אנו אסירי תודה לבני זוג. דיאן פלמיירי ופטרישיה Steeg של NCI שספק לנו תאי MDA-MB231Br. אנו מודים לד&quot;ר ראלף מייסון, מר ג&#39;ייסון Reneau וגב &#39;רמונה לופס לתמיכה טכנית וקולגיאלית. עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי IDEA DOD פרסים W81XWH-08-1-0,583 וW81XWH-12-1-0,317. ניסויי MRI בוצעו במרכז ההדמיה מתקדם למחקר, מתקן NIH BTRP # P41-RR02584, והזרקת intracardiac אולטרסאונד מונחה בוצעה עם VisualSonics Vevo 770 תחת 1S10RR02564801.

נהלי כל החיה אושרו על ידי הוועדה המוסדית טיפול בבעלי חיים ושימוש במרכז Southwestern הרפואי של אוניברסיטת טקסס. 1. הכנת תאי MDA-MB231/Br-GFP <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחזר ותרבות תאי MDA-MB231/Br-GFP (הניתנים באדיבות על ידי בני הזוג. פלמיירי וSteeg, NCI) במדיום DMEM המכיל 10% FBS, גלוטמין 1% ו -1% פניצילין / סטרפטומיצין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים לב למצבם של התאים והצבע של מדיום, ולהחליף בינוני כל 2-3 ימים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Trypsinize ולאסוף את התאים כאשר מגיע למפגש 80% כפי שמתואר בצעדים 1.3.1-1.3.5: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המדיום הישן לחלוטין ולהוסיף 5 מיליליטר PBS (1x) כדי לשטוף את התאים בעדינות. הסר את PBS מהצלחת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 1.5 מיליליטר טריפסין בצלחת; להטות את הצלחת בעדינות כדי להבטיח את כל התאים מכוסים על ידי טריפסין. שים את הצלחת בחזרה לתא החממה ולשמור אותו ב37 מעלות צלזיוס במשך דקות 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח את המנה מתוך חממה ולבחוןהתאים תחת מיקרוסקופ אופטי כדי להבטיח את התאים להתנתק המנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 3 מיליליטר בינוני כדי לעצור את ההשפעה של טריפסין. לאסוף את תערובת התאים בצינור צנטריפוגות. צנטריפוגה את התערובת על 2,000 סל&quot;ד למשך 5 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המדיום בזהירות וresuspend תאי 5 בינוני סרום ללא מיליליטר עד הומוגנית. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רוזן המספר מתאים של תאי resuspend אותם במדיום DMEM החופשי בסרום עם ריכוז סופי של 1.75 x 10 5 תאים ב100 μl נפח. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח 50 תערובת תא μl ולהוסיף 50 μl Trypan הכחול. לאחר הערבוב, לקחת 10 תערובת μl ובזהירות להוסיף לשקופית ספירת תאים. השתמש בדוגמאות רבות כדי להבטיח הערכת מספר התא מדויקת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> היצמד בשקופית ספירת תאים, קצה אחד בכל פעם ודלפק התא מתחיל לספור באופן אוטומטי. קח את הממוצע של כל תוצאות הספירה והחישוב הכולל מספר התא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה התאים שוב וresuspend אותםהנפח המתאים של מדיום סרום ללא לגרום לריכוז הסופי של 1.75 x 10 5 cells/100 μl נפח. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תאים מניחים על קרח לפני זריקת intracardiac. </li></ol> 2. הזרקת intracardiac מונחה ההדמיה אולטראסאונד <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בעכברי עירום נשיים (BALB / ג נו / נו) בין 6-8 שבועות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחבר מערכת ההדמיה. לאתחל את 704 (MHz 40) מתמר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל מחקר חדש ולמלא את הפרטים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרדימי (3% O isoflurane/100% 2 בחדר אינדוקציה) ולשמור על בעלי החיים עם isoflurane (2%) ב100% O 2 (DM 1 3 / min) במהלך ההליך כולו באמצעות חרטומו. הרדמה הוא אישר כאשר לא רפלקס נסיגה הוא ציין עם קמצוץ הבוהן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הטמפרטורה של טבלת ההדמיה 37 ° C. תדביק את העכבר הרדים לשולחן ההדמיה המחומם במצב שכיבה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור ג&#39;ל אולטרסאונד על 37 מעלות צלזיוס לפני imהזדקנות. להחיל את הג&#39;ל לחזו של העכבר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר מתמר בבעל. מנמיכים את המתמר עד שיגיע לעומק ההדמיה הרצוי. להזיז את הבמה עד לחדר השמאלי מזוהה עם אב העורקים עולים כאתר (איור 1 א). נעל את הבמה כאשר תצוגה ברורה של חדר השמאלי היא מדמיין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צייר של תערובת תא 100 μl לתוך מזרק 1 מיליליטר עם מחט G 22. מקום ולתקן את המזרק על מזרק הר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזז את המזרק קדימה לכיוון החזה בעכבר ולעבור אותו בזהירות מצד לצד עד שקצה המחט הוא בתחום ההדמיה של נוף (לפני הכניסה לעכבר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את גובה המחט וזווית כדי לכוון את החדר השמאלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחדור את מחט המזרק לתוך חלל intercoastal מייד דרך שכבות עור ושרירים לתוך החדר השמאלי תחת הדרכתו של ההדמיה אולטרה סאונד. אינדיקציה להחדרה מוצלחת של המחט לתוך ventri השמאלCLE הוא ריפלוקס של דם טרי בעורקים (צבע ורוד בניגוד לדם ורידים אדום כהה) לתוך המזרק </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזרק את תערובת התא לאט (איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בסיום, למשוך את המחט, להרים את המתמר, לנקות את הג&#39;ל אולטרסאונד עם גזה לחה ולהסיר קלטת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את כלוב נקי עם כרית שחומם מראש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את החיה על הכרית ולבחון את החיה עד להחלמה מלאה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפקח על התנהגותם של בעלי החיים בכל שעות 24 במשך יומיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תנאים כלליים וסימני נוירולוגים של סיבוכים בעכברי ניסוי מנוטרים באופן שיגרתי. </li></ol> 3. ניטור ה-MRI של התפתחות גידול תוך גולגולתי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשתמש במגנט טסלה 9.4 לעקוב אחר התפתחות תוך גולגולתי של גרורות במוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליזום MRI שבועיים לאחר השתלת גידול ולחזור פעם בשבוע לתקופה של עד שלושה שבועות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים את החיות עם 3% isoflurane ולשמור אותם תחת גןההרדמה RAL (isoflurane 1.5%). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפקח ולשמור על טמפרטורת הגוף של בעלי החיים ומתמידים נשימה לאורך כל הניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> multislice ברזולוציה גבוהה (14 פרוסות עם 1 מ&quot;מ עובי, אין פער) T 1 - ו-T 2 משוקללי תמונות העטרה, המכסות את האזור מהאונה הקדמית לפוסה האחורית, נרכשים עם הפרמטרים הבאים: תמונות 1 משוקללת-T: ספין הפרוסה מרובה הד (SEM), TR / TE אלפיות = 400 msec/20, מטריקס: 256 x 256, FOV מ&quot;מ 20 x 20, ברזולוציה מטוס: 78 x 78 מיקרומטר 2. תמונות משוקללות-2 T: מהירות ספין הד הפרוסה מרובה רצפים (FSEMS), TR / TE אלפיות = 2500 msec/48, 8 רכבות הד, מטריקס: 256 x 256, FOV 20 x 20 מ&quot;מ, ברזולוציה מטוס: 78 x 78 מיקרומטר 28,9. נגעים סרטניים מופיעים בהירים יותר מרקמות מוח נורמליות על T תמונות משוקללת 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גודל גידול נקבע על T תמונות 2-משוקללות ידי התוויית enhan ידניcing חלק מהמסה על כל תמונה על ידי שימוש בתוכניות MATLAB שנכתבו על ידינו 8. בהתחשב ביותר של הגידול בקטרים ​​קטנים יותר מהעובי פרוס (1 מ&quot;מ), גודל הגידול מוצג כבאזור מטוס ולא את עוצמת הקול. </li></ol> 4. H &amp; E מכתים אישור גרורות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקריב את העכברים מייד לאחר MR האחרון לסרוק, לנתח את המוח של נושאי גידול ולהטביע אותו במדיום OCT ו קפוא ב-80 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סעיף סדרה של 10 מוח העטרה מיקרומטר בעובי דגימות עם cryostat. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע צביעת H &amp; E על החלקים במוח. </li></ol>

<ol>
	<li>Schouten, L. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Incidence+of+brain+metastases+in+a+cohort+of+patients+with+carcinoma+of+the+breast,+colon,+kidney,+and+lung+and+melanoma.">Incidence of brain metastases in a cohort of patients with carcinoma of the breast, colon, kidney, and lung and melanoma.</a> Cancer. 94, 2698-2705 (2002).</li><li>Lin, N. U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CNS+metastases+in+breast+cancer.">CNS metastases in breast cancer.</a> J. Clin. Oncol. 22, 3608-3617 (2004).</li><li>Eichler, A. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biology+of+brain+metastases-translation+to+new+therapies.">The biology of brain metastases-translation to new therapies.</a> Nat. Rev. Clin. Oncol. , (2011).</li><li>Lockman, P. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterogeneous+blood-tumor+barrier+permeability+determines+drug+efficacy+in+experimental+brain+metastases+of+breast+cancer.">Heterogeneous blood-tumor barrier permeability determines drug efficacy in experimental brain metastases of breast cancer.</a> Clin. Cancer Res. 16, 5664-5678 (2010).</li><li>Yoneda, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+bone-seeking+clone+exhibits+different+biological+properties+from+the+MDA-MB-231+parental+human+breast+cancer+cells+and+a+brain-seeking+clone+in+vivo+and+in.">A bone-seeking clone exhibits different biological properties from the MDA-MB-231 parental human breast cancer cells and a brain-seeking clone in vivo and in.</a> 16, 1486-1495 (2001).</li><li>Palmieri, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Her-2+overexpression+increases+the+metastatic+outgrowth+of+breast+cancer+cells+in+the+brain.">Her-2 overexpression increases the metastatic outgrowth of breast cancer cells in the brain.</a> Cancer Res. 67, 4190-4198 (2007).</li><li>Percy, D. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+characterization+of+changing+blood-tumor+barrier+permeability+in+a+mouse+model+of+breast+cancer+metastasis:+a+complementary+magnetic+resonance+imaging+approach.">In vivo characterization of changing blood-tumor barrier permeability in a mouse model of breast cancer metastasis: a complementary magnetic resonance imaging approach.</a> Invest. Radiol. 46, 718-725 (2011).</li><li>Zhou, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Longitudinal+MRI+evaluation+of+intracranial+development+and+vascular+characteristics+of+breast+cancer+brain+metastases+in+a+mouse+model.">Longitudinal MRI evaluation of intracranial development and vascular characteristics of breast cancer brain metastases in a mouse model.</a> PLoS One. 8, (2013).</li><li>Zhou, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+near-infrared+optical+imaging+of+2-deoxyglucose+uptake+by+intracranial+glioma+of+athymic+mice.">Dynamic near-infrared optical imaging of 2-deoxyglucose uptake by intracranial glioma of athymic mice.</a> PLoS One. 4, (2009).</li><li>Zhang, R. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+permeability+of+the+blood-brain+barrier+in+experimental+brain+metastases+produced+by+human+neoplasms+implanted+into+nude+mice.">Differential permeability of the blood-brain barrier in experimental brain metastases produced by human neoplasms implanted into nude mice.</a> Am. J. Pathol. 141, 1115-1124 (1992).</li><li>Mason, R. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumor+oximetry:+comparison+of+19F+MR+EPI+and+electrodes.">Tumor oximetry: comparison of 19F MR EPI and electrodes.</a> Adv. Exp. Med. Biol. 530, 19-27 (2003).</li><li>Gril, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pazopanib+reveals+a+role+for+tumor+cell+B-Raf+in+the+prevention+of+HER2++breast+cancer+brain+metastasis.">Pazopanib reveals a role for tumor cell B-Raf in the prevention of HER2+ breast cancer brain metastasis.</a> Clin. Cancer Res. 17, 142-153 (2010).</li></ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

במחקר הנוכחי, יש לנו הראו כי הזרקה של חדר השמאל מונחה הדמיה אולטרסאונד מבטיחה את הדיוק, כך שכל בעלי חיים בגרורות במוח מחקר פיתח את זה ולא מוות של בעלי חיים נצפו. היופי של הזרקת דימוי מודרך הוא שהדרך של חדירת מחט לעור ולבסוף לתוך החדר השמאלי יכולה להיות במעקב ומותאם תחת ...

גרורות במוח היא הגידול הממאיר תוך גולגולתי השכיחה ביותר במבוגרים. התחזית היא ענייה מאוד, עם חציון הישרדות של 4-6 חודשים אפילו עם טיפול אגרסיבי. סרטן השד הוא אחת משלושת סוגי הסרטן העיקריים גדולים עם תחלואה גבוהה של גרורות במוח 1-3. קווי סרטן שד המוח טרופי כמה הם מסוגלים לפתח גרורות במוח לאחר intracardiac או הזרקת intracarotid 4. הזרקה ישירה של תאים סרטניים לתוך החדר השמאלי יכולה לעקוף את מיטת נימי ריאה ובכך להגדיל את השכיחות של יצירת גרורות במוח תוך מזעור גרורות קרביים. קו מד&quot;א-MB231Br הוא אחד קווי סרטן השד האנושיים הנפוצים ביותר לפתח גרורות במוח במודלים של מכרסמים 5,6. כמו רבים מחקרים אחרים 4,7, אנחנו צריכים לבצע הליך ידני של הזרקת intracardiac במחקרים הקודמים שלנו. עם זאת, רק 50% שיעור מוצלח הושג עם המדריךהזרקה ושבריר של עכברים מתו מהפרוצדורות פולשניות החוזרות ונשנות במידה וניסויים לפני נכשלו. כאן, אנו מציגים את השימוש בהליך מונחה הדמיה כדי לאבטח את ההזרקה של תאי סרטן שד המבקש מוח לתוך החדר השמאלי של עכברי athymic. MRI ברזולוציה גבוהה אורך מוחל לעקוב אחר התפתחות תוך גולגולתי של גרורות במוח.

<table><tbody><tr><td>DMEM</td><td>HyClone</td><td>SH30022.01</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Trypsin</td><td>Mediatech</td><td>25-051-C1</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Automatic cell counter</td><td>BioRad</td><td>TC10</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Baxter International Inc.</td><td>1001936060</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>VisualSonics Vevo 770 High-Resolution Imaging System&amp;nbsp;</td><td>Visual Sonics Inc.</td><td></td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>9.4 T horizontal bore magnet with a Varian INOVA Unity system&amp;nbsp;</td><td>Agilent</td><td></td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>O.C.T Compound</td><td>Sakura Finetek USA</td><td>4583</td><td>&amp;nbsp;</td></tr></tbody></table>

ultrasound imaging-guided intracardiac injection to develop a mouse model of breast cancer brain metastases followed by longitudinal mri

גרורות במוח סרטן השד, המתרחשות ב30% מחולות בסרטן השד בשלב IV, קשורה בתמותה גבוהה. חציון ההישרדות היא רק 6 חודשים. זה קריטי כדי להיות מודלים של בעלי חיים מתאימים לחקות את ההתפשטות המודינמית של התאים גרורתי בתרחיש הקליני. כאן, אנו מציגים את השימוש בהדמית אולטרסאונד החיה קטנה כדי להדריך את ההזרקה מדויקת של תאי סרטן שד טרופי מוח לתוך החדר השמאלי של עכברים בעירום athymic. MRI אורך משמש להערכת חניכה וצמיחה של גרורות במוח תוך גולגולתי. הזרקת intracardiac מונחה אולטרסאונד מבטיחה לא רק בהזרקה מדויקת וזאת בשיעור מוצלח גבוהה יותר, אלא גם ירדה באופן משמעותי שיעור תמותה, בהשוואה להליך במדריך הקודם שלנו. בבדיקת MRI ברזולוציה גבוהה vivo מאפשרת ההדמיה של נגעי multifocal hyperintense, קטן כמו 310 מיקרומטר קוטר ב-T-משוקלל 2 תמונות ב3 שבועות לאחר הזרקה. FolloMRI w למעלה חושף את צמיחת גידול תוך גולגולתי ומספר גדל של גרורות שלהפיץ בכל המוח כולו.

עם הרזולוציה מרחבית הגבוהה של ה-MRI (78 מיקרומטר ברזולוציה מטוס), ניתן לזהות נגעי hyperintense קטנים כמו 310 מיקרומטר קוטר (איור 2). מאז גרורות במחקר זה הן קטנות מאוד והתפתחות של נמק ובצקת הוא מינימאלי, נגע hyperintense על T תמונות משוקללת 2 באמת ייצג את מסת הגידול. <p class=...

Watch this Scientific Journal Video about Ultrasound Imaging-guided Intracardiac Injection to Develop a Mouse Model of Breast Cancer Brain Metastases Followed by Longitudinal MRI at JoVE.com

Ultrasound Imaging-guided Intracardiac Injection to Develop a Mouse Model of Breast Cancer Brain Metastases Followed by Longitudinal MRI

מודל שד סרטן מוח גרורות עכבר הוא הקים עם הזרקת intracardiac אולטרסאונד מונחה הדמיה של תאי MDA-MB231/Br-GFP. התפתחות של גרורות תוך גולגולתי multifocal כבר במעקב אורכים באמצעות רזולוציה גבוהה 9.4 T-MRI.

הזרקת intracardiac מונחה ההדמיה אולטראסאונד לפתח מודל עכבר של שד גרורות סרטן מוח ואחריו האורכי MRI

Breast cancer brain metastasis, occurring in 30% of breast cancer patients at stage IV, is associated with high mortality. The median survival is only 6 ...

ultrasound-imaging-guided-intracardiac-injection-to-develop-mouse

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Medicine

18.7K Views.  University of Texas Southwestern Medical Center.  מודל שד סרטן מוח גרורות עכבר הוא הקים עם הזרקת intracardiac אולטרסאונד מונחה הדמיה של תאי MDA-MB231/Br-GFP. התפתחות של גרורות תוך גולגולתי multifocal כבר במעקב אורכים באמצעות רזולוציה גבוהה 9.4 T-MRI. 

Video: Ultrasound Imaging-guided Intracardiac Injection to Develop a Mouse Model of Breast Cancer Brain Metastases Followed by Longitudinal MRI

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.

מודל הזרקת Portal Vein לחקר גרור בכבד של סרטן השד

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 Research

Intracarotid Cancer Cell Injection to Produce Mouse Models of Brain Metastasis

Metastasis, the spread and growth of malignant cells at secondary sites within a patient&#39;s body, accounts for &#62; 90% of cancer-related mortality. Recently, impressive advances in novel therapies have dramatically prolonged survival and improved quality of life for many cancer patients. Sadly, incidence of brain metastatic recurrences is fast rising, and all current therapies are merely palliative. Hence, good experimental animal models are urgently needed to facilitate in-depth studies of the disease biology and to assess novel therapeutic regimens for preclinical evaluation. However, the standard in vivo metastasis assay via tail vein injection of cancer cells produces predominantly lung metastatic lesions; animals usually succumb to the lung tumor burden before any meaningful outgrowth of brain metastasis. Intracardiac injection of tumor cells produces metastatic lesions to multiple organ sites including the brain; however, the variability of tumor growth produced with this model is large, dampening its utility in evaluating therapeutic efficacy. To generate reliable and consistent animal models for brain metastasis study, here we describe a procedure for producing experimental brain metastasis in the house mouse (Mus musculus) via intracarotid injection of tumor cells. This approach allows one to produce large number of brain metastasis-bearing mice with similar growth and mortality characteristics, thus facilitating research efforts to study basic biological mechanisms and to assess novel therapeutic agents.

Brain metastasis has become an urgent unmet medical need as its incidence has increased while therapeutic options have remained palliative. Creating experimental animal models of brain metastasis via intracarotid arterial injection of cancer cells facilitates mechanistic studies of the disease biology and evaluation of novel intervention regimens.

Cell הזרקת הסרטן Intracarotid לייצר מודלי עכבר של המוח גרור

Metastasis, the spread and growth of malignant cells at secondary sites within a patient&#39;s body, accounts for &#62; 90% of cancer-related mortality. ...

In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model

It is well recognized that tumor hypoxia plays an important role in promoting malignant progression and affecting therapeutic response negatively. There is little knowledge about in situ, in vivo, tumor hypoxia during intracranial development of malignant brain tumors because of lack of efficient means to monitor it in these deep-seated orthotopic tumors. Bioluminescence imaging (BLI), based on the detection of light emitted by living cells expressing a luciferase gene, has been rapidly adopted for cancer research, in particular, to evaluate tumor growth or tumor size changes in response to treatment in preclinical animal studies. Moreover, by expressing a reporter gene under the control of a promoter sequence, the specific gene expression can be monitored non-invasively by BLI. Under hypoxic stress, signaling responses are mediated mainly via the hypoxia inducible factor-1&alpha; (HIF-1&alpha;) to drive transcription of various genes. Therefore, we have used a HIF-1&alpha; reporter construct, 5HRE-ODD-luc, stably transfected into human breast cancer MDA-MB231 cells (MDA-MB231/5HRE-ODD-luc). In vitro HIF-1&alpha; bioluminescence assay is performed by incubating the transfected cells in a hypoxic chamber (0.1% O2) for 24 hr before BLI, while the cells in normoxia (21% O2) serve as a control. Significantly higher photon flux observed for the cells under hypoxia suggests an increased HIF-1&alpha; binding to its promoter (HRE elements), as compared to those in normoxia. Cells are injected directly into the mouse brain to establish a breast cancer brain metastasis model. In vivo bioluminescence imaging of tumor hypoxia dynamics is initiated 2 wks after implantation and repeated once a week. BLI reveals increasing light signals from the brain as the tumor progresses, indicating increased intracranial tumor hypoxia. Histological and immunohistochemical studies are used to confirm the in vivo imaging results. Here, we will introduce approaches of in vitro HIF-1&alpha; bioluminescence assay, surgical establishment of a breast cancer brain metastasis in a nude mouse and application of in vivo bioluminescence imaging to monitor intracranial tumor hypoxia.

In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model

Bioluminescence imaging of hypoxia inducible factor-1&alpha; activity is applied to monitor intracranial tumor hypoxia development in a breast cancer brain metastasis mouse model.

בתחום ההדמיה vivo של פליטת אור Dynamics היפוקסיה גידול של גרורות סרטן השד המוח במודל של עכברים

It is well recognized that tumor hypoxia plays an important role in promoting malignant progression and affecting therapeutic response negatively. There ...

Multi-modal Imaging of Angiogenesis in a Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastasis Using Magnetic Resonance Imaging, Volumetric Computed Tomography and Ultrasound

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell proliferation in the bone marrow cavity as well as for interaction of tumor and bone cells resulting in local bone destruction. Our aim was to develop a model of experimental bone metastasis that allows in vivo assessment of angiogenesis in skeletal lesions using non-invasive imaging techniques.
For this purpose, we injected 105 MDA-MB-231 human breast cancer cells into the superficial epigastric artery, which precludes the growth of metastases in body areas other than the respective hind leg1. Following 25-30 days after tumor cell inoculation, site-specific bone metastases develop, restricted to the distal femur, proximal tibia and proximal fibula1. Morphological and functional aspects of angiogenesis can be investigated longitudinally in bone metastases using magnetic resonance imaging (MRI), volumetric computed tomography (VCT) and ultrasound (US).
MRI displays morphologic information on the soft tissue part of bone metastases that is initially confined to the bone marrow cavity and subsequently exceeds cortical bone while progressing. Using dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) functional data including regional blood volume, perfusion and vessel permeability can be obtained and quantified2-4. Bone destruction is captured in high resolution using morphological VCT imaging. Complementary to MRI findings, osteolytic lesions can be located adjacent to sites of intramedullary tumor growth. After contrast agent application, VCT angiography reveals the macrovessel architecture in bone metastases in high resolution, and DCE-VCT enables insight in the microcirculation of these lesions5,6. US is applicable to assess morphological and functional features from skeletal lesions due to local osteolysis of cortical bone. Using B-mode and Doppler techniques, structure and perfusion of the soft tissue metastases can be evaluated, respectively. DCE-US allows for real-time imaging of vascularization in bone metastases after injection of microbubbles7.
In conclusion, in a model of site-specific breast cancer bone metastases multi-modal imaging techniques including MRI, VCT and US offer complementary information on morphology and functional parameters of angiogenesis in these skeletal lesions.

In the pathogenesis of bone metastasis, angiogenesis is a crucial process and therefore represents a target for imaging and therapy. Here, we present a rat model of site-specific breast cancer bone metastasis and describe strategies to non-invasively image angiogenesis in vivo using magnetic resonance imaging, volumetric computed tomography and ultrasound.

רב מודלי הדמיה של אנגיוגנזה מודל עכברים עירום של גרורות סרטן השד עצם באמצעות דימות תהודה מגנטית, טומוגרפיה ממוחשבת נפחית ו אולטראסאונד

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell ...

Modeling Brain Metastases Through Intracranial Injection and Magnetic Resonance Imaging

Metastatic spread of cancer is an unfortunate consequence of disease progression, aggressive cancer subtypes, and/or late diagnosis. Brain metastases are particularly devastating, difficult to treat, and confer a poor prognosis. While the precise incidence of brain metastases in the United States remains hard to estimate, it is likely to increase as extracranial therapies continue to become more efficacious in treating cancer. Thus, it is necessary to identify and develop novel therapeutic approaches to treat metastasis at this site. To this end, intracranial injection of cancer cells has become a well-established method in which to model brain metastasis. Previously, the inability to directly measure tumor growth has been a technical hindrance to this model; however, increasing availability and quality of small animal imaging modalities, such as magnetic resonance imaging (MRI), are vastly improving the ability to monitor tumor growth over time and infer changes within the brain during the experimental period. Herein, intracranial injection of murine mammary tumor cells into immunocompetent mice followed by MRI is demonstrated. The presented injection approach utilizes isoflurane anesthesia and a stereotactic setup with a digitally controlled, automated drill and needle injection to enhance precision, and reduce technical error. MRI is measured over time using a 9.4 Tesla instrument in The Ohio State University James Comprehensive Cancer Center Small Animal Imaging Shared Resource. Tumor volume measurements are demonstrated at each time point through use of ImageJ. Overall, this intracranial injection approach allows for precise injection, day-to-day monitoring, and accurate tumor volume measurements, which combined greatly enhance the utility of this model system to test novel hypotheses on the drivers of brain metastases.

Intracranial brain metastasis modeling is complicated by an inability to monitor tumor size and response to treatment with precise and timely methods. The presented methodology couples intracranial tumor injection with magnetic resonance imaging analysis, which when combined, cultivates precise and consistent injections, enhanced animal monitoring, and accurate tumor volume measurements.

מידול גרורות מוח באמצעות הזרקה תוך גולגולתית והדמיית תהודה מגנטית

Metastatic spread of cancer is an unfortunate consequence of disease progression, aggressive cancer subtypes, and/or late diagnosis. Brain metastases are ...

Modeling Brain Metastasis Via Tail-Vein Injection of Inflammatory Breast Cancer Cells

Metastatic spread to the brain is a common and devastating manifestation of many types of cancer. In the United States alone, about 200,000 patients are diagnosed with brain metastases each year. Significant progress has been made in improving survival outcomes for patients with primary breast cancer and systemic malignancies; however, the dismal prognosis for patients with clinical brain metastases highlights the urgent need to develop novel therapeutic agents and strategies against this deadly disease. The lack of suitable experimental models has been one of the major hurdles impeding advancement of our understanding of brain metastasis biology and treatment. Herein, we describe a xenograft mouse model of brain metastasis generated via tail-vein injection of an endogenously HER2-amplified cell line derived from inflammatory breast cancer (IBC), a rare and aggressive form of breast cancer. Cells were labeled with firefly luciferase and green fluorescence protein to monitor brain metastasis, and quantified metastatic burden by bioluminescence imaging, fluorescent stereomicroscopy, and histologic evaluation. Mice robustly and consistently develop brain metastases, allowing investigation of key mediators in the metastatic process and the development of preclinical testing of new treatment strategies.

We describe a xenograft mouse model of breast cancer brain metastasis generated via tail-vein injection of an endogenously HER2-amplified inflammatory breast cancer cell line.

מידול גרורות במוח באמצעות הזרקת ורידים בזנב של תאי סרטן שד דלקתיים

Metastatic spread to the brain is a common and devastating manifestation of many types of cancer. In the United States alone, about 200,000 patients are ...

An Ex Vivo Brain Slice Model to Study and Target Breast Cancer Brain Metastatic Tumor Growth

Brain metastasis is a serious consequence of breast cancer for women as these tumors are difficult to treat and are associated with poor clinical outcomes. Preclinical mouse models of breast cancer brain metastatic (BCBM) growth are useful but are expensive, and it is difficult to track live cells and tumor cell invasion within the brain parenchyma. Presented here is a protocol for ex vivo brain slice cultures from xenografted mice containing intracranially injected breast cancer brain-seeking clonal sublines. MDA-MB-231BR luciferase tagged cells were injected intracranially into the brains of Nu/Nu female mice, and following tumor formation, the brains were isolated, sliced, and cultured ex vivo. The tumor slices were imaged to identify tumor cells expressing luciferase and monitor their proliferation and invasion in the brain parenchyma for up to 10 days. Further, the protocol describes the use of time-lapse microscopy to image the growth and invasive behavior of the tumor cells following treatment with ionizing radiation or chemotherapy. The response of tumor cells to treatments can be visualized by live-imaging microscopy, measuring bioluminescence intensity, and performing histology on the brain slice containing BCBM cells. Thus, this ex vivo slice model may be a useful platform for rapid testing of novel therapeutic agents alone or in combination with radiation to identify drugs personalized to target an individual patient&#39;s breast cancer brain metastatic growth within the brain microenvironment.

An Ex Vivo Brain Slice Model to Study and Target Breast Cancer Brain Metastatic Tumor Growth

We introduce a protocol for measuring real-time drug and radiation response of breast cancer brain metastatic cells in an organotypic brain slice model. The methods provide a quantitative assay to investigate the therapeutic effects of various treatments on brain metastases from breast cancer in an ex vivo manner within the brain microenvironment interface.

מודל פרוסת מוח Ex Vivo כדי לחקור ולמקד את צמיחת הגידול הגרורתי של סרטן השד במוח

Brain metastasis is a serious consequence of breast cancer for women as these tumors are difficult to treat and are associated with poor clinical ...

Modeling Brain Metastasis by Internal Carotid Artery Injection of Cancer Cells

Brain metastasis is a cause of severe morbidity and mortality in cancer patients. Critical aspects of metastatic diseases, such as the complex neural microenvironment and stromal cell interaction, cannot be entirely replicated with in vitro assays; thus, animal models are critical for investigating and understanding the effects of therapeutic intervention. However, most brain tumor xenografting methods do not produce brain metastases consistently in terms of the time frame and tumor burden. Brain metastasis models generated by intracardiac injection of cancer cells can result in unintended extracranial tumor burden and lead to non-brain metastatic morbidity and mortality. Although intracranial injection of cancer cells can limit extracranial tumor formation, it has several caveats, such as the injected cells frequently form a singular tumor mass at the injection site, high leptomeningeal involvement, and damage to brain vasculature during needle penetration. This protocol describes a mouse model of brain metastasis generated by internal carotid artery injection. This method produces intracranial tumors consistently without the involvement of other organs, enabling the evaluation of therapeutic agents for brain metastasis.

Brain metastasis is a cause of severe morbidity and mortality in cancer patients. Most brain metastasis mouse models are complicated by systemic metastases confounding analysis of mortality and therapeutic intervention outcomes. Presented here is a protocol for internal carotid injection of cancer cells that produces consistent intracranial tumors with minimal systemic tumors.

מידול גרורות במוח על ידי הזרקת עורק הצוואר הפנימי של תאים סרטניים

Brain metastasis is a cause of severe morbidity and mortality in cancer patients. Critical aspects of metastatic diseases, such as the complex neural ...

Ultrasound-guided Transthoracic Intramyocardial Injection in Mice

Murine models of cardiovascular disease are important for investigating pathophysiological mechanisms and exploring potential regenerative therapies. Experiments involving myocardial injection are currently performed by direct surgical access through a thoracotomy. While convenient when performed at the time of another experimental manipulation such as coronary artery ligation, the need for an invasive procedure for intramyocardial delivery limits potential experimental designs. With ever improving ultrasound resolution and advanced noninvasive imaging modalities, it is now feasible to routinely perform ultrasound-guided, percutaneous intramyocardial injection. This modality efficiently and reliably delivers agents to a targeted region of myocardium. Advantages of this technique include the avoidance of surgical morbidity, the facility to target regions of myocardium selectively under ultrasound guidance, and the opportunity to deliver injectate to the myocardium at multiple, predetermined time intervals. With practiced technique, complications from intramyocardial injection are rare, and mice quickly return to normal activity on recovery from anesthetic. Following the steps outlined in this protocol, the operator with basic echocardiography experience can quickly become competent in this versatile, minimally invasive technique.

Echocardiography-guided percutaneous intramyocardial injection represents an efficient, reliable, and targetable modality for the delivery of gene transfer agents or cells into the murine heart. Following the steps outlined in this protocol, the operator can quickly become competent in this versatile, minimally invasive technique.

הזרקת Transthoracic Intramyocardial אולטרסאונד מונחה בעכברים

Murine models of cardiovascular disease are important for investigating pathophysiological mechanisms and exploring potential regenerative therapies. ...

Orthotopic Injection of Breast Cancer Cells into the Mammary Fat Pad of Mice to Study Tumor Growth.

Breast cancer growth can be studied in mice using a plethora of models. Genetic manipulation of breast cancer cells may provide insights into the functions of proteins involved in oncogenic progression or help to discover new tumor suppressors. In addition, injecting cancer cells into mice with different genotypes might provide a better understanding of the importance of the stromal compartment. Many models may be useful to investigate certain aspects of disease progression but do not recapitulate the entire cancerous process. In contrast, breast cancer cells engraftment to the mammary fat pad of mice better recapitulates the location of the disease and presence of the proper stromal compartment and therefore better mimics human cancerous disease. In this article, we describe how to implant breast cancer cells into mice orthotopically and explain how to collect tissues to analyse the tumor milieu and metastasis to distant organs. Using this model, many aspects (growth, angiogenesis, and metastasis) of cancer can be investigated simply by providing a proper environment for tumor cells to grow.

Cancer is a complex disease that is influenced by the tissue surrounding the tumor as well as local pro- and anti-inflammatory mediators. Therefore, orthotropic injection models, rather than subcutaneous models may be useful to study cancer progression in a manner that better mimics human pathology.