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.
Метастазы приходится более 90% случаев смерти, вызванных солидных опухолей. Кость является наиболее распространенным органом, пострадавших от метастазов различных видов рака, особенно рака молочной железы и рака простаты. Когда поставлен диагноз в клинике, метастазы в кости, как правило, уже вошли в продвинутую стадию либо с остеолитических или остеобластов изменений в костной ткани, часто сопровождается неврологической симптоматикой.
Предыдущие исследования в основном сосредоточены на откровенных остеолитических костных метастазов 1-3, однако мы в настоящее время имеют ограниченное понимание микрометастаз в костях до начала процесса остеолитического. Это, по крайней мере, частично из-за отсутствия соответствующих экспериментальных моделей и подходов. Генетически сконструированные мышиные модели рака молочной железы часто метастазирует в легкие, но гораздо менее эффективно для костей 4. Аналогично, ортотопически пересаженные опухоли развиваются редко спонтанные метастазы в кости, с некоторыми кости тропических 4Т1 молочных желез carcinomсуб-клоны и MSP избыточно экспрессируется PyMT трансгенной мышиной модели как исключения 5-7. Intra-большеберцовый бурение может доставить раковые клетки до костей 8-10, но он также получает повреждения и воспаление местных тканей. В настоящее время внутри сердца инъекции линии клеток рака молочной железы был основным подходом к расследованию кости колонизацию 11-13. Тем не менее, после того, как раковые клетки вводят в левый желудочек лишь ограниченную часть, наконец, достигнет кости и костный мозг, что делает его трудно отслеживать микроскопические метастазы в измеримой моды.
В данном исследовании мы устанавливаем технику, а именно внутри подвздошной артерии (IIA) раствор для инъекций 14, чтобы передавать раковые клетки в ткани задней конечности, тем самым обогащая раковые клетки в кости и костного мозга , не причиняя ущерба местным тканям. Из-за специфичности кости, такой подход также позволяет достаточно времени для индолентными раковых клеток, чтобы в конечном счете колонизировать до ANimals поддаваться первичных опухолей или метастазов в других жизненно важных органов. В сочетании с различными другими способами, такими как биолюминесценции визуализации, иммунофлуоресцентного окрашивания и гистоморфометрии кости, IIА инъекции является потенциально полезным для широкого круга научных целей, связанных с костными метастазами, особенно для отслеживания прогресса в направлении от одиночных раковых клеток к многоканальному клетки микрометастазов. В частности, мы показали, что ИВР инъекции позволяет визуализировать взаимодействия между раковыми клетками и различными типами окружающих клеток в костном микросреды.
Хотя только подвздошной артерии является мишенью для инъекций для раковых клеток, мы рекомендуем разделение обеих подвздошной вены и артерии от окружающих тканей, а также поднять их вместе в виде пучка. Это происходит потому, что вены и артерии широко контактируют друг с другом, и вено?…
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 |