות בגלל להערכת מסולף של גידולים ספורטינג, למשל, את תגובתם דיפרנציאלית אנטי-אנגיוגנזה טיפול18,19. להיפך, orthotopic גידולים לפתח עם טיים המתאים של ניקוז הלימפה, להערכת, ניתן לבצע באמצעות שורות תאים מאתר, ובכך גם לאפשר לניתוח של הגידול אימונולוגיה, בתגובה immunotherapies.
אבני חן הטרנסגניים לפתח גידולים עם טיים המתאים במארח immunocompetent, עדיין מודלים אלה בדרך כלל לפשט סרטן אנושי על ידי פיתוח גידולים עם שינויים גנטיים בודד או מספר29. ניתוח של Myc-קאפ וקווים אחרים של התא סרטן הערמונית חשף כי הן הכילו הרבה שינויים מספר גדול של עותק סומאטית והשינויים כרומוזומלית מאשר גידולים של העכברים Hi-Myc ואבני אחרים שמהם שהיו הנגזרות29. יתר על כן, אבני חן מוגבלים על ידי עלות מוגברת ואת הזמן הדרוש עבור עכברים רבייה לבצע ניסויים של מתח מספיק. Orthotopic הגידול דוגמנות ניתן להתגבר על מגבלות אלה. שורות תאים אנושיים וסרטן הערמונית מאתר להכיל שינויים גנטיים רבים הנוגעים מחלות אנושיות29, וגם, כמו סרטן אנושי, להציג הטרוגניות נהדר בין תאים בודדים30. גידולים syngeneic מאתר Orthotopic מאפשרים ניתוח חיסוניות, בזמן orthotopic גידולים xenogeneic האנושי מאפשרים ניתוח של הרפוי על תאי האדם. בסופו של דבר, בניגוד עם אבני חן, התא יכול להיות שונה קווים לפני זריקה, המאפשר ביטוי של ביולומנאסן או פלורסנט הדמיה מולקולות לעקוב אחר הגידול, לנרמל את נטל הגידול בקרב קבוצות הניסוי, לפקח על התגובה לטיפול, וכדי בצע רגרסיה הגידול CRPC הישנות לאחר סירוס כירורגי.
השלבים הקריטיים של פרוטוקול זה כוללים איתור להחצין את שלפוחית הזרע ואת המצורפת האונה הערמונית הקדמי ללא גרימת נזק לרקמות אחרות או ניקב את שלפוחית הזרע, ביצוע זריקת אינטרה-הערמונית מוצלח של µL 30 של תא ההשעיה ללא דליפה, ואיסוף כראוי דליפה כלשהי למניעת התפתחות גידולים שאינם-orthotopic לאורך כל הבטן. המגבלה העיקרית של זריקות אינטרה-הערמונית היא השגת את מיומנות טכנית הדרושה כדי למזער את הגידול השתנות בין עכברים. זה חשוב במיוחד עבור מידול CRPC, שבו יש במשתנה נוסף של סירוס כירורגי. עכברים אינטרה-prostatically מוזרק ולא מסורס חייב גם להיות במעקב מקרוב עבור שחזור של אירועים קשים, כפי שעברו שני ניתוחים הישרדות הגדולות. מגבלה נוספת היא הזמן של כל זריקה של הערמונית-“אינטרה”. זה יכול להיות מופחת כדי נמוך כמו 20 דקות, וכן המנתח עוזר ניתן להכין את העכבר הבאה כמו העכבר הנוכחי מאוחה. לבסוף, orthotopic Myc-כיפה-גידולים אגרסיביים, במהירות גוברת גידולים להגיע אל נקודת הקצה של הישרדות כ 46 ימים (ולא מוקדם ככל 35 ימים) עקב הגידול העיקרי. מחקרים הדורשים פיתוח הגידול איטי או טיפולים לטווח ארוך צריכה להיות ממוטב מדעית הזרקת הראשונית תא ספירת וטיפול משטר. בניגוד המגבלות של ספורטינג גידולים, אבני חן, כל המגבלות הנ של הדגם גידול orthotopic ניתן להתגבר, שינויים נוספים של הפרוטוקול שניתן יהיה מבוסס על הצרכים האישיים ניסיוני.
כמו orthotopic הגידול דגם כרוכה בשימוש במבחנה-מטופל תאים, התאים האלה יכול להיות שונה בהתאם לצרכים של המחקר. כאן, אנחנו ששינה תאים אלה לבטא stably לוציפראז ואת mCherry לניטור ויוו הגידול. ערכנו גם פצצה CRISPR-Cas9 של מדכאי PTEN, כדי ליצור קו אגרסיבי יותר, הרלוונטית קלינית תא גדל מהר כמו orthotopic גידולים (כתב היד בסקירה). עם היתרונות של הדגם גידול orthotopic, היכולת ללמוד אנדרוגן תלויי סרטן הערמונית ו- CRPC וגם את היכולת לבטא שיטות הדמיה או נוקאאוט או overexpress בחר גנים, פרוטוקול זה משמש משאב יקר-ערך עבור כל למחקר סרטן הערמונית.
The authors have nothing to disclose.
עבודה זו נתמכה על ידי המכונים הלאומיים לבריאות מענקים Thumbikat חיים גרינברג (NIDDK R01 DK094898), Sarki חיה פרנקל (NCI R01 CA167966, NCI R01 CA123484, NCI P50 CA180995) של יונתן אנקר (NCI F30 CA203472).
Myc-CaP cell line | ATCC | CRL-3255 | Verify as mycoplasma-free before use |
Micro-dissecting scissors | Roboz | RS-5910 | |
Graege forceps | Roboz | RS-5135 | |
Graefe tissue forceps | Roboz | RS-5150 | |
Olsen-Hegar needle holder with suture cutters | FST | 12002-12 | |
50 µL Syringe 705 RN SYR | Hamilton | 7637-01 | Sterilize by ethylene oxide gas |
28-gauge Needles Small Hub RN | Hamilton | 7803-02 | Point style 4, Angle 45°, Length 0.75 in. Sterilized by ethylene oxide gas |
RPMI | Gibco | 18875-093 | |
FBS | Gibco | 10437-028 | |
Pencillin/Streptomycin | Gibco | 15140-122 | |
PBS | Gibco | 14190-144 | |
0.25% trypsin-EDTA | Gibco | 25200-056 | |
Matrigel basement membrane matrix, phenol red-free, LDEV-free | Corning | 356237 | Thaw on ice in 4°C overnight before use |
Isoflurane | Henry Schein | 11695-0500-2 | Acquired from Northwestern University Center for Comparative Medicine (CCM) |
26 5/8-gauge syringe | BD | 309597 | For meloxicam and buprenorphine injections |
Buprenorphine hyrochloride 0.3 mg/mL | 12496-0757-5 | Controlled substance, acquired from Northwestern University CCM | |
Ophthalmic ointment lubrication | Akron | 17478-162-35 | |
Betadine surgical scrub (povidone-iodine, 7.5%) | Purdue Products | 67618-151-16 | |
Sterile non-adhering pads | Moore Medical | 10775 | |
Sterile alcohol wipes | Fisher Scientific | 22-363-750 | |
Surgical microscope Stemi DV4 | Zeiss | ||
Sterile polyester tipped applicators | Puritan | 25-806 1PD | |
5-0 vicryl absorbable reverse cutting needle sutures | eSutures | J493G | |
4-0 nylon monfilament non-absorbable reverse cutting needle sutures | eSutures | 699H | |
Glass bead sterilizer | Fine Science Tools | 18000-45 | |
Sterile saline 0.9% sodium chloride | Hospira | 0409-4888-02 | |
Meloxicam (Eloxiject) 5 mg/mL | Henry Schein | 11695-6925-1 | Acquired from Northwestern University CCM |
D-luciferin Firefly, sodium salt monohydrate | Goldbio | LUCNA | |
IVIS Spectrum Imaging System | PerkinElmer | ||
Cauery surgical pen | Bovie Medical Corporation | AA01 | |
CD3ε antibody (clone 2GV6) | Ventana | 790-4341 | |
Caliper | Fisher Scientific | 14-648-17 | |
Androgen receptor antibody | Thermo Scientific | RB-9030-P1 | 1:500 staining dilution |
Synaptophysin antibody (clone Z66) | Life Technologies | 18-0130 | 1:200 staining dilution |