Die Yeh Labor wird durch Forschungsmittel von einem American Cancer Society Institutional Research Grant (IRG-97-219-14) von einem Department of Defense Zuschuss an die Hollings Cancer Center an MUSC verliehen, durch Forschungsförderung (W81XWH-11-2- unterstützt 0229) bei MUSC und von einem preis vom Concern Foundation (zum ESY).

Das Protokoll folgt den Richtlinien und Tierpflegestandards der Medical University of South Carolina (MUSC) und seine Institutional Animal Care und Verwenden Committee (IACUC). 1. Lung Dissection <ol><li> Mammatumor-Dissektion (optional je nach Studienziele und ob Primärtumor Analyse oder Schwanzveneninjektion durchgeführt wurde). <ol><li> Euthanize Maus mit einer letalen Dosis von Isofluran-Narkose nach IACUC und Hochschulverordnung. Bestätigen Euthanasie durch chirurgische Luxation. </li><li> Am Schaumbrett, Stift mit Dissektion Stifte, indem Sie die Maus auf seiner Rückseite mit Gliedmaßen Verbreitung. </li><li> Spray-Maus mit 70% Ethanol. </li><li> Mit einer Pinzette, fassen Sie den unteren Teil des Tieres in den Mittelpunkt. </li><li> Verwendung Schere, schneiden oben in Richtung auf den Hals durch die Haut, man aufpassen, nicht in die Bauchhöhle der Maus durchbohren. </li><li> Schnitt zurück Haut an den Extremitäten, um Tumorgewebe zu offenbaren. </li><li> Sezieren Tumorgewebe und preserve von bevorzugten Verfahren wie Gefrier- oder Fixierung, zur weiteren Analyse (nicht weiter in diesem Protokoll beschrieben). </li></ol></li><li> Lungengewebe Dissektion. <ol><li> Wenn Tumorgewebe wurde wie oben beschrieben geerntet, festzunageln überschüssige Haut. </li><li> Mit einer Pinzette fassen Peritoneum am unteren Ende des Tieres und beginnen Schneiden nach oben in Richtung auf die Basis des Halses. </li><li> Vorsichtig entlang der linken und rechten Seite des Brustkorbs vorsichtig, um zu vermeiden Trennen keine Blutgefäße, die in die Brusthöhle bluten können geschnitten. Entfernen der Rippenknochen durch Schneiden nach links und rechts durch die Membran und den oberen Abschnitten der Rippen. </li><li> Mit einer Pinzette greifen die Luftröhre des Maus und nach vorne ziehen. </li><li> Sever die Luftröhre mit Dissektion Schere und der Lunge zu entfernen von der Maus. Hinweis: Das Herz kann in die Lunge angebracht bleiben. In diesem Fall sorgfältig sezieren Herzen von Lunge darauf achten, alle fünf Lappen zu sammeln (siehe Abbildung 1 </strong&gt;). </li><li> Waschen Sie sich leicht mit PBS, um überschüssiges Blut zu entfernen. </li></ol></li><li> Gross Bewertung der Lungengewebe. <ol><li> Option 1: In-vivo-Bildgebung. <ol><li> Luciferase-Bildgebung, ~ 10 min vor der Bilderzeugung, geben den Tieren eine 150 mg / kg Dosis von Luciferin durch intraperitoneale (ip) Injektion. Bild Lunge in vivo bei anästhesierten Tieren oder beim Entfernen nach der Sektion (2) 5. </li></ol></li><li> Option 2: Brutto Auswertung. <ol><li> Untersuchen Lunge unter Stereomikroskop zur Tumorknoten zu visualisieren. Hinweis: Wenn Zellen GFP-markierten kann ein Fluoreszenz-Stereomikroskop in der Lage, die eine Lichtwürfel mit dem entsprechenden Anregungs- / Emissionsmaxima (zB in der Nähe von 470/510 nm), um GFP erkennen verwendet werden, um die Lunge für die Fluoreszenz vor der Verarbeitung stereoskopisch untersucht werden. </li></ol></li><li> Wenn die Lunge sind sofort analysiert werden, ist dem Kapitel &#39;RNA Isolation&#39; fortzufahren. Andernfalls Snap freeze Gewebe unter Verwendung liquid Stickstoff oder Trockeneis. Bei -80 ° C. </li></ol></li></ol> 2. RNA-Isolierung Hinweis: Für die repräsentative Analyse wurde RNA mit Hilfe eines RNA-Extraktions-Kit (siehe Materialliste) isoliert. Während die aktuelle Analyse eines bestimmten Herstellers Produkt verwendet, eine Vielzahl von Isolation Kits sind von verschiedenen namhaften Herstellern. Zusätzlich werden nicht-Kit auf Basis Zentrifugationsverfahren auch eine Option. cDNA sollte auch von einer positiven Kontroll-RNA Probe hergestellt werden, beispielsweise eine Zelllinie oder ein Plasmid, für Standard-Kurvenanalyse. Alternativ kann eine positive Kontrolle, die für das Primer Sondensatz erworben werden (siehe Materialliste). <ol><li> Wenn Sie zuvor gefrorenem Gewebe, sammeln gefrorenem Gewebe auf Trockeneis. </li><li> Homogenisieren, mit einer der folgenden Methoden, wie beispielsweise Gewebe: Mörser Schleifen von Hand über Trockeneis nach dem Einfrieren Gewebe in flüssigem Stickstoff durchgeführt wird; Gewebehomogenisator oder mechanische Dissoziation Gerätpro Hersteller Vorschlag; Beschallung oder andere bevorzugte Methode. Hinweis: Für die repräsentative Analyse, ist die bevorzugte Methode der Homogenisierung Beschallung. <ol><li> Für die Analyse in Figur 3 dargestellt, herzustellen Lysepuffer (in RNA Isolation Kit bereitgestellt) und 2-Mercaptoethanol im Verhältnis von 20 ul 2-Mercaptoethanol für je 1 ml Lysepuffer. Resuspendieren Gewebe in 300 ul Lysepuffer ergänzt mit 2-Mercaptoethanol für jede 30 g Gewebe, und mit Ultraschall 10 s mit Beschallungsgerät bei 30% Amplitude eingestellt. </li><li> Wenn Sie nach dem Schleifen Mörser und Stößel, resuspendieren Grundgewebe in 300 ul Lysepuffer. </li></ol></li><li> Zugabe von 10 &amp; mgr; l Proteinase K bis 590 &amp; mgr; l TE-Puffer (10 mM Tris-HCl, pH 8,0; 1 mM EDTA). Fügen Sie 600 ul Proteinase K-Lösung, um alle 300 &amp; mgr; l (dh für jede 30 mg) von Gewebe. Inkubation für 10 min bei RT. Hinweis: Aufschlusszeit kann variieren. </li><li> Centrifuge Proben bei ≥13.000 g für 10 min, um Trümmer zu entfernen. </li><li> Überstand in ein neues Röhrchen. </li><li> Mit 450 &amp; mgr; l Ethanol (96% -100%) für jeweils 900 &amp; mgr; l des Überstands, um RNA auszufällen. </li><li> Übertragen 700 ul des Lysats / Ethanol Mischung auf die Säule. </li><li> Zentrifuge Proben bei ≥13,000 g für 1 min, um RNA zu Säule bindet. </li><li> Entsorgen flüssiger Abfall und fügen verbleibende Überstand zur Spalte wieder zu spinnen. </li><li> Sobald das gesamte Lysat durch die Säule geschleudert, mit 350 ul Waschpuffer 1 an dem oberen Abschnitt der Säule und Zentrifuge Proben bei ≥13,000 g für 30 sec. </li><li> Verwerfen von Flüssigkeit aus Säule und oberen Teil zu ersetzen. </li><li> Vorbereitung DNase durch Mischen von 5 Einheiten DNase I-Enzym mit 5 ul von 10x DNase und 40 ul DNase / RNase freiem Wasser pro Probe (Gesamtvolumen von 50 ul / Probe). </li><li> Dann werden 50 ul DNase mischen, um jede Spalte und Inkubation für 15 min bei RT. </li><li> Fügen Sie 350 ul Waschpuffer 1 bis Säule und zentrifugieren samsätze bei ≥13,000 g für 30 Sekunden. </li><li> Verwerfen von Flüssigkeit aus Säule und oberen Teil zu ersetzen. </li><li> Mit 600 &amp; mgr; l Waschpuffer 2 an die Säule und Spin 30 sec bei ≥13,000 g. </li><li> Verwerfen von Flüssigkeit aus Säule und oberen Teil zu ersetzen. </li><li> Fügen Sie 250 ul Waschpuffer 2 und Zentrifuge für 2 min bei ≥13,000 g. </li><li> Setzen Sie Teil der Kolonne in neuen Sammelröhrchen und entsorgen Sie alte Sammelröhrchen. </li><li> In 50 bis 100 &amp; mgr; l RNase / DNase freies Wasser zur Säule und Inkubation für 1 min. </li><li> Spin für 1 min bei ≥13,000 g. </li><li> Re-run bis Spalte gesammelten Eluats auf RNA-Ausbeute zu erhöhen. </li><li> Für den sofortigen Einsatz, halten Proben auf Eis und zur Quantifizierung. Für die spätere Verwendung, Snap freeze auf Trockeneis oder flüssigem Stickstoff. Bei -80 ° C Gefrierschrank bis sie benötigt. </li></ol> 3. Erststrangsynthese Hinweis: Für die repräsentative Analyse wurde die Reverse Transkriptase (RT) -Reaktion durchgeführt a First cDNA-Synthese-Kit für QRT-PCR entwickelt (siehe Materialliste). <ol><li> Wenn Proben wurden zuvor gesammelten, tauen Röhrchen auf Eis. </li><li> Messen Sie RNA-Menge mit einem Spektralphotometer. </li><li> Verwendung 0,5-2 ug Gesamt-RNA, führen die Erststrangsynthese unter Verwendung von reverser Transkriptase in cDNA Lager zu erzeugen. <ol><li> In sterile, RNase / DNase-frei PCR-Gefäße / Platten, bereiten Sie die Reaktionsmischung (Tabelle 1). Vorsichtig mischen und zentrifugieren. Programmieren Sie eine Standard-PCR-Maschine (Tabelle 2). </li></ol></li><li> Verdünnen Sie fertigen Reaktion auf gewünschte Lautstärke (in der Regel 50 bis 100 &amp; mgr; l) mit sterilen Nuklease-freies Wasser. </li></ol> 4. Echtzeit-PCR Hinweis: Für die repräsentative Analyse, SYBR Green verwendet wurde. Jedoch kann jede bevorzugte Methode im Ermessen des Benutzers ersetzt werden. <ol><li> Verwendung eines positiven Steuer cDNA, richten Sie eine Standardkurve für jedes Primerpaar. <ol><li> Für die Analyse gezeigt, in Abbildung 3, bereiten Sie die Standardkurve für den menschlichen HER2 mit dem Hersteller empfohlene positive Kontroll cDNA (siehe Materialliste). Für Maus GAPDH, verwenden Sie die Negativkontrolle Lungen-cDNA um eine Standardkurve zu erzeugen. Für jede Sonde, seriell verdünnter die cDNA 1: 4 bis 5-Norm zu erzeugen. </li></ol></li><li> Berechnen der Gesamtzahl der Proben, die der Standardkurve und die experimentellen Proben enthalten sollte. Hinweis: Für die Analyse hier beschrieben, wurden 2-3 experimentellen Wiederholungen pro Probe analysiert. Standardkurvenanalyse durchgeführt, um ein einfaches lineares Regressionsmodell, die angewendet werden, um die relative Menge von HER2 und GAPDH pro Probe zur endgültigen normierte Größe berechnen bestimmen zu erzeugen. Diese Analyse wird auch dafür sorgen, dass der Primer Effizienz angemessen für die Analyse bei der Hand ist. </li><li> In einem sterilen, RNase / DNase-frei Rohr, bereiten Master-Mix (Tabelle 3). <ol><li> Berechnen Mastermix amount pro Probe. Scale-up für mehr als eine Probe. Verwenden Sie einen Master-Mix für jeden experimentellen Gen von Interesse, als auch als interne Kontrolle, wie GAPDH. Verwenden Primer für GAPDH in einer Endkonzentration von 200 nM. Hinweis: Der interne Kontrolle ist besonders nützlich, wenn versucht wird, zwischen Mensch und Maus-Zell Ursprungs zu unterscheiden. Hinweis: Primer-Konzentration für HER2 wurde optimiert und durch den Hersteller bestimmt. </li></ol></li><li> Bereiten Testplatte, die 1 &amp; mgr; l cDNAs entsprechend jeder Standard- oder Versuchsprobe. Hierbei mindestens 1 cDNA-Probe / Vertiefung für jedes Primersonde. In 19 ul des Master-Mix pro Vertiefung für jedes Primersonde. Anmerkung: Für den repräsentativen Daten in Abbildung 3 wurden die cDNA-Proben in zweifacher Ausführung für jeden Primer Sonde analysiert und als der Mittelwert der zwei Proben grafisch dargestellt. </li><li> Führen Reaktion in QRT-PCR-Maschine mit den empfohlenen oder zuvor PCR-Protokoll getestet. Siehe Tabelle 4 </strong&gt; für den für die repräsentativen Daten in Abbildung 3 und 4 verwendeten PCR-Protokoll. </li></ol>

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ESY und MAA nicht durch FirstString Research Inc. verwendet und nicht ein finanzielles Interesse an der Gesellschaft halten. FirstString Research Inc. zur Verfügung gestellt, die die Luciferase Bilddaten, die in diesem Manuskript vorgestellt wurde. GSG ist Präsident und CEO von FirstString Research. CLG ist Mitarbeiter von FirstString Research. GSG und CLG haben Aktienoptionen durch FirstString Forschung ausgegeben.

Dieses Protokoll beschreibt Verwendung von QRT-PCR, um Brust Metastasierung von Tumorzellen in die Lunge mit einem Xenograft Mausmodell zu bewerten. Es wird anerkannt, dass andere Techniken, einschließlich Biolumineszenz-Bildgebung zur Verfügung und sind auch wirksam zum Erfassen Metastasierung obwohl ihre eigenen Werte und Grenzen. Die vorgestellten Daten zeigen, dass qRT-PCR stellt eine wirksame Maßnahme zum Nachweis von Tumor-abgeleitete mRNA im Lungengewebe zur Quantifizierung von Gesamt Metastasierung. Es wird v...

QRT-PCR-Analyse als ein Verfahren zur Beurteilung der Tumormetastasierung vorgeschlagen. Dieses Verfahren wird als eine Alternative für die Nutzer, die sich für die Bewertung der Metastasierung sind, aber keinen Zugriff auf bestimmte Geräte wie in vivo bildgebenden Geräten oder einem Fluoreszenz fähig Stereoskop vorgeschlagen. Eine Diskussion der am häufigsten verwendeten Verfahren wird durch eine Demonstration, wie qRT-PCR-Analyse kann entweder als getrennte oder als Begleiter Verfahren zur Metastasierung auszuwerten dieser genutzt werden können gefolgt. Dieses Verfahren hat das Potenzial, eine quantitative Analyse von metastatischen Last bereitzustellen. Standardverfahren der Brutto-Analyse, einschließlich der Visualisierung der Lunge unter einem Stereomikroskop sowie Serienschnitt gefolgt von Hämatoxylin und Eosin (H &amp; E) Färbung von Lungengewebe, quantifizierbar sind, sondern verlassen sich stark auf benutzerdefinierte Parameter zum Zählen 2-5. Bei der Bewertung der gesamten Lunge mit einem Stereomikroskop, nur große Oberfläche Metastasen sind visiBLE und Analyse erfordert die Prüfer, angemessene Kenntnisse der Lungen anatomischen Struktur, um festzustellen, was eine metastatische Läsion haben. Fluoreszenzmarkierung von Tumorzellen mit einem Marker, wie GFP und die Verwendung eines Stereomikroskops, das eine Licht Würfel mit dem geeigneten Anregungs- / Emissionsmaxima (zB in der Nähe von 470/510 nm für GFP) enthält hilft bei diesem Verfahren jedoch nur Oberflächentumorknötchen nachweisbar . Zusätzlich Fluoreszenz von Blutkontamination, die unter den gleichen Parametern wie GFP sichtbar ist, kann zu falschen Identifizierung möglicher Metastasen führen. Schneiden der Lunge, gefolgt von H &amp; E-Färbung auf Lungenmetastasen zu visualisieren ist eine nützliche Methode, um Mikrometastasen und anderen mikroskopischen Verfahren, einschließlich Immunzellinfiltration zu bewerten, sondern erfordert oft den Einsatz des gesamten Lungengewebe für die Paraffineinbettung, Schneiden und Färbeverfahren. Daher folgt dieser metho sind nachgeschalteten Verfahren nicht ideald. Obwohl quantifizierbaren, erfordert dieses Verfahren den Forscher eine Vielzahl von gefärbten Lungenschnitten pro Tier bewerten, um sicherzustellen, dass die Analyse berücksichtigt die gesamte 3D-Struktur der Lunge. Somit ist diese Art der Untersuchung zeitaufwendig, können Zählfehler zu führen, und die Analyse stützt sich stark auf Ermittler Diskretion. Mehrere in vivo bildgebenden Verfahren (zB MRT, PET, SPECT) werden gegenwärtig verwendet, durchzuführen oder zu testen, biologische Prozesse in experimentellen Tiermodellen 8. In vivo Biolumineszenz-Bildgebung ist eine gängige Methode verwendet, um eine grobe Ansicht von Metastasen 9 zu erwerben. Diese Technik wird im allgemeinen angewandt, um die Anwesenheit von Luciferase-Reporteraktivität zu beurteilen aufgrund der Akkumulation von Tumorzellen, die dazu entworfen sind, um eine Luciferase-Reaktionselement enthält, die in bestimmten Organen wie der Brustdrüse nach der Tumorzellimplantation und der Lunge, bei einer spontanen Metastasierung aufzuhalten 10. Visualisierung der Luciferase-Reporteraktivität durch die Anwesenheit von Luciferin-Substrat (D-Luciferin) induziert. Luciferase katalysiert die oxidative Decarboxylierung von D-Luciferin zu Oxyluciferin Erzeugen Biolumineszenz. Während informative wird dieses Verfahren durch mehrere Faktoren, einschließlich Substratstabilität (dh kurze Halbwertszeit), eine angemessene Verteilung des Substrats, wie sie an Versuchstiere geliefert wird, hängt, und geringe Nachweisempfindlichkeit 9 begrenzt. Ein Haupt Vorteil dieser Technik ist, dass sie nicht invasiv ist, kann an lebenden Tieren durchgeführt werden und kann auf den Nachweis von Tumorzellmetastasen in verschiedenen Organen, die nicht normal zu Dissektion 9,10 geerntet führen kann. Ein positiver Aspekt der in vivo bildgebenden Verfahren ist, dass das Lungengewebe ungestört so dass für sekundäre Eingriffe wie Paraffineinbettung oder wie hier, QRT-PCR-Analyse vorgestellt. Da jedoch QRT-PCR ist theoretically ein empfindlicheres Maß für die Erkennung, kann grobe Auswertung nicht verraten geringe Zahl von Tumorzellen in der Lunge vorhanden. Zwar nützlich, können die oben beschriebenen Bildgebungstechniken ersetzt oder die unmittelbar beschriebene qRT-PCR-Verfahren ergänzt werden. QRT-PCR hat das Potential, ein empfindliches Maß tumorderivierten mRNA innerhalb einer Lunge bereitzustellen.

<table><tbody><tr><td>2-mercaptoethanol</td><td>Fisher</td><td>BP176-100</td><td></td></tr><tr><td>DNAse</td><td>Thermo Scientific</td><td>EN0521</td><td></td></tr><tr><td>GeneJet RNA Isolation Kit</td><td>Thermo Scientific</td><td>K0732</td><td></td></tr><tr><td>iScript Reverse Transcription Supermix for QRT-PCR</td><td>Bio-Rad</td><td>1708841</td><td></td></tr><tr><td>iTaq Universal SYBR Green Supermix&amp;nbsp;</td><td>Bio-Rad</td><td>172-5121&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>PrimePCR SYBR Green Assay: ERBB2, Human&amp;nbsp;</td><td>Bio-Rad</td><td>100-25636&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>PrimePCR Template for SYBR Green Assay: ERBB2, Human&amp;nbsp;</td><td>Bio-Rad</td><td>100-25716&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>gapdh Primer Sequence</td><td></td><td></td><td>For-ATGGTGAAGGTCGGTGTGAACG Rev-CGCTCCTGGAAGATGGTGATGG</td></tr></tbody></table>

evaluation of lung metastasis in mouse mammary tumor models by quantitative real-time pcr

Metastasen ist die Verbreitung von bösartigen Tumorzellen aus dem Primärkrebs Website zu einem entfernten Orgel und ist die Hauptursache von Krebs Tod 1. Gemeinsame Standorte Metastasierung sind Lunge, Lymphknoten, Gehirn und Knochen 2. Mechanismen, die Metastasen zu fahren sind intensiv Bereichen der Krebsforschung. Folglich effektiven Tests, um metastatic Belastung zu messen in entfernten Stellen von Metastasen sind maßgeblich für die Krebsforschung. Bewertung der Lungenmetastasen in Mammatumor-Modellen wird im allgemeinen grob qualitative Beobachtung von Lungengewebe nach Dissektion durchgeführt. Quantitative Methoden zur Bewertung der Metastasierung sind derzeit auf ex vivo- und in vivo-Bildgebungstechniken, die auf Basis benutzerdefinierter Parameter erfordern beschränkt. Viele dieser Techniken sind in den gesamten Organismus Ebene als zellulärer Ebene 3-6. Obwohl neuere bildgebende Verfahren, die Multi-Photonen-Mikroskopie in der Lage, metas bewertenTASIS auf zellulärer Ebene 7 sind diese sehr elegante Verfahren besser geeignet für die Beurteilung Mechanismen der Verbreitung statt quantitative Bewertung der metastatischen Last. Hier wird ein einfaches in vitro-Verfahren für die quantitative Erfassung der Metastasierung wird vorgestellt. Mittels quantitativer Echtzeit-PCR (qRT-PCR) kann tumorzellspezifischen mRNA in der Maus-Lungengewebe nachgewiesen werden.

Über die Zeit, die für den anfänglichen Inokulation von Tumorzellen in das Versuchstier und durchzuführen, wenn die Durchführung ist ein 1-2 Tag Verfahren primären Tumor in vivo Analyse der Gewebeernte, RNA-Isolierung und qRT-PCR-Analyse (Figur 1) . Ein Beispiel für eine grobe Analyse ist Biolumineszenz-Bildgebung, um Tumorzellen im Lungengewebe zu bewerten. Hier wurde eine Brusttumorgenese Exp...

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Evaluation of Lung Metastasis in Mouse Mammary Tumor Models by Quantitative Real-time PCR

Dieses Protokoll beschreibt die quantitative Echtzeit-PCR (QRT-PCR) verwenden, um Tumorzellen spezifische mRNA, die Metastasen in der Maus Lungengewebe zu erkennen.

Beurteilung von Lungenmetastasen in Maus-Mammatumormodelle durch quantitative Echtzeit-PCR

Metastatic disease is the spread of malignant tumor cells from the primary cancer site to a distant organ and is the primary cause of cancer associated ...

evaluation-lung-metastasis-mouse-mammary-tumor-models-quantitative

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Medicine

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Serie: Evaluation of Lung Metastasis in Mouse Mammary Tumor Models by Quantitative Real-time PCR

Surgical Procedures and Methodology for a Preclinical Murine Model of De Novo Mammary Cancer Metastasis

A rate-limiting aspect of transgenic mouse models of mammary adenocarcinoma is that primary tumor burden in mammary tissue typically defines study end-points. Thus, studies focused on elucidating mechanisms of late-stage de novo metastasis are compromised, as are studies examining efficacy of anti-cancer therapies targeting mediators of metastasis in the adjuvant setting. Numerous murine mammary cancer models have been developed via targeted expression of dominant oncoproteins to mammary epithelial cells yielding models variably mimicking histopathologic and transcriptome-defined breast cancer subtypes common in women1. While much has been learned regarding the biology of mammary carcinogenesis with these models, their utility in identifying molecules regulating growth of late-stage metastasis are compromised as mice are typically euthanized at earlier time points due to significant primary tumor burden. Moreover, since a significant percentage of women diagnosed with breast cancer receive adjuvant therapy after surgical resection of primary tumors and prior to presence of detectable metastatic disease, preclinical models of de novo metastasis are urgently needed as platforms to evaluate new therapies aimed at targeting metastatic foci. To address these deficiencies, we developed a murine model of de novo mammary cancer metastasis, wherein primary mammary tumors are surgically resected, and metastatic foci subsequently develop over a 115 day post-surgical period. This long latency provides a tractable model to identify functionally significant regulators of metastatic progression in mice lacking primary tumor, as well as a model to evaluate preclinical therapeutic efficacy of agents aimed at blocking functionally significant molecules aiding metastatic tumor survival and growth.

Surgical Procedures and Methodology for a Preclinical Murine Model of De Novo Mammary Cancer Metastasis

Pre-clinical models evaluating adjuvant therapy targeting breast cancer metastasis are lacking. To address this, we developed a murine model of de novo pulmonary mammary adenocarcinoma metastasis, wherein therapies administered in the adjuvant setting (post surgical resection of primary tumors) can be evaluated for efficacy in impacting previously seeded pulmonary metastases.

Chirurgische Verfahren und Methodik für ein präklinisches Murine - Modell von<em&gt; De Novo</em&gt; Mamma Krebs Metastase

A rate-limiting aspect of transgenic mouse models of mammary adenocarcinoma is that primary tumor burden in mammary tissue typically defines study ...

Forschung

Krebsforschung

A Portal Vein Injection Model to Study Liver Metastasis of Breast Cancer

Breast cancer is the leading cause of cancer-related mortality in women worldwide. Liver metastasis is involved in upwards of 30% of cases with breast cancer metastasis, and results in poor outcomes with median survival rates of only 4.8 - 15 months. Current rodent models of breast cancer metastasis, including primary tumor cell xenograft and spontaneous tumor models, rarely metastasize to the liver. Intracardiac and intrasplenic injection models do result in liver metastases, however these models can be confounded by concomitant secondary-site metastasis, or by compromised immunity due to removal of the spleen to avoid tumor growth at the injection site. To address the need for improved liver metastasis models, a murine portal vein injection method that delivers tumor cells firstly and directly to the liver was developed. This model delivers tumor cells to the liver without complications of concurrent metastases in other organs or removal of the spleen. The optimized portal vein protocol employs small injection volumes of 5 - 10 &#956;l, &#8805; 32 gauge needles, and hemostatic gauze at the injection site to control for blood loss. The portal vein injection approach in Balb/c female mice using three syngeneic mammary tumor lines of varying metastatic potential was tested; high-metastatic 4T1 cells, moderate-metastatic D2A1 cells, and low-metastatic D2.OR cells. Concentrations of &#8804; 10,000 cells/injection results in a latency of ~ 20 - 40 days for development of liver metastases with the higher metastatic 4T1 and D2A1 lines, and &#62; 55 days for the less aggressive D2.OR line. This model represents an important tool to study breast cancer metastasis to the liver, and may be applicable to other cancers that frequently metastasize to the liver including colorectal and pancreatic adenocarcinomas.

A surgical procedure was developed to deliver mammary tumor cells to the murine liver via portal vein injection. This model permits investigation of late stages of liver metastasis in a fully immune competent host, including tumor cell extravasation, seeding, survival, and metastatic outgrowth in the liver.

Ein Portal Veneninjektion Modell zur Untersuchung der Leber Metastasierung von Brustkrebs

Breast cancer is the leading cause of cancer-related mortality in women worldwide. Liver metastasis is involved in upwards of 30% of cases with breast ...

Studying Triple Negative Breast Cancer Using Orthotopic Breast Cancer Model

Triple-negative breast cancer (TNBC) is an aggressive breast cancer subtype with limited therapeutic options. When compared to patients with less aggressive breast tumors, the 5-year survival rate of TNBC patients is 77% due to their characteristic drug-resistant phenotype and metastatic burden. Toward this end, murine models have been established aimed at identifying novel therapeutic strategies limiting TNBC tumor growth and metastatic spread. This work describes a practical guide for the TNBC orthotopic model where MDA-MB-231 breast cancer cells suspended in a basement membrane matrix are implanted in the fourth mammary fat pad, which closely mimics the cancer cell behavior in humans. Measurement of tumors by caliper, lung metastasis assessment via in vivo and ex vivo imaging, and molecular detection are discussed. This model provides an excellent platform to study therapeutic efficacy and is especially suitable for the study of the interaction between the primary tumor and distal metastatic sites.

This work presets an advanced protocol to accurately assess tumor loading by detection of green fluorescent protein and bioluminescence signals as well as the integration of quantitative molecular detection technique.

Studieren von dreifach negativem Brustkrebs mit orthotopischem Brustkrebsmodell

Triple-negative breast cancer (TNBC) is an aggressive breast cancer subtype with limited therapeutic options. When compared to patients with less ...

Combined Use of Tail Vein Metastasis Assays and Real-Time In Vivo Imaging to Quantify Breast Cancer Metastatic Colonization and Burden in the Lungs

Metastasis is the main cause of cancer-related deaths and there are limited therapeutic options for patients with metastatic disease. The identification and testing of novel therapeutic targets that will facilitate the development of better treatments for metastatic disease requires preclinical in vivo models. Demonstrated here is a syngeneic mouse model for assaying breast cancer metastatic colonization and subsequent growth. Metastatic cancer cells are stably transduced with viral vectors encoding firefly luciferase and ZsGreen proteins. Candidate genes are then stably manipulated in luciferase/ZsGreen-expressing cancer cells and then the cells are injected into mice via the lateral tail vein to assay metastatic colonization and growth. An in vivo imaging device is then used to measure the bioluminescence or fluorescence of the tumor cells in the living animals to quantify changes in metastatic burden over time. The expression of the fluorescent protein allows the number and size of metastases in the lungs to be quantified at the end of the experiment without the need for sectioning or histological staining. This approach offers a relatively quick and easy way to test the role of candidate genes in metastatic colonization and growth, and provides a great deal more information than traditional tail vein metastasis assays. Using this approach, we show that simultaneous knockdown of Yes associated protein (YAP) and transcriptional co-activator with a PDZ-binding motif (TAZ) in breast cancer cells leads to reduced metastatic burden in the lungs and that this reduced burden is the result of significantly impaired metastatic colonization and reduced growth of metastases.

The described approach combines experimental tail vein metastasis assays with in vivo live animal imaging to allow real-time monitoring of breast cancer metastasis formation and growth in addition to the quantification of metastasis number and size in the lungs.

Kombinierte Verwendung von Tail Vein Metastasis Assays und Real-Time In Vivo Imaging zur Quantifizierung der metastasierenden Kolonisation und Belastung von Brustkrebs in der Lunge

Metastasis is the main cause of cancer-related deaths and there are limited therapeutic options for patients with metastatic disease. The identification ...

Pathological Analysis of Lung Metastasis Following Lateral Tail-Vein Injection of Tumor Cells

Metastasis, the primary cause of morbidity and mortality for most cancer patients, can be challenging to model preclinically in mice. Few spontaneous metastasis models are available. Thus, the experimental metastasis model involving tail-vein injection of suitable cell lines is a mainstay of metastasis research. When cancer cells are injected into the lateral tail-vein, the lung is their preferred site of colonization. A potential limitation of this technique is the accurate quantification of the metastatic lung tumor burden. While some investigators count macrometastases of a pre-defined size and/or include micrometastases following sectioning of tissue, others determine the area of metastatic lesions relative to normal tissue area. Both of these quantification methods can be exceedingly difficult when the metastatic burden is high. Herein, we demonstrate an intravenous injection model of lung metastasis followed by an advanced method for quantifying metastatic tumor burden using image analysis software. This process allows for investigation of multiple end-point parameters, including average metastasis size, total number of metastases, and total metastasis area, to provide a comprehensive analysis. Furthermore, this method has been reviewed by a veterinary pathologist board-certified by the American College of Veterinary Pathologists (SEK) to ensure accuracy.

Intravenous injection of cancer cells is often used in metastasis research, but the metastatic tumor burden can be difficult to analyze. Herein, we demonstrate a tail-vein injection model of metastasis and include a novel approach to analyze the resulting metastatic lung tumor burden.

Pathologische Analyse der Lungenmetastasierung nach lateraler Schwanzveneninjektion von Tumorzellen

Metastasis, the primary cause of morbidity and mortality for most cancer patients, can be challenging to model preclinically in mice. Few spontaneous ...

Using Computer-based Image Analysis to Improve Quantification of Lung Metastasis in the 4T1 Breast Cancer Model

Breast cancer is a devastating malignancy, accounting for 40,000 female deaths and 30% of new female cancer diagnoses in the United States in 2019 alone. The leading cause of breast cancer related deaths is the metastatic burden. Therefore, preclinical models for breast cancer need to analyze metastatic burden to be clinically relevant. The 4T1 breast cancer model provides a spontaneously-metastasizing, quantifiable mouse model for stage IV human breast cancer. However, most 4T1 protocols quantify the metastatic burden by manually counting stained colonies on tissue culture plates. While this is sufficient for tissues with lower metastatic burden, human error in manual counting causes inconsistent and variable results when plates are confluent and difficult to count. This method offers a computer-based solution to human counting error. Here, we evaluate the protocol using the lung, a highly metastatic tissue in the 4T1 model. Images of methylene blue-stained plates are acquired and uploaded for analysis in Fiji-ImageJ. Fiji-ImageJ then determines the percentage of the selected area of the image that is blue, representing the percentage of the plate with metastatic burden. This computer-based approach offers more consistent and expeditious results than manual counting or histopathological evaluation for highly metastatic tissues. The consistency of Fiji-ImageJ results depends on the quality of the image. Slight variations in results between images can occur, thus it is recommended that multiple images are taken and results averaged. Despite its minimal limitations, this method is an improvement to quantifying metastatic burden in the lung by offering consistent and rapid results.

We describe a more consistent and expeditious method to quantify lung metastasis in the 4T1 breast cancer model by using Fiji-ImageJ.

Verwendung computerbasierter Bildanalyse zur Verbesserung der Quantifizierung von Lungenmetastasen im 4T1-Brustkrebsmodell

Breast cancer is a devastating malignancy, accounting for 40,000 female deaths and 30% of new female cancer diagnoses in the United States in 2019 alone. ...

An Orthotopic Murine Model of Human Prostate Cancer Metastasis

Our laboratory has developed a novel orthotopic implantation model of human prostate cancer (PCa). As PCa death is not due to the primary tumor, but rather the formation of distinct metastasis, the ability to effectively model this progression pre-clinically is of high value. In this model, cells are directly implanted into the ventral lobe of the prostate in Balb/c athymic mice, and allowed to progress for 4-6 weeks. At experiment termination, several distinct endpoints can be measured, such as size and molecular characterization of the primary tumor, the presence and quantification of circulating tumor cells in the blood and bone marrow, and formation of metastasis to the lung. In addition to a variety of endpoints, this model provides a picture of a cells ability to invade and escape the primary organ, enter and survive in the circulatory system, and implant and grow in a secondary site. This model has been used effectively to measure metastatic response to both changes in protein expression as well as to response to small molecule therapeutics, in a short turnaround time.

This orthotopic model of human prostate cancer allows for quantification of tumor size, circulating tumor cells, and formation of distinct metastasis to the lung. As cells must escape the primary organ, enter the blood stream, and implant into a secondary site, this model effectively recapitulates the scenario in humans.

Ein orthotopen Mausmodell der menschlichen Prostatakrebs-Metastasen

Our laboratory has developed a novel orthotopic implantation model of  human prostate cancer (PCa). As PCa death is not due to the primary tumor, but  ...

Medizin

In Vivo Imaging to Measure Spontaneous Lung Metastasis of Orthotopically-injected Breast Tumor Cells

Metastasis remains the primary cause of cancer-related death. The succession of events that characterize the metastatic cascade presents multiple opportunities for therapeutic intervention, and the ability to accurately model them in mice is critical to evaluate their effects. Here, a step-by-step protocol is presented for the establishment of orthotopic primary breast tumors and the subsequent monitoring of the establishment and growth of metastatic lesions in the lung using in vivo bioluminescence imaging. This methodology allows for the evaluation of treatment or its biological effects along the entire range of metastatic development, from primary tumor escape to outgrowth in the lungs. Breast orthotopic tumors are generated in mice via injection of a luciferase-labeled cell suspension in the 4th mammary gland. Tumors are allowed to grow and disseminate for a specific amount of time and are then surgically resected. Upon resection, spontaneous lung metastasis is detected, and the growth over time is monitored using in vivo bioluminescence imaging. At the desired experimental endpoint, lung tissue can be collected for downstream analysis. The treatment of established, clinically evident metastasis is critical to improve outcomes for stage IV cancer patients, and it can be evaluated through tail vein models of experimental lung metastasis. However, metastatic dissemination occurs early in breast cancer, and many patients have latent, subclinical disseminated disease after surgery. Utilization of spontaneous models such as this one provides the opportunity to study the whole spectrum of the disease, especially the systemic effects driven by treatment of the primary tumor such as pre-metastatic niche priming, and evaluate treatments on dormant and subclinical disease after surgery.

<meta charset="utf8"></head><body>In-vivo-Bildgebung zur Messung spontaner Lungenmetastasen von orthotopisch injizierten Brusttumorzellen

The manuscript describes a methodology for the establishment as well as longitudinal growth monitoring of spontaneous lung metastasis from orthotopically-injected breast tumors, amenable to intervention at all stages of the metastatic cascade.

Im lebenden Organismus Bildgebung zur Messung der spontanen Lungenmetastasierung von orthotopisch injizierten Brusttumorzellen

Metastasis remains the primary cause of cancer-related death. The succession of events that characterize the metastatic cascade presents multiple ...

Primary Tumor and MEF Cell Isolation to Study Lung Metastasis

In breast tumorigenesis, the metastatic stage of the disease poses the greatest threat to the affected individual. Normal breast cells with altered genotypes now possess the ability to invade and survive in other tissues. In this protocol, mouse mammary tumors are removed and primary cells are prepared from tumors. The cells isolated from this procedure are then available for gene profiling experiments. For successful metastasis, these cells must be able to intravasate, survive in circulation, extravasate to distant organs, and survive in that new organ system. The lungs are the typical target of breast cancer metastasis. A set of genes have been discovered that mediates the selectivity of metastasis to the lung. Here we describe a method of studying lung metastasis from a genetically engineered mouse model.. Furthermore, another protocol for analyzing mouse embryonic fibroblasts (MEFs) from the mouse embryo is included. MEF cells from the same animal type provide a clue of non-cancer cell gene expression. Together, these techniques are useful in studying mouse mammary tumorigenesis, its associated signaling mechanisms and pathways of the abnormalities in embryos.

The goal of this protocol is to study breast tumorigenesis. With this technique, mouse mammary tumors are removed and primary cells are prepared from tumors. A lung extraction protocol is included for studying lung metastasis. Furthermore, another protocol for analyzing mouse embryonic fibroblasts from the mouse embryo is included.

Primärtumor und MEF Zellisolation zu Lungenmetastasen Studieren

In breast tumorigenesis, the metastatic stage of the disease poses the greatest threat to the affected individual. Normal breast cells with altered ...

Beurteilung von Lungenmetastasen in Maus-Mammatumormodelle durch quantitative Echtzeit-PCR

Zusammenfassung

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Kapitel in diesem Video

Chirurgische Verfahren und Methodik für ein präklinisches Murine - Modell von

Ein Portal Veneninjektion Modell zur Untersuchung der Leber Metastasierung von Brustkrebs

Studieren von dreifach negativem Brustkrebs mit orthotopischem Brustkrebsmodell

Kombinierte Verwendung von Tail Vein Metastasis Assays und Real-Time In Vivo Imaging zur Quantifizierung der metastasierenden Kolonisation und Belastung von Brustkrebs in der Lunge

Pathologische Analyse der Lungenmetastasierung nach lateraler Schwanzveneninjektion von Tumorzellen

Verwendung computerbasierter Bildanalyse zur Verbesserung der Quantifizierung von Lungenmetastasen im 4T1-Brustkrebsmodell

Ein orthotopen Mausmodell der menschlichen Prostatakrebs-Metastasen

Im lebenden Organismus Bildgebung zur Messung der spontanen Lungenmetastasierung von orthotopisch injizierten Brusttumorzellen

Im lebenden Organismus Bildgebung zur Messung der spontanen Lungenmetastasierung von orthotopisch injizierten Brusttumorzellen

Primärtumor und MEF Zellisolation zu Lungenmetastasen Studieren