Phân tích phê phán các xét nghiệm tạo mạch hiện tại in vitroin vivo

International Journal of Experimental Pathology - Tập 90 Số 3 - Trang 195-221 - 2009
Carolyn A. Staton1, Malcolm Reed1, Nicola J. Brown1
1Microcirculation Research Group, Academic Unit of Surgical Oncology, School of Medicine and Biomedical Sciences, University of Sheffield, Sheffield, UK.

Tóm tắt

Tóm tắt

Nghiên cứu về quá trình tạo mạch đã phát triển mạnh mẽ trong 40 năm qua, với nhận thức rằng tạo mạch rất quan trọng đối với nhiều bệnh lý, và gần đây hơn là sự ra đời của các loại thuốc thành công trong việc ức chế quá trình tạo mạch ở các khối u. Vấn đề chính trong nghiên cứu tạo mạch vẫn nằm ở việc lựa chọn các xét nghiệm phù hợp để đánh giá hiệu quả của các thuốc mới có tiềm năng và xác định các mục tiêu khả thi trong quá trình tạo mạch. Việc lựa chọn này trở nên phức tạp hơn khi nhận thấy rằng sự không đồng nhất xảy ra, không chỉ trong các tế bào nội mô mà còn trong môi trường vi mô cụ thể cần được nghiên cứu. Do đó, điều cần thiết là phải lựa chọn các điều kiện xét nghiệm và các loại tế bào mà gần giống nhất với bệnh lý tạo mạch đang được nghiên cứu. Điều này đặc biệt quan trọng khi cố gắng chuyển dữ liệu từ in vitro sang in vivo và từ tiền lâm sàng sang lâm sàng. Tại đây, chúng tôi xem xét một cách phê phán và làm rõ những tiến bộ gần đây trong các xét nghiệm chính thường được sử dụng, bao gồm cả xét nghiệm cho sự phân chia tế bào nội mô, di cư, phân hóa và đồng văn hóa với các tế bào sợi và tế bào thành mạch in vitro; sự phát triển mạch từ các nuôi cấy cơ quan và các xét nghiệm in vivo như màng chorionic allantoic (CAM) của gà, cá liễu, cấy ghép bọt biển, mô tả giác mạc, khoang khí lưng, mô hình buồng và tạo mạch ở khối u. Cuối cùng, chúng tôi sẽ thảo luận ngắn gọn về hướng đi có khả năng được theo đuổi trong các nghiên cứu trong tương lai, bao gồm việc sử dụng các hệ thống phân tích hình ảnh ngày càng tinh vi hơn cho việc thu thập dữ liệu.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1111/1523-1747.ep12613748

10.1097/01.CCM.0000057847.32590.C1

10.1161/01.RES.86.2.185

10.1126/science.1082015

10.1387/ijdb.041822aa

10.1016/0092-8674(77)90109-X

10.1073/pnas.81.18.5739

Alessandri G., 1983, Mobilization of capillary endothelium in vitro induced by effectors of angiogenesis in vivo, Cancer Res., 43, 1790

Algire G.H., 1943, An adaptation of the transparent chamber technique to the mouse, J. Natl. Cancer Inst., 4, 1

10.1073/pnas.0405250101

10.1158/0008-5472.CAN-04-3857

Andrade S.P., 1987, Quantitative in vivo studies on angiogenesis in a rat sponge model, Br. J. Exp. Path., 68, 755

10.1016/j.jneumeth.2004.07.001

10.1002/9780470029350.ch19

10.1002/ijc.2910150209

10.1016/0163-7258(91)90038-N

10.1023/A:1026574416001

10.1373/49.1.32

Ausprunk D.H., 1976, Vascular injury in transplanted tissues. Fine structural changes in tumor, adult, and embryonic blood vessels, Virchows Arch. B Cell Pathol., 21, 31, 10.1007/BF02899142

10.1016/j.mvr.2006.01.002

10.1081/CNV-200032992

10.1016/j.mvr.2004.05.005

10.1016/0248-4900(91)90298-2

10.1038/sj.bjc.6602901

10.1023/A:1026546219962

10.1023/A:1012251229631

10.3181/00379727-99-24369

10.1084/jem.115.3.453

Brown K.J., 1996, A novel in vitro assay for human angiogenesis, Lab. Invest., 75, 539

10.1038/89997

10.1038/sj.bjc.6600320

Bruns C.J., 2000, Epidermal growth factor receptor blockade with C225 plus gemcitabine results in regression of human pancreatic carcinoma growing orthotopically in nude mice by anti‐angiogenic mechanisms, Clin. Cancer Res., 6, 1936

10.1023/A:1009864613566

10.1038/35025220

Carson‐Walter E.B., 2001, Cell surface tumour endothelial markers are conserved in mice and humans, Cancer Res., 61, 6649

10.2741/Cary

10.1182/blood-2005-06-2326

10.1016/j.tcm.2008.04.002

10.1242/dev.129.4.973

Cockerill G.W., 1998, Early events in angiogenesis: cloning an alpha‐prolyl 4‐hydroxylase‐like gene, Int. J. Oncol., 13, 595

Conn H., 1980, Stromal vascularization prevents corneal ulceration, Invest. Ophthalmol. Vis. Sci., 19, 362

10.1091/mbc.E02-01-0006

10.1161/01.ATV.10.2.215

Coralli C., 2001, Limitations of the reporter green fluorescent protein under simulated tumour conditions, Cancer Res., 61, 4784

10.1161/01.ATV.0000068685.72914.7E

10.1002/pros.20833

10.1038/382452a0

10.1073/pnas.91.9.4082

10.1016/j.ydbio.2003.08.015

10.1083/jcb.100.4.1219

10.1002/cyto.a.20040

10.1038/labinvest.3780207

10.1016/0022-1759(86)90368-6

10.1096/fj.01-0552com

Di Carlo E., 1999, Analysis of mammary carcinoma onset and progression in HER‐2/neu oncogene transgenic mice reveals a lobular origin, Lab. Invest., 79, 1261

10.1023/A:1012218401036

10.1002/jbm.a.20016

Edwards R.H., 1960, Stimulation of granulation tissue growth by tissue extracts; study by intramuscular wounds in rabbits, Arch. Path., 69, 286

10.1007/BF01851841

10.1172/JCI117521

10.1016/S0022-1759(80)80014-7

Fawcett J., 1994, Molecular Aspects of Tumor Angiogenesis and Metastasis

10.1038/sj.bjp.0705731

10.1007/BF00049529

10.1111/j.1749-6632.1982.tb25720.x

Fournier G.A., 1981, A corneal micropocket assay for angiogenesis in the rat eye, Invest. Ophthalmol. Vis. Sci., 21, 351

10.1002/path.1711770310

10.1034/j.1600-0463.2003.1110609.x

Funahashi Y., 1999, Establishment of a quantitative mouse dorsal air sac model and its application to evaluate a new angiogenesis inhibitor, Oncol. Res., 11, 319

10.1023/A:1021573013503

10.1093/jnci/52.2.413

Go R.S., 2003, The rat aortic ring assay for in vitro study of angiogenesis, Methods Mol. Med., 85, 59

10.1007/978-1-4419-8871-3_6

10.4049/jimmunol.170.11.5373

10.1096/fj.01-0065com

10.1007/BF02630910

10.1161/ATVBAHA.107.143990

10.1073/pnas.78.2.1176

Gumkowski F., 1987, Heterogeneity of mouse vascular endothelium: in vitro studies of lymphatic, large blood vessel and microvascular endothelial cells, Blood Vessels, 24, 11

10.1007/s10456-006-9040-2

10.4012/dmj.23.650

10.1038/315115a0

10.1016/S0959-8049(96)00401-7

10.1016/j.orthres.2005.02.013

10.1097/01.sla.0000189671.06782.56

10.1016/j.bbrc.2008.01.080

Hirschi K.K., 1998, Vascular Morphogenesis: In Vivo, In Vitro, In Mente, 132

10.1083/jcb.141.3.805

10.1161/01.RES.84.3.298

10.1074/jbc.M106649200

10.1161/01.RES.0000091259.84556.D5

10.1023/A:1006326203858

10.1016/S1470-2045(02)00848-3

Holund B., 1979, Formation of granulation tissue in subcutaneously implanted sponges in rats, Acta Pathol. Microbiol. Scand. [A], 87, 367

Hori S., 1990, Pathophysiology of intraocular neovascularisation, Nippon Ganka Gakkai Zasshi Acta Societatis Ophthalmologicae Japonicae, 94, 1103

10.1242/jcs.111.24.3621

Inoue K., 2003, Docetaxel enhances the therapeutic effect of the angiogenesis inhibitor TNP‐470 (AGM‐1470) in metastatic human transitional cell carcinoma, Clin. Cancer Res., 9, 886

10.1006/dbio.2000.9995

10.1016/S1357-2725(97)00061-7

10.1172/JCI107470

10.1038/nm1197-1203

10.1023/A:1014089706107

10.1006/scbi.2001.0418

10.1097/00000637-199303000-00008

10.1016/S1043-4666(03)00015-2

10.1111/j.1749-6632.1987.tb25004.x

10.1083/jcb.140.4.961

10.1007/s004170050015

10.1096/fj.00-0139com

Kragh M., 2003, In vivo chamber angiogenesis assay: an optimized Matrigel plug assay for fast assessment of anti‐angiogenic activity, Int. J. Oncol., 22, 305

10.1006/bbrc.1999.2018

10.1016/S0093-7754(01)90026-0

10.1006/mvre.1999.2217

Lampugnani M.G., 1999, Cell migration into a wounded area in vitro, Methods Mol. Biol., 96, 177

10.1016/j.fertnstert.2005.05.010

10.1093/humrep/dei308

10.1111/1523-1747.ep12581070

10.1038/nrg888

10.1242/dev.128.19.3675

Lehr H.A., 1993, Dorsal skinfold chamber technique for intravital microscopy in nude mice, Am. J. Pathol., 143, 1055

10.1038/329630a0

10.1016/j.mvr.2004.06.002

10.1093/jnci/92.2.143

10.1016/S0006-2952(00)00529-3

10.1016/S0002-9440(10)63568-7

Lingen M.W., 1996, Retinoic acid induces cells cultured from oral squamous cell carcinomas to become anti‐angiogenic, Am. J. Pathol., 149, 247

10.1074/jbc.M110354200

10.1083/jcb.97.1.153

Mahadevan V., 1989, Factors influencing blood supply in wound granuloma quantitated by a new in vivo technique, Cancer Res., 49, 415

Martin V., 2008, Tie2: a journey from normal angiogenesis to cancer and beyond, Histol. Histopathol., 23, 773

10.1016/0165-6147(91)90637-8

10.1038/sj.bjc.6604733

10.1016/0167-5699(93)90179-O

10.1159/000048893

10.1242/jcs.105.4.1013

10.1002/1526-968X(200010)28:2<75::AID-GENE50>3.0.CO;2-S

10.1006/exmp.2002.2446

Muthukkaruppan V., 1979, Angiogenesis in the mouse cornea, Science, 205, 1416, 10.1126/science.472760

Muthukkaruppan V.R., 2000, The chick embryo aortic arch assay: a new, rapid, quantifiable in vitro method for testing the efficacy of angiogenic and anti‐angiogenic factors in a three‐dimensional, serum‐free organ culture system, Proc. Am. Assoc. Cancer Res., 41, 65

10.1016/0014-4827(85)90549-X

10.1006/mvre.1995.1061

10.1007/BF02624102

Nicosia R.F., 1997, Endogenous regulation of angiogenesis in the rat aorta model. Role of vascular endothelial growth factor, Am. J. Pathol., 151, 1379

10.1159/000083457

10.1016/S0002-9440(10)63271-3

10.1016/0022-1759(84)90180-7

Oikawa T., 1997, Effects of cytogenin, a novel microbial product, on embryonic and tumor cell‐induced angiogenic responses in vivo, Anticancer Res., 17, 1881

10.1016/S0014-5793(97)00313-X

10.1016/0026-2862(79)90039-6

10.1126/science.284.5415.765

Passaniti A., 1992, A simple, quantitative method for assessing angiogenesis and antiangiogenic agents using reconstituted basement membrane, heparin, and fibroblast growth factor, Lab. Invest., 67, 519

10.3109/03008207409152254

10.1083/jcb.111.2.743

Plunkett M.L., 1990, An in vivo quantitative angiogenesis model using tumor cells entrapped in alginate, Lab. Invest., 62, 510

10.1016/0076-6879(91)98044-7

Reeves K.J., 2008, The dorsal skinfold chamber (DSC): a new model to study prostate cancer metastasis in vivo, J. Vasc. Res., 45, 63

10.1111/j.1365-2818.2007.01877.x

10.1080/00016470410001330

Rubinstein A.L., 2003, Zebrafish: from disease modeling to drug discovery, Curr. Opin. Drug Discov. Devel., 6, 218

Sakuda H., 1992, Media conditioned by smooth muscle cells cultured in a variety of hypoxic environments stimulates in vitro angiogenesis. A relationship to transforming growth factor‐beta 1, Am. J. Pathol., 141, 1507

Salvatore J.E., 1961, An experimental study of the influence of pore size of implanted polyurethane sponges upon subsequent tissue formation, Surg. Gynecol. Obstet., 112, 463

10.1242/dev.129.15.3621

10.1006/mvre.2001.2389

10.1016/j.exer.2004.10.009

Sato N., 1986, Establishment of murine endothelial cell lines that develop angiosarcomas in vivo: brief demonstration of a proposed animal model for Kaposi’s sarcoma, Cancer Res., 46, 362

Schilling J.A., 1959, Wound healing: a comparative study of the histochemical changes in granulation tissue contained stainless steel wire mesh and polyvinyl cylinders, Surgery, 46, 702

10.1096/fj.01-0819com

10.1002/9780470029350.ch11

Shan S., 2001, The novel tubulin‐binding drug bto‐956 inhibits r3230ac mammary carcinoma growth and angiogenesis in fischer 344 rats, Clin. Cancer Res., 7, 2590

10.1016/j.bbrc.2004.07.033

10.1016/S0022-4804(02)00020-3

10.1021/la0489763

10.1016/S0002-9440(10)63890-4

Sprugel K.M., 1987, Effects of growth factors in vivo. I. Cell ingrowth into porus subcutaneous chambers, Am. J. Pathol., 129, 601

10.1182/blood-2003-07-2192

10.1111/j.0959-9673.2004.00396.x

10.1111/j.1538-7836.2007.02432.x

10.1136/gut.2007.125286

10.1023/A:1016604327305

10.1093/jnci/djh168

10.1073/pnas.0703446104

10.1089/10430340050016021

10.3748/wjg.v10.i17.2524

10.1083/jcb.111.2.765

10.1038/sj.neo.7900006

10.1172/JCI0214105

10.1016/S0002-9440(10)63524-9

10.1002/ijc.2910150306

10.1097/01.LAB.0000024363.37866.45

10.1016/S0002-9440(10)63013-1

10.1084/jem.188.6.1039

10.1038/nm1195-1143

10.1016/S0171-2985(11)80319-0

10.1002/ijc.2910520118

10.1016/S8756-3282(96)00133-0

Wong M.K., 1984, In vitro re‐endothelialization of a single‐cell wound. Role of microfilament bundles in rapid lamellipodia‐mediated wound closure, Lab. Invest., 51, 75

10.1083/jcb.107.5.1777

10.1016/j.canlet.2004.03.008

10.1073/pnas.051626698

10.1073/pnas.052029099

10.1073/pnas.2436101100

10.1158/0008-5472.CAN-04-3118

10.1016/j.bcp.2004.02.004

Yuan F., 1994, Vascular permeability and microcirculation of gliomas and mammary carcinomas transplanted in rat and mouse cranial windows, Cancer Res., 54, 4564

10.1016/0076-6879(87)47104-8

Zetter B.R., 1988, Endothelial Cells, 64

10.4161/cbt.6.5.4002

10.1038/35102599

10.1023/A:1021509004829

10.1182/blood-2005-04-1458

10.1006/bbrc.1995.2178