This manuscript provides the detailed procedure of intra-iliac artery (IIA) injection, a technique to deliver cancer cells specifically to hind limb tissues including bones to establish experimental bone metastases. Although initially established with breast tumor models, this protocol can be easily extended to other cancer types.
Intra-iliac artery (IIA) injection is an efficient approach to introduce metastatic lesions of various cancer cells in animals. Compared to the widely used intra-cardiac and intra-tibial injections, IIA injection brings several advantages. First, it can deliver a large quantity of cancer cells specifically to hind limb bones, thereby providing spatiotemporally synchronized early-stage colonization events and allowing robust quantification and swift detection of disseminated tumor cells. Second, it injects cancer cells into the circulation without damaging the local tissues, thereby avoiding inflammatory and wound-healing processes that confound the bone colonization process. Third, IIA injection causes very little metastatic growth in non-bone organs, thereby preventing animals from succumbing to other vital metastases, and allowing continuous monitoring of indolent bone lesions. These advantages are especially useful for the inspection of progression from single cancer cells to multi-cell micrometastases, which has largely been elusive in the past. When combined with cutting-edge approaches of biological imaging and bone histology, IIA injection can be applied to various research purposes related to bone metastases.
حساب الانبثاث لأكثر من 90٪ من الوفيات الناجمة عن الأورام الصلبة. العظم هو الجهاز الأكثر شيوعا تتأثر الانبثاث من أنواع السرطان المختلفة، وخاصة سرطان الثدي وسرطان البروستات. عندما تم تشخيصها في العيادة، الانبثاث العظام عادة قد دخلت مراحل متقدمة مع إما الحالة للعظم أو بانية العظم تغيرات في العظام، وغالبا ما يترافق مع أعراض عصبية.
الدراسات السابقة ركزت في معظمها على العلنية الانبثاث العظام عظمية 1-3، ولكن نحن حاليا محدودة فهم micrometastases في العظام قبل بداية عملية الحالة للعظم. هذا هو على الأقل جزئيا بسبب عدم وجود نماذج والنهج التجريبية المناسبة. نماذج الماوس المعدلة وراثيا من سرطان الثدي غالبا ما metastasize إلى الرئتين، ولكن بكفاءة أقل بكثير من العظام 4. وبالمثل، فإن الأورام المزروعة orthotopically نادرا ما تتطور الانبثاث العظام عفوية، مع بعض العظام الاستوائية 4T1 carcinom الثدييةلاستنساخ الفرعية وMSP overexpressed PyMT نموذج الفأر وراثيا كما استثناءات 5-7. داخل عظام الساق الحفر يمكن أن يحقق الخلايا السرطانية في العظام 10/08، لكنها تتحمل أيضا الضرر والتهاب الأنسجة المحلية. حاليا تم الحقن داخل القلب من خطوط خلايا سرطان الثدي النهج الرئيسي تحقيق العظام الاستعمار 11-13. ومع ذلك، بعد أن يتم إدخال الخلايا السرطانية في البطين الأيسر فقط ونسبة محدودة تصل أخيرا العظام ونخاع العظام، مما يجعل من الصعب تتبع الانبثاث المجهري بطريقة قابلة للقياس الكمي.
في هذه الدراسة، ونحن إنشاء تقنية، وهي شريان داخل الحرقفي (IIA) حقن 14، لتقديم انتقائي الخلايا السرطانية في الأنسجة هند أطرافهم، وبالتالي إثراء الخلايا السرطانية في العظام ونخاع العظم دون أن تسبب الضرر لأنسجة المحلية. نظرا لخصوصية العظام، وهذا النهج أيضا يسمح الوقت الكافي لخلايا السرطان كسلان لاستعمار في نهاية المطاف قبل لimals تستسلم لالأورام الأولية أو الانبثاث في الأعضاء الحيوية الأخرى. عندما جنبا إلى جنب مع مجموعة متنوعة من التقنيات الأخرى، مثل التصوير تلألؤ بيولوجي، وتلطيخ المناعي وhistomorphometry العظام، حقن IIA مفيد محتملة لنطاق واسع من أغراض البحوث المتعلقة الانبثاث العظام، وخاصة لتتبع التقدم من الخلايا السرطانية واحدة إلى متعددة الخلايا micrometastases. على وجه الخصوص، أثبتنا أن حقن IIA تمكننا من تصور التفاعلات بين الخلايا السرطانية وأنواع مختلفة من الخلايا المحيطة في المكروية العظام.
على الرغم من أن فقط الشريان الحرقفي هو الهدف من حقن للخلايا السرطانية، ونحن نوصي فصل كل من الوريد الحرقفي والشريان من الأنسجة المحيطة بها، ورفع لهم معا كحزمة واحدة. وذلك لأن الوريد والشريان الاتصال على نطاق واسع مع بعضها البعض، وجدار الوعاء الدموي الوريدي رقيقة وسهل…
The authors have nothing to disclose.
Research in Zhang lab was supported by X. H.-F. Z.’s NCI CA151293, CA183878, Breast Cancer Research Foundation, U.S. Department of Defense DAMD W81XWH-13-1-0195, a Pilot Award of CA149196-04, McNair Medical Institute and by H.W.’s U.S. Department of Defense DAMD W81XWH-13-1-0296.
Materials | |||
DMEM | HyClone | SH30022.01 | |
FBS | Gibco | 16000 | |
Pen/Strep Amphatericin B | Lonza Biowhittaker | 17-745E | |
PBS | Lonza Biowhittaker | 17-516F | |
Trypsin/EDTA solution | HyClone | SH30042.01 | |
45uM cell strainer | VWR International Laboratory | 195-2545 | |
MediGel CPF with carprofen | Controlled item from veterinary care in BCM | For pain management | |
Buprenorphine | Controlled item from veterinary care in BCM | For pain management | |
Estradiol pellet | Innovative Research of America | SE-121 | |
Ketamine and xylazine | Controlled item from veterinary care in BCM | ||
Vet ointment | Controlled item from veterinary care in BCM | Avoid eye dryness | |
Shaver | Oster | 78005-050 | For furred mice |
Isopropyl ethanol | ACROS | 67-63-0 | |
Betadine surgical scrub | Controlled item from veterinary care in BCM | ||
#10 scalpel blades | Ted Pella, Inc | 549-3CS-10 | Multiple |
No. 3 handle | Ted Pella, Inc | 541-31 | Need to be autoclaved |
Sterile surgical drape | Sai Infusion Technology | PSS-SD1 | |
Straight forceps | Roboz Surgical Instrument | RS-5132 | Need to be autoclaved |
Straight fine forceps | Fine Science Tools | 11253-20 | Need to be autoclaved |
Edged fine forceps | Fine Science Tools | 11253-25 | Need to be autoclaved |
4-0 Vicryl silk suture | Johnson & Johnson Health Care | J214H | |
31G insuline syringes | BD | 328418 | Multiple |
Q-tips cotton swabs (Sterile) | VWR International Laboratory | 89031-272 | |
Skin glue | Henry Schein Animal Health | 31477 | For surgery site skin closure |
Ear Tag Applicator | Fine Science Tools | 24220-00 | |
Ear tags | Fine Science Tools | 24220-50 | |
D-luciferin | Gold Biotechnology | LUCK | Avoid light and put on ice |
28G insulin syringes | BD | 329410 | For intra-orbital injection |
Paraformadehyde | Alfa Aesar | 30525-89-4 | For tissue fixation |
EDTA | OmniPur | 4050 | For bone tissue decalficication |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Equipment | |||
Dissection microscope | Leica | Leica S6E stereo | |
IVIS Lumina II imaging system | Advanced Molecular Vision | ||
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Antibodies | |||
Anti-GFP antibodies (JL-8) | Clontech | 632381 | |
Anti-ALP antibodies | Abcam | ab108337 | |
Anti-Osterix antibodies | Abcam | ab22552 |