Name: a genetically engineered mouse model of sporadic colorectal cancer
Uploaded: 2017-07-06T12:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 1 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Genetically Engineered Mouse Model of Sporadic Colorectal Cancer at JoVE.com

이 작품은 Moritz Koch 교수의 기억에 전념합니다.

여기에 제시된 동물 실험은 기관 및 정부 동물 관리 및 사용위원회가 독립적으로 검토 및 승인했으며 실험 동물 학회 연맹 (FELASA) 지침에 따라 실시되었습니다. 모든 가능한 조치는 마취 및 진통제, 또는 필요한 경우 조기 안락사를 비롯한 고통을 최소화하기 위해 취해졌습니다. 1. 외과 적 Adeno-cre 감염을 통한 국소 종양 유도 <ol><li> 수술 용 동물의 준비 참고 : 사실상 모든 조건 적 ( &quot;floxed&quot;) 돌연변이는 여기에 설명 된 방법을 통해 유도 될 수 있습니다. Apc, Kras 또는 Tp53과 같은 결장 직장암과 관련된 유전자에서 돌연변이를 사용하는 것이 좋습니다. 재조합 체의 효율은 절제 할 구조물의 크기에 달려있다. 큰 홍수 염색체 서열은 덜 효율적으로 절제됩니다. 모든 대립 형질의 재조합은 종양에서 PC에 의해 확인되어야한다아르 자형. <ol><li> 대장 암 종양의 발전을 위해서는 CRC의 기본 모델 (괄호 안의 MGI 데이터베이스 번호)에 다음 조건 대립 유전자의 십자가를 사용하십시오. Apc tm2Rak (MGI : 3688435) 16 크라스 tm4Tyj (MGI : 2429948) 17 Tp53 tm2Tyj (MGI : 3039263) 18 </li><li> 형광 기자 대립 유전자가 필요한 경우 ( 예 : 미세 전이를 검출하기 위해), 다음 대립 유전자를 사용하십시오 : Gt (ROSA) 26Sor tm6 (CAG-ZsGreen1) Hze (MGI : 3809522) 19 참고 : 위의 모든 균주는 NCI 마우스 저장소 또는 Jackson Laboratory를 통해 구할 수 있습니다. 아데노 바이러스에 감염되기 전에 남은 모든 분변을 씻어 낼 수 있기 때문에 금식을하지 않아도됩니다. 수술 전 금식은 수술 전 사망률을 높이고 작은 설치류에게 엄청난 스트레스를줍니다. </li><li> 전신 마취시 3 ~ 3.5 vol %의 세보 플루 란을 사용하십시오. t의 손실발가락 핀치 반사는 충분한 마취를 나타냅니다. </li><li> 첫 절개 전에 0.05 mg / kg의 부 프레 노르 핀을 피하 주사하십시오. </li><li> 각막의 건조를 피하기 위해 마취 된 마우스의 눈을 안과 용 연고로가립니다. </li><li> 마우스를 작은 테이블 위에 올려 놓습니다. 비 충격적인 접착 테이프를 사용하여 마우스를 제지하십시오. </li><li> 복부를 전기 면도기 (면도기 크림을 사용할 수도 있음)로 면도하고 알코올 면봉이나 요오드로 소독하십시오. 제조업체가 권장하는 접촉 시간을 사용하십시오. </li><li> 멸균 커튼으로 수술 분야를 감싸줍니다. 참고 : 수술 관련 항생제의 사용은 선택 사항이며 제도적 지침의 적용을받습니다. </li><li> 모든 수술 절차에는 멸균 된 단일 사용 또는 멸균 된 도구를 사용하십시오. </li></ol></li><li> 중간 선 개복술과 결장 노출 <ol><li> 정중선 절개를 만들기 위해 가위 (메스를 사용)를 사용하십시오.(~ 15 mm) 아래쪽 복부에있는 피부. </li><li> 겸자로 복벽 근육을 집어 들어 조심스럽게 가위로 절개하여 복강을 엽니 다. </li><li> 말초 결장을 확인하고, atraumatic 집게 만 만지십시오. 항문 근위부에서 약 15 mm의 섬세한 클램프 ( 예 : 마이크로 세린 혈관 클램프)로 결장을 고정시킵니다. 참고 : 항상 콜론의 취약성에주의하십시오. 천공은 필연적으로 복막염과 패혈증을 초래하고 동물의 안락사를 요구합니다. </li></ol></li><li> 아데노 크리 바이러스에 의한 대장 결장 감염 <ol><li> 유연한 테프론 튜브를 횡행하여 조심스럽게 삽입하고 이전에 항문 가장자리에서 15mm 떨어진 위치에있는 클램프가 내강에 닿을 때까지 조심스럽게 밀어 올립니다. 과도한 힘을 가하면 천공이 발생할 수 있으므로 사용하지 마십시오. </li><li> 30G 캐뉼라로 튜브를 통을 막고, 표준 1mL 주사기를 연결하고 콜로를 씻어 낸다.남은 배설물을 대피시키기 위해 정상 식염수로 씻는다. 이 경우 몇 mL의 식염수가 필요할 수 있습니다. </li><li> 원위부 결장이 비어지면 튜브를 제거하고 신선한 테프론 튜브로 교체 한 다음 위에서 설명한대로 다시 클램프의 먼쪽에 위치시킵니다. </li><li> 근위 클램프에서 3mm 떨어져있는 두 번째 클램프 ( 즉 , 삽입 된 튜브 위, 항문 경계선에서 ~ 12mm)로 결장을 폐쇄하여 3mm 격리 구역이 감염되게하십시오. 참고 : 세그먼트의 원위 폐쇄의 경우 Fogarty 관상 동맥 클립은 클램프의 가지 사이의 관내 튜브에도 불구하고 결장의 긴밀한 폐쇄로 이어지는 고무로되어 있기 때문에 가장 적합하다는 것이 입증되었습니다. </li><li> 조심스럽게 클램핑 콜론 세그먼트에 0.25 % 트립신 - EDTA 50 - 80 μL를 주입하고 10 분 동안 품어 두 번째 주사기 (30G 정맥과 표준 1 ML)를 사용하십시오. 액체가 새어 나오지 않도록 테프론 튜브에 캐 뉼러와 주사기를 부착 한 상태로 두십시오. <li> 원위 클램프를 제거한 다음 트립신 튜브를 제거하십시오. </li><li> 약 500 μL의 정상 식염수로 말초 결장을 플러시하여 남아있는 트립신을 제거하십시오. </li><li> 새로운 테플론 튜브를 삽입하고, 원위 클램프를 제자리에 다시 넣고 50-80 μL의 아데노 바이러스 용액 (인산 완충 식염수 중 10 11 플라크 형성 단위 (PFU) / mL)으로 콜론 부분을 팽창시키고 30 분 동안 배양합니다 도 2a ). 참고 : adeno-cre와의 접촉이 조건부 돌연변이 마우스의 모든 조직에서 종양 발달을 유발할 수 있으므로 바이러스 성 용액을 엎 지르지 마십시오. </li><li> 클램프와 튜브를 제거하십시오. </li></ol></li><li> 복부 폐쇄 및 수술 후 회복 <ol><li> 신속하게 흡수 가능한 6-0으로 복벽을 닫습니다.( 예 , polydioxanone (PDS)). </li><li> 수술 상처 클립으로 피부를 닫으십시오. </li><li> 그것이 마취에서 완전히 회복 때까지 38로 설정 가열 패드에 마우스를 놓습니다. </li><li> 수술 후 12 시간에 0.05 mg / kg buprenorphine의 다른 보루스를 투여하고, 필요하다면 추가로 12 시간마다 부프로 핀 구강을 추가 투여하십시오. </li><li> 종양 성장으로 인한 고통의 징후가 있는지 적어도 매일 1 회 마우스를 모니터링하십시오. </li></ol></li></ol> 2. 대장 내시경 검사 참고 : 사용 된 조건부 돌연변이에 따라 아데노 바이러스 감염은 2 ~ 4 주 이내에 내시경으로 보이는 종양을 유발합니다. 따라서 아데노 바이러스 유도 2 주 후에 첫 번째 수술 후 대장 내시경 검사를 시행하고 2 주마다 반복합니다. 상업적으로 이용 가능한 시스템은 쥐 대장 내시경 검사에 권장됩니다. 20 <ol><li> 대장 내시경 용 동물의 준비 참고 : 금식하지 않아도됩니다 requir에드. 잔존 대변은 원위 결장에서 잘 형성되며 대장 내시경 검사 중에 종양을 넘어 밀려날 수 있으므로 반복되는 금식의 스트레스가 가중되는 과정이 불필요합니다. <ol><li> 전신 마취시 3 ~ 3.5 vol %의 세보 플루 란을 사용하십시오. 발가락 핀치 반사의 손실은 충분한 마취를 나타냅니다. </li><li> 각막의 건조를 피하기 위해 마취 된 쥐의 눈을 안과 용 연고로가립니다. </li><li> 작은 테이블에서 쥐를 앙와위로 세우십시오. </li></ol></li><li> 대장 내시경 검사 <ol><li> 항문을 통해 장관 (직경 1.9mm, 길이 10cm)을 삽입하고 시각 제어하에 공기를 조심스럽게 흘려 결장을 팽창시킵니다. 검사에 필요한 것보다 더 많은 공기를 불어 넣지 마십시오. 참고 : 공기 주입의 경우 대장 내시경 검사 시스템의 방담 용 공기 펌프를 사용할 수 있습니다. 방담 기능이없는 공기 펌프가없는 경우 매우 낮은 압력 설정을 가진 다른 공기 펌프를 사용할 수 있습니다.섬세한 감압 밸브로 공기를 흡입합니다. 이산화탄소 (CO2)는 작은 설치류에서 쉽게 산증을 유발하므로 피해야합니다. </li><li> 말초 결장의 점막 병변이 확인 될 때까지 조심스럽게 범위를 앞으로 밀어주십시오 ( 그림 1A - 1D ). </li><li> 나중에 평가할 수 있도록 내시경 이미지를 저장하십시오. Intraluminal 종양에 대한 내시경 스코어링 시스템은 이전에 설명되었습니다. 20 </li><li> 조심스럽게 스코프를 제거하고 마취로 완전히 회복 될 때까지 38 ° C로 설정된 가열 패드 위에 마우스를 놓습니다. </li></ol></li></ol>

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일반적으로 생성 및 유지가 쉽지만, 세포주 주입에 기반한 고전적인 CRC 마우스 모델은 인위적이며 인간 질병을 완전히 되풀이 할 수 없습니다. 결과적으로 GEMM이 개발되었습니다. 첫 번째 CRC GEMM은 Apc 유전자의 이형 변이 돌연변이를 가지고있는 Apc Min 마우스 였고, 따라서 인간 유전병 인 가족 성 대장 용종증 (FAP)을 모방했다. 그러나 Apc Min 마우스는 콜론에 국한되지 않는 다발성 ?...

대장 암 (CRC)은 서구 국가에서 암 관련 사망의 주요 원인 중 하나입니다. 1 초기 병기의 환자의 예후가 양호한 반면 많은 치료 옵션에도 불구하고 많은 예후가 제한되는 후기 단계에서 많은 종양이 진단됩니다. 2 , 3 , 4 , 5 CRC의 현재 마우스 모델의 대다수는 세포주 또는 환자 종양에서 유래 된 종양 세포를 면역 결핍 마우스에 이식하는 것을 기본으로합니다. 6 , 7 , 8 이것은 주사 부위와 주사에 사용 된 종양 세포, 때로는 전이성 종양에 따라 국부적으로 이어집니다. 9 , 10 그러나 이종 이식 모델은 major 제한. 그들은 면역 결핍 마우스에서 확립되어야하며 따라서 종양과 숙주 면역계 사이의 복잡한 상호 작용을 제거해야합니다. 또한, 종양 기질은 숙주 세포로부터 유래되기 때문에, 인간 종양 실질과 마우스 기질 사이의 상호 작용은 결함이있어 질병을 대표하지 못한다. 이러한 결핍은 마우스 세포주를 주입하여 피할 수 있습니다. 그러나, 단지 몇 가지 쥐 CRC 세포주가 이용 가능하며, 대부분의 이용 가능한 인간 CRC 세포주와 유사하게 단일 클론 성 및 고도 변성가이다. 요약하면, 현재 이용 가능한 대부분의 CRC 마우스 모델은 인위적인 질병을 완전히 대표하지 않는 매우 인공적이다. CRC의 유전 공학 마우스 모델 (GEMM)은 대장에서 CRC의 주요 돌연변이 유발을 통해 생성되는 진정한 마우스 종양을 특징으로하기 때문에 이러한 단점을 피할 수 있습니다. 12 , 13 ,이것은 결장 직장 점막에서 cre recombinase에 의한 조건 적 (floxed) germline 돌연변이의 활성화에 의해 달성 될 수있다. 많은 다른 종양 엔티티의 GEMM에서 조직 특이 적 프로모터에 의해 유도 된 생식선 (유도 성) cre 발현이 사용되는 경우, 결장 내에서 양성 종양 부하에 의한 사망을 유발하는 다수의 선종이 생기기 때문에 생식선 크립을 결장에 사용할 수 없다. 아주 어린 나이. 따라서, 여기에 기술 된 모델에서, cre를 발현하는 아데노 바이러스 벡터는 짧은 콜론 절편을 감염 시키는데 사용된다. 이것은 조사자에 의해 정의 된 시점에서 점막의이 부분 내에서 종양 형성을 유도하여 결국 선종이 침윤성 및 전이성 암종으로 진행되게한다. 종양은 순수한 마우스 종양으로 손상되지 않은 미세 환경에서 자라며 종양 - 숙주 상호 작용과 전이성 캐스케이드를 포함한 대장 암 종양 발생의 전체를 시뮬레이션 할 수 있습니다. 이 모델은따라서 암 생물학 및 전임상 치료 시험 연구를위한 매력적인 플랫폼입니다. 유 전적으로 조작 된 마우스 모델의 주요한 단점은 기술적 인 복잡성이다. floxed Apc 대립 유전자를 가진 생쥐에서 직장 아데노 크리 (recten adeno-cre) 관장을 이용한 국소 크립 전달은 이전에 기술되어있다. 그러나이 기술을 사용하면 장 종양의 발생률, 다양성 및 위치가 매우 다양 할 수 있습니다. 따라서 유도되는 부분의 외과 클램핑에 의한 아데노 크리 감염을 제한하는 기술이 개발되었다. 우리는 동물 복지를 개선하고 사망률과 결과 종양의 수를 줄이기 위해이 절차를 수정했습니다. 이 프로토콜을 사용하면 작은 설치류 수술 경험이있는 모든 실험실에서 모델을 재현하고 대장 내시경 검사에 쉽게 액세스 할 수있는 종양을 생산할 수 있어야합니다. 조건부 m에 따라종양 형성에 사용되는 발작, 선종의 전체 스펙트럼, 침윤성 암종 및 전이가 관찰 될 수있다. 종양이 대장 결장에 위치하므로이 모델에서 일련의 내시경 검사가 쉽게 가능합니다.

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;Reagents / consumables&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco&#039;s Phosphate Buffered Saline</td><td>Life Technologies GmbH</td><td>14190169</td><td></td></tr><tr><td>Trypsin-EDTA (0.25%, Phenol-Red)</td><td>Life Technologies GmbH</td><td>25200072</td><td></td></tr><tr><td>Normal saline 0.9% (E154)</td><td>Serumwerk Bernburg AG</td><td>10013</td><td></td></tr><tr><td>Aqua ad injectabilia</td><td>B. Braun Melsungen AG</td><td>235144</td><td></td></tr><tr><td>Ad5CMV-Cre (adenovirus, c = 2E+11 PFU/mL)</td><td>Gene Transfer Vector Core&lt;br/&gt; University of Iowa</td><td></td><td></td></tr><tr><td>15 mL, 50 mL centrifuge tubes</td><td>Greiner Bio-One GmbH</td><td>188271/227270</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf tubes 1.5 mL/ 2 mL</td><td>Sarstedt AG &amp;amp; Co.</td><td>72,695,400</td><td></td></tr><tr><td>Petri dish PS 100/15 mm (sterile, Nuclon)</td><td>Fisher Scientific GmbH</td><td>10508921/ NUNC150350</td><td></td></tr><tr><td>1 mL Syringe (without dead volume) - Injekt-F SOLO</td><td>Braun/neoLab</td><td>194291661</td><td></td></tr><tr><td>30G injection needle</td><td>BECTON DICKINSON</td><td>304000</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Analgesia / anesthesia&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sevoflurane (Sevoflurane AbbVie)</td><td>AbbVie Germany GmbH &amp;amp; Co. KG</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>Medical oxygen</td><td>Air Liquide Medical GmbH</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>Buprenorphine (Temgesic)</td><td>Indivior Eu Ltd.</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>Bepanthen - ophthalmic ointment</td><td>Bayer Vital GmbH</td><td>10047757</td><td></td></tr><tr><td>Table Top Research Anesthesia Machine x/O2 Flush w/ Sevoflurane Vaporizer</td><td>Parkland Scientific</td><td>V3000PS/PK</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Surgical Equipment&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cellulose swabs</td><td>Lohmann &amp;amp; Rauscher Deutschland</td><td>13356</td><td></td></tr><tr><td>Insulin syringe EMG 1 mL (with 30G cannula)</td><td>B. Braun Melsungen AG</td><td>9161627S</td><td></td></tr><tr><td>Fine Bore Tubing (bore: 0.28 mm/ diameter: 0.61mm)</td><td>Smiths Medical Deutschland</td><td>800/100/100</td><td></td></tr><tr><td>Micro-Adson Forceps</td><td>Fine Science Tools</td><td>11018-12</td><td></td></tr><tr><td>Iris Scissor - ToughCut</td><td>Fine Science Tools</td><td>14058-11</td><td></td></tr><tr><td>Olsen-Hegar Needle Holder</td><td>Fine Science Tools</td><td>12002-12</td><td></td></tr><tr><td>AutoClip Kit</td><td>Fine Science Tools</td><td>12020-00</td><td></td></tr><tr><td>PDS Z1012H 6/0 C1 (surgical suture)</td><td>Johnson &amp;amp; Johnson Medical GmbH</td><td>Z1012H</td><td></td></tr><tr><td>Curved Micro Serrefine Vascular Clamp</td><td>Fine Science Tools</td><td>18055-05</td><td></td></tr><tr><td>Fogarty Spring Clips</td><td>Edwards</td><td>CDSAFE 6</td><td></td></tr><tr><td>Hot Plate 062</td><td>Labotect</td><td>13854</td><td></td></tr><tr><td>Isis - Hair shaver</td><td>Aesculap - Braun</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Colonoscopy&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cold Light Fountain XENON 175 SCB</td><td>Karl Storz</td><td>20132101-1</td><td>Karl Storz Coloview System Mainz</td></tr><tr><td>Fiber Optic Light Cable</td><td>Karl Storz</td><td>69495NL</td><td>Karl Storz Coloview System Mainz</td></tr><tr><td>TRICAM Three-Chip Camera Head</td><td>Karl Storz</td><td>20221030</td><td>Karl Storz Coloview System Mainz</td></tr><tr><td>TRICAM SLII Camera Control Unit</td><td>Karl Storz</td><td>20223011-1</td><td>Karl Storz Coloview System Mainz</td></tr><tr><td>15&quot; Flat Screen Monitor EndoVue</td><td>Karl Storz</td><td>9415NN</td><td>Karl Storz Coloview System Mainz</td></tr><tr><td>HOPKINS Straight Forward Telescope&lt;br/&gt; diameter 1.9 mm; length 10 cm&lt;br/&gt; autoclavable&lt;br/&gt; fiber optic light transmission incorporated</td><td>Karl Storz</td><td>64301AA</td><td></td></tr><tr><td>Protection and Examination Sheath</td><td>Karl Storz</td><td>61029C</td><td></td></tr></tbody></table>

a genetically engineered mouse model of sporadic colorectal cancer

쉽게 적용 할 수 있고 비용 효과가 있다는 장점에도 불구하고, 종양 세포 주입에 근거한 대장 암 마우스 모델은 심각한 한계가 있으며 종양 생물학 및 종양 세포 보급을 정확하게 시뮬레이트하지 못합니다. 이러한 제한을 극복하기 위해 유전 공학 마우스 모델이 도입되었습니다. 그러나 이러한 모델은 기술적으로 까다 롭습니다. 특히 단일 종양 만 원하는 결장과 같은 대형 장기에서 특히 그렇습니다. 결과적으로 고도로 균일 한 종양을 발달시키고 종양 생물학 연구 및 치료 임상 시험에 사용할 수있는 면역 능력이있는 유전자 조작 마우스 결장 직장암 모델이 개발되었습니다. 종양 발달은 화합물 조건부 돌연변이 마우스에서 아데노 크립 바이러스로 원위 결장의 외과 적, 분절성 감염에 의해 개시된다. 종양은 대장 내시경 검사를 통해 쉽게 감지하고 모니터링 할 수 있습니다. 우리는 여기에 대한 세그먼트 adeno - cre 감염의 수술 기법을 설명콜론, 고해상도 대장 내시경 검사 를 통한 종양 감시 및 결과 대장 암 종양 존재.

적절하게 수행되면,&gt; 85 %의 동물이 종양이 발생합니다. 여기에 제시된 수술 절차의 사망률은 &lt;5 %이며, 대장 내시경 검사의 사망률은 사실상 존재하지 않습니다. 대다수의 생쥐에서 단일 병변이 감지됩니다. 약 30 %에서 종양 유도 후 2 ~ 3 주 이내에 보통 단일 종양에 융합되는 2 ~ 3 개의 작은 선종이 검출 될 수 있습니다. 결...

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A Genetically Engineered Mouse Model of Sporadic Colorectal Cancer

산발성 대장 암의 유 전적으로 조작 된 마우스 모델

분절성 아데노 크리 (adeno-cre) 감염 및 고해상도 대장 내시경 검사 를 통한 대장 암의 유 전적으로 조작 된 마우스 모델을 확립하기위한 프로토콜이 제시됩니다.

Despite the advantages of easy applicability and cost-effectiveness, colorectal cancer mouse models based on tumor cell injection have severe limitations ...

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Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Cancer Research

9.4K 조회수.  Technische Universität Dresden.  분절성 아데노 크리 (adeno-cre) 감염 및 고해상도 대장 내시경 검사 를 통한 대장 암의 유 전적으로 조작 된 마우스 모델을 확립하기위한 프로토콜이 제시됩니다. 

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Isolation of Circulating Tumor Cells in an Orthotopic Mouse Model of Colorectal Cancer

Despite the advantages of easy applicability and cost-effectiveness, subcutaneous mouse models have severe limitations and do not accurately simulate tumor biology and tumor cell dissemination. Orthotopic mouse models have been introduced to overcome these limitations; however, such models are technically demanding, especially in hollow organs such as the large bowel. In order to produce uniform tumors which reliably grow and metastasize, standardized techniques of tumor cell preparation and injection are critical. 
We have developed an orthotopic mouse model of colorectal cancer (CRC) which develops highly uniform tumors and can be used for tumor biology studies as well as therapeutic trials. Tumor cells from either primary tumors, 2-dimensional (2D) cell lines or 3-dimensional (3D) organoids are injected into the cecum and, depending on the metastatic potential of the injected tumor cells, form highly metastatic tumors. In addition, CTCs can be found regularly. We here describe the technique of tumor cell preparation from both 2D cell lines and 3D organoids as well as primary tumor tissue, the surgical and injection techniques as well as the isolation of CTCs from the tumor-bearing mice, and present tips for troubleshooting.

We describe the establishment of orthotopic colorectal tumors via injection of tumor cells or organoids into the cecum of mice and the subsequent isolation of circulating tumor cells (CTCs) from this model.

대장 암 정위 마우스 모델에서의 순환 종양 세포의 분리

Despite the advantages of easy applicability and cost-effectiveness, subcutaneous mouse models have severe limitations and do not accurately simulate ...

연구

암 연구학

Orthotopic Mouse Model of Colorectal Cancer

The traditional subcutaneous tumor model is less than ideal for studying colorectal cancer. Orthotopic mouse models of colorectal cancer, which feature cancer cells growing in their natural location, replicate human disease with high fidelity. Two techniques can be used to establish this model. Both techniques are similar and require mouse anesthesia and laparotomy for exposure of the cecum. One technique involves injection of a colorectal cancer cell suspension into the cecal wall. Cancer cells are first grown in culture, harvested when subconfluent and prepared as a single cell suspension. A small volume of cells is injected slowly to avoid leakage. The other technique involves transplantation of a piece of subcutaneous tumor onto the cecum. A mouse with a previously established subcutaneous colorectal tumor is euthanized and the tumor is removed using sterile technique. The tumor piece is divided into small pieces for transplantation to another mouse. Prior to transplantation, the cecal wall is lightly damaged to facilitate tumor cell infiltration. The time to developing primary tumors and liver metastases will vary depending on the technique, cell line, and mouse species used. This orthotopic mouse model is useful for studying the natural progression of colorectal cancer and testing new therapeutic agents against colorectal cancer.

Two techniques can be used to establish this model: injection of a cancer cell suspension into the cecal wall or transplantation of a piece of subcutaneous tumor onto the cecum. This model is useful for studying the natural progression of colorectal cancer and testing new therapeutic agents against colorectal cancer.

대장암의 Orthotopic 마우스 모델

The traditional subcutaneous tumor model is less than ideal for studying colorectal cancer. Orthotopic mouse models of colorectal cancer, which feature ...

생물학

Modeling Colitis-Associated Cancer with Azoxymethane (AOM) and Dextran Sulfate Sodium (DSS)

Individuals with inflammatory bowel disease (IBD), such as Crohn's disease (CD) or ulcerative colitis (UC) are at increased risk of developing colorectal cancer (CRC) over healthy individuals. This risk is proportional to the duration and extent of disease, with a cumulative incidence as high as 30% in individuals with longstanding UC with widespread colonic involvement.1 Colonic dysplasia in IBD and colitis associated cancer (CAC) are believed to develop as a result of repeated cycles of epithelial cell injury and repair while these cells are bathed in a chronic inflammatory cytokine milieu.2 While spontaneous and colitis-associated cancers share the quality of being adenocarcinomas, the sequence of underlying molecular events is believed to be different.3 This distinction argues the need for specific animal models of CAC.
Several mouse models currently exist for the study of CAC. Dextran sulfate sodium (DSS), an agent with direct toxic effects on the colonic epithelium, can be administered in drinking water to mice in multiple cycles to create a chronic inflammatory state. With sufficient duration, some of these mice will develop tumors.4 Tumor development is hastened in this model if administered in a pro-carcinogenic setting. These include mice with genetic mutations in tumorigenesis pathways (APC, p53, Msh2), as well as mice pre-treated with genotoxic agents (azoxymethane [AOM], 1,2-dimethylhydrazine [DMH]).5 
The combination of DSS with AOM as a model for colitis associated cancer has gained popularity for its reproducibility, potency, low price, and ease of use. Though they have a shared mechanism, AOM has been found to be more potent and stable in solution than DMH. While tumor development in other models generally requires several months, mice injected with AOM and subsequently treated with DSS develop adequate tumors in as little as 7-10 weeks.6, 7 Finally, AOM and DSS can be administered to mice of any genetic background (knock out, transgenic, etc.) without cross-breeding to a specific tumorigenic strain. Here, we demonstrate a protocol for inflammation-driven colonic tumorigenesis in mice utilizing a single injection of AOM followed by three seven-day cycles of DSS over a 10 week period. This model induces tumors with histological and molecular changes closely resembling those occurring in human CAC and provides a highly valuable model for the study of oncogenesis and chemoprevention in this disease.8

Modeling Colitis-Associated Cancer with Azoxymethane AOM and Dextran Sulfate Sodium DSS

We demonstrate a protocol in which administration of the genotoxic agent azoxymethane (AOM) followed by three cycles of the pro-inflammatory agent dextran sulfate sodium (DSS) rapidly and consistently generates colon tumors in mice with morphologic and molecular similarities to those seen in human colitis-associated cancer.

Azoxymethane (AOM)과 Dextran의 황산 나트륨 (DSS)와 모델링 대장염 - 관련 암

Individuals with inflammatory bowel disease (IBD), such as Crohn's disease (CD) or ulcerative colitis (UC) are at increased risk of developing colorectal ...

의학

Generation of Tumor Organoids from Genetically Engineered Mouse Models of Prostate Cancer

Methods based on homologous recombination to modify genes have significantly furthered biological research. Genetically engineered mouse models (GEMMs) are a rigorous method for studying mammalian development and disease. Our laboratory has developed several GEMMs of prostate cancer (PCa) that lack expression of one or multiple tumor suppressor genes using the site-specific Cre-loxP recombinase system and a prostate-specific promoter. In this article, we describe our method for necropsy of these PCa GEMMs, primarily focusing on dissection of mouse prostate tumors. New methods developed over the last decade have facilitated the culture of epithelial-derived cells to model organ systems in vitro in three dimensions. We also detail a 3D cell culture method to generate tumor organoids from mouse PCa GEMMs. Pre-clinical cancer research has been dominated by 2D cell culture and cell line-derived or patient-derived xenograft models. These methods lack tumor microenvironment, a limitation of using these techniques in pre-clinical studies. GEMMs are more physiologically-relevant for understanding tumorigenesis and cancer progression. Tumor organoid culture is an in vitro model system that recapitulates tumor architecture and cell lineage characteristics. In addition, 3D cell culture methods allow for growth of normal cells for comparison to tumor cell cultures, rarely possible using 2D cell culture techniques. In combination, use of GEMMs and 3D cell culture in pre-clinical studies has the potential to improve our understanding of cancer biology.&#160;

We show a method for necropsy and dissection of mouse prostate cancer models, focusing on prostate tumor dissection. A step-by-step protocol for generation of mouse prostate tumor organoids is also presented.

전립선암의 유전자 조작 마우스 모델에서 종양 오르가노이드의 생성

Methods based on homologous recombination to modify genes have significantly furthered biological research. Genetically engineered mouse models (GEMMs) ...

유전학

Molecular and Immunologic Techniques in a Genetically Engineered Mouse Model of Gastrointestinal Stromal Tumor

Gastrointestinal stromal tumor (GIST) is the most common human sarcoma and is typically driven by a single mutation in the KIT receptor. Across tumor types, numerous mouse models have been developed in order to investigate the next generation of cancer therapies. However, in GIST, most in vivo studies use xenograft mouse models which have inherent limitations. Here, we describe an immunocompetent, genetically engineered mouse model of gastrointestinal stromal tumor harboring a KitV558&#916;/+ mutation. In this model, mutant KIT, the oncogene responsible for most GISTs, is driven by its endogenous promoter leading to a GIST which mimics the histological appearance and immune infiltrate seen in human GISTs. Furthermore, this model has been used successfully to investigate both targeted molecular and immune therapies. Here, we describe the breeding and maintenance of a KitV558&#916;/+ mouse colony. Additionally, this paper details the treatment and procurement of GIST, draining mesenteric lymph node, and adjacent cecum in KitV558&#916;/+ mice, as well as sample preparation for molecular and immunologic analyses.

The goal of this manuscript is to describe the KitV558&#916;/+&#160;mouse model and techniques for successful dissection and processing of mouse specimens.

위장 기질 종양의 유전자 조작 마우스 모델의 분자 및 면역 학적 기술

Gastrointestinal stromal tumor (GIST) is the most common human sarcoma and is typically driven by a single mutation in the KIT receptor. Across tumor ...

Initiation of Metastatic Breast Carcinoma by Targeting of the Ductal Epithelium with Adenovirus-Cre: A Novel Transgenic Mouse Model of Breast Cancer

Breast cancer is a heterogeneous disease involving complex cellular interactions between the developing tumor and immune system, eventually resulting in exponential tumor growth and metastasis to distal tissues and the collapse of anti-tumor immunity. Many useful animal models exist to study breast cancer, but none completely recapitulate the disease progression that occurs in humans. In order to gain a better understanding of the cellular interactions that result in the formation of latent metastasis and decreased survival, we have generated an inducible transgenic mouse model of YFP-expressing ductal carcinoma that develops after sexual maturity in immune-competent mice and is driven by consistent, endocrine-independent oncogene expression. Activation of YFP, ablation of p53, and expression of an oncogenic form of K-ras was achieved by the delivery of an adenovirus expressing Cre-recombinase into the mammary duct of sexually mature, virgin female mice. Tumors begin to appear 6 weeks after the initiation of oncogenic events. After tumors become apparent, they progress slowly for approximately two weeks before they begin to grow exponentially. After 7-8 weeks post-adenovirus injection, vasculature is observed connecting the tumor mass to distal lymph nodes, with eventual lymphovascular invasion of YFP+ tumor cells to the distal axillary lymph nodes. Infiltrating leukocyte populations are similar to those found in human breast carcinomas, including the presence of &#945;&#946; and &#947;&#948; T cells, macrophages and MDSCs. This unique model will facilitate the study of cellular and immunological mechanisms involved in latent metastasis and dormancy in addition to being useful for designing novel immunotherapeutic interventions to treat invasive breast cancer.

Activation of latent mutations with adenovirus-Cre into the mammary ductal system results in a clinically relevant metastatic breast cancer. Incorporation of a YFP promoter allows tracking of distal metastatic tumor cells. This model is useful to study latent metastasis, anti-tumor immunity, and for designing novel immunotherapies to treat breast cancer.

유방암의 소설 형질 전환 마우스 모델 : 아데노 바이러스 크레와 유관 상피의 대상으로 전이성 유방암의 개시

Breast cancer is a heterogeneous disease involving complex cellular interactions between the developing tumor and immune system, eventually resulting in ...

Modeling Prostate Cancer in Genetically-engineered Mouse Models: A CRISPR/Cas9-mediated Localized Gene Editing Technique in Mouse Anterior Prostate Lobe Cells

Source: Riedel, M. et al. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/video/57525" target="_blank">Virus Delivery of CRISPR Guides to the Murine Prostate for Gene Alteration.</a> J. Vis. Exp. (2018)
This video describes a method for editing specific genes in prostate gland cells using an adenovirus-based delivery system. The approach allows for orthotopic and localized alteration of gene expression utilizing CRISPR technology to develop novel mouse models for prostate cancer.

유전자 조작 마우스 모델의 전립선암 모델링: 마우스 전방 전립선 엽 세포에서 CRISPR/Cas9 매개 국소 유전자 편집 기술

Source: Riedel, M. et al. Virus Delivery of CRISPR Guides to the Murine Prostate for Gene Alteration. J. Vis. Exp. (2018)
This video describes a method ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Prostate Cancer

Animal model studies

Segmental Adeno-Cre Infection: A Technique to Generate Isolated Colorectal Cancer using Genetically Engineered Mouse Models

Source: Betzler, A. M., et al. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/v/55952"> A Genetically Engineered Mouse Model of Sporadic Colorectal Cancer.</a>&#160;J. Vis. Exp. (2017).
This video describes the generation of a colorectal mouse model by segmental adeno-cre infection. The infected colon segment leads to tumorigenesis within this segment of the mucosa, resulting in adenomas ultimately progressing to invasive and metastatic carcinoma. This model is an attractive platform for studies of cancer biology and preclinical therapeutic trials.

분절 아데노-크레 감염: 유전자 조작 마우스 모델을 사용하여 고립된 대장암을 생성하는 기술

Source: Betzler, A. M., et al.  A Genetically Engineered Mouse Model of Sporadic Colorectal Cancer.&#160;J. Vis. Exp. (2017).
This video describes the ...

Colorectal Cancer

Spontaneous Metastasis Mouse Models: A Platform to Study the Metastatic Potential of Orthotopically Injected Colorectal Cancer Cells

Source: Okazawa, Y., et al. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/v/57374"> High-sensitivity Detection of Micrometastases Generated by GFP Lentivirus-transduced Organoids Cultured from a Patient-derived Colon Tumor.</a>&#160;J. Vis. Exp.&#160;(2018).
This video describes the protocol to establish a spontaneous metastasis mouse model of colorectal cancer patient-derived xenografts or PDXs. These xenograft models partially mimic the features of human carcinomas and understand the critical aspects of human malignancies, including invasion and metastasis.&#160;

자발적 전이 마우스 모델: 정소적으로 주입된 대장암 세포의 전이 가능성을 연구하는 플랫폼

Source: Okazawa, Y., et al.  High-sensitivity Detection of Micrometastases Generated by GFP Lentivirus-transduced Organoids Cultured from a ...

Generating PDOX Mouse Model of Colorectal Cancer: Studying Progression of Colorectal Cancer in a Murine Model

Source: &#160;Moret, R. et al. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/v/59223"> Patient-derived Orthotopic Xenograft Models for Human Urothelial Cell Carcinoma and Colorectal Cancer Tumor Growth and Spontaneous Metastasis.</a> J. Vis. Exp. (2019).
This video describes the protocol for generating a patient-derived orthotopic xenograft colorectal cancer mouse model to study the progression of colorectal cancer cells in non-obese diabetic/severe combined immunodeficiency (NOD/SCID) mice. This murine model helps in understanding primary tumor growth and metastases pattern.

대장암의 PDOX 마우스 모델 생성: 쥐 모델에서 대장암의 진행 연구

Source: &#160;Moret, R. et al.  Patient-derived Orthotopic Xenograft Models for Human Urothelial Cell Carcinoma and Colorectal Cancer Tumor Growth and ...