Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1034010.32607/20758251-2018-10-2-24-29ReviewsОбзорыResearch ArticleOrganism-Level Tumor Models in Zebrafish Danio rerioОпухолевые модели организменного уровня на основе Danio rerioMizgirevI. V.МизгиревИ. В.
Russian Federation
nauruz@mail.ruSafinaD. R.СафинаД. Р.
Russian Federation
nauruz@mail.ruDemidyukI. V.ДемидюкИ. В.
Russian Federation
nauruz@mail.ruKostrovS. V.КостровС. В.
Russian Federation
nauruz@mail.ruN.N. Petrov National Medical Research Center of Oncology, Ministry of Health of RussiaНациональный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Петрова Министерства здравоохранения Российской ФедерацииInstitute of Molecular Genetics, Russian Academy of SciencesИнститут молекулярной генетики РАН15062018102VOL 10, NO2 (2018)ТОМ 10, №2 (2018)242917012020Copyright ©; 2018, Mizgirev I.V., Safina D.R., Demidyuk I.V., Kostrov S.V.Copyright ©; 2018, Мизгирев И.В., Сафина Д.Р., Демидюк И.В., Костров С.В.2018Mizgirev I.V., Safina D.R., Demidyuk I.V., Kostrov S.V.Мизгирев И.В., Сафина Д.Р., Демидюк И.В., Костров С.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10340

Development and implementation of adequate organism-level models is one of the key elements in biomedical research that focuses on experimental oncology. Over the last decade, studies using Zebrafish (Danio rerio) have gained in popularity in this area of research. This review describes the various approaches that have been used in developing highly effective models for oncological (clinical term, better cancer or tumor) studies based on D. rerio. Priority is given to transplantation models of cancer and their application to optically transparent D. rerio lines, including clonal ones, and utilization tumors of various origins bearing fluorescent labels. The combination of tumor transplantation at organism-level models in transparent clonal D. rerio lines with fluorescent microscopy, FACS-fractionation of tumor cell subsets, and transcription analysis can result in one of the most promising research approaches in providing new information on tumor formation and growth.

Разработка и использование адекватных моделей организменного уровня являются одним из ключевых элементов развития различных направлений медико-биологических исследований, в том числе в области экспериментальной онкологии. В последнее десятилетие все большую популярность приобретают работы, основанные на использовании Danio rerio. Данный обзор посвящен описанию различных подходов к созданию на основе D. rerio высокоэффективных моделей для онкологических исследований. Основное внимание уделено различным трансплантационным моделям и перспективам их сочетания с оптически транспарентными (в том числе клональными) линиями D. rerio и опухолями различной природы, несущими флуоресцентные метки. Комбинация трансплантационной организменной модели на основе транспарентных клональных линий D. rerio с методами флуоресцентной микроскопии, FACS-фракционирования клеточных популяций и транскрипционным анализом может стать одним из наиболее эффективных подходов к получению принципиально новых данных о процессах возникновения и развития опухолей

ZebrafishDanio reriomolecular oncologysyngeneicallogeneic and xenogeneic transplantationtransparent fish linesbioimagingаллогенная и ксеногенная трансплантациябиоимиджингмолекулярная онкологиятранспарентные линииDanio rerioThis study was supported by the Russian Foundation for Basic Research as the part of scientific projects No. 18-04-00319 and 17-00-00189, and the Presidium of the Russian Academy of Sciences as the part of the Research Programs Fundamental Research for Biomedical Technologies and Molecular and Cell Biology.Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научных проектов № 18-04-00319 и 17-00-00189, Президиума Российской академии наук в рамках Программ научных исследований «Фундаментальные исследования для биомедицинских технологий» и «Молекулярная и клеточная биология».[1] Jemal A., Siegel R., Ward E., Hao Y., Xu J., Murray T., Thun M.J. // CA Cancer J. Clin. 2008, V.58, №2, P.71-96[2] Reyon D., Kirkpatrick J.R., Sander J.D., Zhang F., Voytas D.F., Joung J.K., Dobbs D., Coffman C.R. // BMC Genomics. 2011, V.12, №83, P.83[3] Cifuentes D., Xue H., Taylor D.W., Patnode H., Mishima Y., Cheloufi S., Ma E., Mane S., Hannon G.J., Lawson N.D. // Science. 2010, V.328, №5986, P.1694-1698[4] Siekmann A.F., Standley C., Fogarty K.E., Wolfe S.A., Lawson N.D. // Genes Dev. 2009, V.23, №19, P.2272-2277[5] Amsterdam A., Nissen R.M., Sun Z., Swindell E.C., Farrington S., Hopkins N. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2004, V.101, №35, P.12792-12797[6] Kwan K.M., Fujimoto E., Grabher C., Mangum B.D., Hardy M.E., Campbell D.S., Parant J.M., Yost H.J., Kanki J.P., Chien C.B. // Dev. Dyn. 2007, V.236, №11, P.3088-3099[7] Villefranc J.A., Amigo J., Lawson N.D. // Dev. Dyn. 2007, V.236, №11, P.3077-3087[8] Li M., Zhao L., Page-McCaw P.S., Chen W. // Trends Genet. 2016, V.32, №12, P.815-827[9] Stanton M.F. // J. Natl. Cancer Inst. 1965, V.34, P.117-130[10] Khudoley V.V. // Natl. Cancer Inst. Monogr. 1984, V.65, P.65-70[11] Etchin J., Kanki J.P., Look A.T. // Methods Cell Biol. 2011, V.105, P.309-337[12] Chen E.Y., Langenau D.M. // Methods Cell Biol. 2011, V.105, P.383-402[13] Bootorabi F., Manouchehri H., Changizi R., Barker H., Palazzo E., Saltari A., Parikka M., Pincelli C., Aspatwar A. // Int. J. Mol. Sci. 2017, V.18, №7, P.1550[14] Nguyen A.T., Emelyanov A., Koh C.H., Spitsbergen J.M., Lam S.H., Mathavan S., Parinov S., Gong Z. // Dis. Model Mech. 2011, V.4, №6, P.801-813[15] Langenau D.M., Traver D., Ferrando A.A., Kutok J.L., Aster J.C., Kanki J.P., Lin S., Prochownik E., Trede N.S., Zon L.I. // Science. 2003, V.299, №5608, P.887-890[16] Teittinen K.J., Gronroos T., Parikka M., Ramet M., Lohi O. // Leuk. Res. 2012, V.36, №9, P.1082-1088[17] Moore F.E., Langenau D.M. // Adv. Hematol. 2012, V.2012, P.478164[18] Ignatius M.S., Langenau D.M. // Methods Cell Biol. 2011, V.105, P.437-459[19] Li Z., Zheng W., Wang Z., Zeng Z., Zhan H., Li C., Zhou L., Yan C., Spitsbergen J.M., Gong Z. // Dis. Model Mech. 2013, V.6, №2, P.414-423[20] Nguyen A.T., Emelyanov A., Koh C.H., Spitsbergen J.M., Parinov S., Gong Z. // Dis. Model Mech. 2012, V.5, №1, P.63-72[21] Le X., Pugach E.K., Hettmer S., Storer N.Y., Liu J., Wills A.A., DiBiase A., Chen E.Y., Ignatius M.S., Poss K.D. // Development. 2013, V.140, №11, P.2354-2356[22] Li Z., Zheng W., Li H., Li C., Gong Z. // PLoS One. 2015, V.10, №7, e0132319[23] Kaufman C.K., Mosimann C., Fan Z.P., Yang S., Thomas A.J., Ablain J., Tan J.L., Fogley R.D., van Rooijen E., Hagedorn E.J. // Science. 2016, V.351(6272), P.2197[24] Moore F.E., Garcia E.G., Lobbardi R., Jain E., Tang Q., Moore J.C., Cortes M., Molodtsov A., Kasheta M., Luo C.C. // J. Exp. Med. 2016, V.213, №6, P.979-992[25] Tulotta C., He S., van der Ent W., Chen L., Groenewoud A., Spaink H.P., Snaar-Jagalska B.E. // Adv. Exp. Med. Biol. 2016, V.916, P.239-263[26] Langenau D.M., Ferrando A.A., Traver D., Kutok J.L., Hezel J.P., Kanki J.P., Zon L.I., Look A.T., Trede N.S. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2004, V.101, №19, P.7369-7374[27] Jung D.W., Oh E.S., Park S.H., Chang Y.T., Kim C.H., Choi S.Y., Williams D.R. // Mol. Biosyst. 2012, V.8, №7, P.1930-1939[28] Nicoli S., Ribatti D., Cotelli F., Presta M. // Cancer Research 2007, V.67, №7, P.2927-2931[29] Marques I.J., Weiss F.U., Vlecken D.H., Nitsche C., Bakkers J., Lagendijk A.K., Partecke L.I., Heidecke C.D., Lerch M.M., Bagowski C.P. // BMC Cancer. 2009, V.9, P.128[30] Tran T.C., Sneed B., Haider J., Blavo D., White A., Aiyejorun T., Baranowski T.C., Rubinstein A.L., Doan T.N., Dingledine R. // Cancer Research 2007, V.67, №23, P.11386-11392[31] Rouhi P., Lee S.L., Cao Z., Hedlund E.M., Jensen L.D., Cao Y. // Cell Cycle. 2010, V.9, №5, P.913-917[32] Zhao C., Wang X., Zhao Y., Li Z., Lin S., Wei Y., Yang H. // PLoS One. 2011, V.6, №7, e21768[33] Marques I.J., Weiss F.U., Vlecken D.H., Nitsche C., Bakkers J., Lagendijk A.K., Partecke L.I., Heidecke C.D., Lerch M.M., Bagowski C.P. // BMC Cancer. 2009, V.9, P.128[34] Fior R., Póvoa V., Mendes R.V., Carvalho T., Gomes A., Figueiredo N., Ferreira M.G. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2017, V.114, №39, P.8234-8243[35] Mizgireuv I.V., Revskoy S.Y. // Cancer Research 2006, V.66, №6, P.3120-3125[36] Streisinger G., Walker C., Dower N., Knauber D., Singer F. // Nature 1981, V.291, №5813, P.293-296[37] Mizgirev I., Revskoy S. // Nat. Protocols. 2010, V.5, №3, P.383-394[38] Ignatius M.S., Chen E., Elpek N.E., Fuller A., Tenente I.M., Clagg R., Liu S., Blackburn J.S., Linardic C.M., Rosenberg A. // Cancer Cell. 2012, V.21, №5, P.680-693[39] Mizgirev I.V., Revskoy S. // Cancer Biol. Ther. 2010, V.9, №11, P.895-902[40] Moore J.C., Tang Q., Yordán N.T., Moore F.E., Garcia E.G., Lobbardi R., Ramakrishnan A., Marvin D.L., Anselmo A., Sadreyev R.I. // J. Exp. Med. 2016, V.213, №12, P.2575-2589[41] Ito M., Hiramatsu H., Kobayashi K., Suzue K., Kawahata M., Hioki K., Ueyama Y., Koyanagi Y., Sugamura K., Tsuji K. // Blood. 2002, V.100, P.3175-3182[42] Zhang B., Shimada Y., Hirota T., Ariyoshi M., Kuroyanagi J., Nishimura Y., Tanaka T. // Transl. Res. 2016, V.170, P.89-98[43] White R.M., Sessa A., Burke C., Bowman T., LeBlanc J., Ceol C., Bourque C., Dovey M., Goessling W., Burns CE. // Cell Stem Cell. 2008, V.2, №2, P.183-189[44] Ren J.Q., McCarthy W.R., Zhang H., Adolph A.R., Li L. // Vision Res. 2002, V.42, №3, P.293-299[45] Lam S.H., Wu Y.L., Vega V.B., Miller L.D., Spitsbergen J., Tong Y., Zhan H., Govindarajan K.R., Lee S., Mathavan S. // Nat. Biotechnol. 2006, V.24, №1, P.73-75[46] Lam S.H., Gong Z. // Cell Cycle. 2006, V.5, №6, P.573-577[47] Pietras K., Östman A. // Exp. Cell Res. 2010, V.316, №8, P.1324-1331[48] Yang N., Huang B., Tsinkalovsky O., Brekkå N., Zhu H., Leiss L., Enger P.Ø., Li X., Wang J. // Cancer Cell Int. 2014, V.14, №1, P.541[49] Wang J., Cao Z., Zhang X.M., Nakamura M., Sun M., Hartman J., Harris R.A., Sun Y., Cao Y. // Cancer Research 2015, V.75, №2, P.306-315[50] Vittori M., Breznik B., Gredar T., Hrovat K., Bizjak Mali L., Lah T.T. // Radiol. Oncol. 2016, V.50, №2, P.159-167