B16-F10:小鼠黑色素瘤模型

作者:Sumithra Urs,博士|高级科学家,科学发展
日期: 2019年12月


皮肤癌包括皮肤各层的癌症,最常见的是基底细胞癌(BCC)和鳞状细胞癌(SCC)。黑素瘤和非黑素瘤皮肤癌(默克尔细胞癌、卡波西肉瘤、皮肤淋巴瘤和其他肉瘤)不太常见。在所有皮肤癌类型中,黑色素瘤是一种严重的皮肤癌,它起源于黑色素细胞,即位于皮肤表皮底层(基底层)的产生黑色素的神经嵴来源细胞。恶性BCC和SCC很少转移,另一方面,较不常见的恶性黑色素瘤具有高度侵袭性,并迅速扩散到身体的其他部位。黑素瘤有许多不同的形状、大小和颜色,并有一系列的警告信号。[1]

如果及早发现和治疗,黑色素瘤是可以治愈的,美国患者的五年存活率估计为98%。[2]一旦黑素瘤侵入皮肤或身体其他部位,就更难治疗,而且可能致命。美国癌症协会(American Cancer Society)估计,2019年美国新诊断的黑色素瘤约为192310例,其中96480例为侵袭性,预计约7230人死于黑色素瘤。黑素瘤的发病率在过去几十年里迅速上升,黑素瘤是年轻人(尤其是年轻女性)最常见的癌症之一。肤色浅是黑素瘤的主要风险因素,白人的黑素瘤发病率是非裔美国人的20倍,尽管没有一个种族可以免疫。每个人的患病风险都受到多种因素的影响,包括暴露在阳光下、紫外线、痣、既往癌症、遗传和家庭因素。

治疗方案取决于疾病的阶段、肿瘤的位置和患者的整体健康状况,包括手术切除黑色素瘤、免疫治疗、靶向治疗、化疗和放疗。常用的单药治疗针对B-RAF基因、C-KIT基因和其他异常基因的突变。此外,化疗药物如达卡巴嗪、替莫唑胺、nab-紫杉醇、顺铂、卡铂等均可使用。免疫治疗药物如IL-2、ipilimumab (CTLA-4抑制剂)、pembrolizumab和nivolumab (PD-1抑制剂)的临床试验正在进行中,并积极招募患者。这些免疫调节药物也正在联合用药和新辅助用药中进行试验。此外,黑素瘤疫苗、III期黑素瘤卡介苗和溶瘤病毒(T-VEC)也在试验中。[3]新的治疗方案侧重于改善晚期黑色素瘤患者的生活质量和提高生存率。

小鼠B16黑色素瘤模型是临床前研究中最常用的转移性黑色素瘤模型。金博宝188网址我们已经建立了同质B16-F10模型来评估对免疫肿瘤制剂的反应,并支持新疗法的发展。B16-F10细胞系生成为10thC57BL/6小鼠肿瘤亲本系B16的连续传代亚克隆。[4]在体外,这些细胞生长为一个附着的群体,呈现上皮形态。在活的有机体内在C57BL/6小鼠皮内植入B16-F10细胞导致肿瘤恶性生长。我们的生长研究显示,在接种约2-3天的时间翻倍后,有效的生长动力学(图1)。对照动物在研究中停留20-25天,直到它们达到肿瘤负担过重的安乐死标准。这就产生了一个模型,该模型可以为测试剂诱导其抗肿瘤活性提供长达两周的给药窗口。虽然模型本身不会导致体重减少,但肿瘤结痂和溃疡是与皮下和皮内B16-F10肿瘤生长相关的常见临床症状。

图1:C57BL/6小鼠皮内植入B16-F10后生长动力学及体重变化。

图1:C57BL/6小鼠皮内植入B16-F10后生长动力学及体重变化。

B16-F10肿瘤免疫谱

B16-F10肿瘤浸润的基线免疫谱由流式细胞术5例未治疗肿瘤(300-500mm3.),并用CompLeukocyteTM包中。肿瘤微环境中的免疫细胞浸润,占CD45的百分率+细胞,显示一个明显的免疫细胞群,主要由未定义的CD11b主导+髓系细胞是该肿瘤模型的特征(图2)。M2 TAMs(19%)、G-MDSCs(15%)和M-MDSCs(11%)以相对比例的比例出现,而M1 TAMs(1.4%)和树突状细胞(4%)很少出现。淋巴细胞主要由B细胞(7.3%)和NK细胞(4%)组成,T细胞浸润肿瘤的比例最低。总体免疫谱提示非免疫原性模型。

图2:B16-F10模型肿瘤免疫细胞浸润的免疫表型。

图2:B16-F10模型肿瘤免疫细胞浸润的免疫表型。

B16-F10治疗反应

免疫调节剂:

我们研究了该模型中的一些免疫调节抗体。肿瘤达到~90mm时开始治疗3.使用检查点抑制剂抗mpd -1或抗mpd - l1在皮下B16-F10肿瘤中没有产生任何反应(图3A)。同样地,在植入物后4天开始使用抗mctla -4或抗mlag3治疗也没有产生任何反应(图3A)。最后,当使用TNF受体家族共刺激受体CD137治疗B16-F10肿瘤时,我们没有看到任何抗肿瘤活性(图3B)。鉴于naïve B16-F10肿瘤的免疫抑制肿瘤微环境,单剂免疫调节剂引起有限/没有反应就不足为奇了,这种反应的缺乏表明免疫冷肿瘤模型,正如B16-F10所报道的那样。

图3:C57BL/6小鼠使用检查点抑制剂(A)或Anti-mCD137 (B)治疗后B16-F10肿瘤的反应。

图3:C57BL/6小鼠使用检查点抑制剂(A)或Anti-mCD137 (B)治疗后B16-F10肿瘤的反应。

辐射:

放疗(RT)用于不适合手术或拒绝手术治疗的黑色素瘤患者。我们评估了皮下B16-F10肿瘤对由Xstrahl小动物辐射研究平台(SARRP)提供的单剂量局灶辐射的敏感性。10、15或20 Gy的辐射治疗显示至少50%的动物具有抗肿瘤活性,导致10、15和20 Gy RT的剂量反应肿瘤生长延迟5.9、14或10.5天,分别表明B16-F10黑素瘤模型对辐射有反应(图4)。然而,即使在测试的最高剂量治疗也没有导致显著的消退或无肿瘤存活。因此,利用聚焦RT通过SARRP在临床前环境中金博宝188网址,对模拟包括放射治疗在内的临床发展路径的联合方法的评估可能是有用的。

图4:C57BL/6小鼠B16-F10肿瘤对局灶辐射的反应。

图4:C57BL/6小鼠B16-F10肿瘤对局灶辐射的反应。

对于黑色素瘤患者,免疫调节剂和化疗或放疗联合治疗是改善患者反应的潜在途径。[5]此外,联合治疗还可能有助于改变肿瘤的免疫冷性,使其成为更容易接受/反应的肿瘤微环境,从而更适合治疗。要讨论B16-F10模型如何在你的下一次免疫治疗研究中发挥作用,请联系科学家


参考文献


1https://www.skincancer.org/skin-cancer-information/melanoma/melanoma-warning-signs-and-images/。

2SEER癌症统计事实。国家癌症研究所,NIH (https://www.cancer.gov)。

3.NCI黑色素瘤临床试验(https://www.cancer.gov/about-cancer/treatment/clinical-trials/disease/melanoma)。

4Nakamura K等。利用实验性转移模型对小鼠黑色素瘤细胞系的致命恶性肿瘤进行表征。生命科学2002年1月4日;70(7):791-8。DOI: 10.1016 / s0024 - 3205(01) 01454 - 0。


5Schwartz等人。当抗ctla4和肿瘤照射联合使用时,CD47反义靶向增强人细胞毒性t细胞活性,并增加B16黑色素瘤小鼠的存活率。2019年10月18日。DOI: 10.1007 / s00262 - 019 - 02397 - 7。
注:请注意动物的护理和使用是根据动物福利法规在aaalac认可的设施中进行的,并获得IACUC协议的审查和批准。

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