ניטור גרורות סרטן ונגעים Osteolytic עם פליטת אור CT ו - Micro Imaging

Lim, E., Modi, K., Christensen, A., Meganck, J., Oldfield, S., Zhang, N. Monitoring Tumor Metastases and Osteolytic Lesions with Bioluminescence and Micro CT Imaging. J. Vis. Exp. (50), e2775, doi:10.3791/2775 (2011).

משלוח intracardiac בעקבות מד"א-MB-231-Luc-D3H2LN התאים נו / נו עכברים, גרורות מערכתיות שפותח את החיות מוזרק. הדמיה באמצעות ספקטרום פליטת אור IVIS הועסק כדי לפקח על חלוקת ופיתוח של תאים סרטניים בעקבות הליך הלידה כולל שחזור DLIT למדוד את האות הגידול ומיקומו.

התפתחות גרורות לרקמות העצם גורם לפעילות osteolytic ונגעים אל עצם השוק ועצם הירך הוערכו longitudinally באמצעות מיקרו-CT. ההדמיה בוצעה באמצעות FX קוונטית מערכת מיקרו CT עם הדמיה מהירה במינון נמוך רנטגן. קרינה במינון נמוך מאפשר הפעלות הדמיה מרובים להתבצע במינון רנטגן מצטבר הרבה מתחת LD50. מכשיר הדמיה עכבר מעבורת שימש תמונה ברצף עם שני העכברים ספקטרום IVIS ו Quantum FX להשגת מיצוב חיה מדויק פליטת אור והן תמונות CT. אופטית ו-CT ערכות נתונים היו שיתוף רשום ב 3-dimentions באמצעות Living 4.1 תוכנה תמונה. גישה זו רב במצב מאפשר מעקב צמוד של גדילה והתפתחות הגידול בו זמנית עם פעילות osteolytic.

הדמיה אורך משמש טרום קליניים לעקוב אחר התקדמות המחלה או למדוד את ההשפעה של טיפול. ב אונקולוגיה, שיטות אופטיות לספק כלים קפדני כדי לפקח על הגידול ולספק quantitation המדויק של צמיחת תאים או ביטוי גנים בכל נקודת זמן במחקר כזה. שינויים אנטומיים ניתן למדוד באמצעות טכניקה ברזולוציה גבוהה כמו microCT, אבל עבור הדמיה האורך במינון נמוך רנטגן יש להשתמש כדי להימנע ממצאים ביולוגיים. תמונות אופטיות microCT יכול להיות שותף רשום על מנת לספק שילוב של נתונים תפקודית אנטומי להבטיח כי המידע המרבי מופק המודל החי.

1. תא הכנה

1. Caliper מספקת מגוון בלוציפראז להביע שורות תאים סרטניים למחקר טרום קליניים במודלים של העכבר.
2. מד"א-MB-231-Luc-D2H2LN הוא התא האנושי החלב הגידול קו המבטא את הגן בלוציפראז אשר יכול לשמש כאינדיקטור אופטי של tumorgenesis in vivo. קו זה תא נוצר מתוך גרורות הצומת ספונטנית הלימפה שמקורו בגידול בלוק החלב D3H1 שומן ידוע באגרסיביות וליצור עוד גרורות.
3. התאים ניתנים כתרבות הפתוגן ללא קפוא אשר בקלות גדל מדיה סטנדרטי ללא צורך סמנים הבחירה.
4. כדי לוודא פעילות בלוציפראז לפני זריקה לתוך החיה בבקבוק ומחוברות 90% נאסף על ידי trypsinization. פעילות בלוציפראז נמדדת מחלק 50,000 תאים צלחת microtiter וביצוע דילול סדרתי.

2. Intracardiac הזרקה של תאים חיים

1. לפני הזריקה, בעלי חיים מורדמים באמצעות 3% isoflurane.
2. 1-3000000 התאים מוזרקים בנפח 50ul אל החדר השמאלי. ההשעיה תא מכיל 150ug/ml D-Luciferin לאמת טכניקה ההזרקה.
3. כדי לאשר בזריקה עכברים לתקן intracardiac הם צילמו במערכת IVIS. עכברים להראות אות BLI בכל הגוף כבר הזריק כראוי. אם האות הוא מקומי לא התאים הוזרקו נכונה בלב.

3. BLI הדמיה לפקח גרורות

1. מעבורת הדמיה תומך בעכבר עבור לכידת נתונים ספקטרום הן IVIS ומערכת microCT QuantumFX.
2. המעבורת מסייע לשמור על החי באותה תנוחה הדמיה משלבת אותות fiducial לסייע אוטומטי שיתוף ההרשמה. החדר מחובר מאדה isofluorance לשמור על הרדמה.
3. הדמיה אשף בתוכנה חיים תמונה 4.1 יכול לשמש כדי לבחור אוטומטית את זמן החשיפה, f-לעצור binning להבטיח איסוף נתונים כמותיים.
4. מספר תמונות ניתן לרכוש והשוו במחקרים ארוכי טווח המכסים שניות או חודשים בהתאם לאופי הניסוי.
5. 6 הימים שלאחר הזרקה של תאים, BLI הדמיה עם IVIS ספקטרום מראה גרורות לעצם בשבעה מתוך תשעה עכברים.

4. ניטור אורך של נגעים osteolytic באמצעות מיקרו-CT

1. עכברים הראו כי גרורות בעצמות ברור לעין באמצעות BLI היו צילמו במערכת קוונטית FX-CT מיקרו.
2. FX קוונטית מערכת מיקרו CT מספקת תמונות באיכות גבוהה במינון רנטגן נמוך מספיק כדי לאפשר נכון האורך מיקרו CT במחקרים פרה.
3. השפלה עצם בשתי הרגליים ניתן לנטר longitudinally באמצעות מערכת זו בתוך פחות מדקה.
4. עכברים מורדמים עם 3% ו isoflurane ניתן להעביר ישירות מתוך מערכת Spectrum IVIS.
5. שני הדימויים הם 60mm מאוחה כדי ללכוד את התצוגה החיה כולה.
6. FOV 30 מ"מ הוא אידיאלי עבור הדמיה מפרק הברך ברזולוציה גבוהה.
7. סריקה אחת עם רזולוציה גבוהה מספיק כדי למדוד ולכמת גרורות בעצמות לוקחת רק 18 שניות ומספק מינון של 13mGy בלבד.
8. עכברים הם צילמו עד 8 פעמים ב -36 ימים עם מערכת מיקרו CT מבלי להשפיע על הצמיחה בריאות הגידול או של החיה.
9. ה-CT מיקרו הדמיה הראו כי העצם leisions נראו ביום 10 והתקדם במהירות רבה, המתאים לגידול אות BLI.

5. 3D ושיתוף רישום וניתוח של BLI ו uCT

1. ברגע תמונות נתפסו משני הספקטרום IVIS ו Quantum FX מיקרו CT נתוני המערכת יכול להיות שותף רשום לתוך שחזור 3D.
2. תמונות MicroCT מיוצאים כקובצי DICOM וטעון תמונת חיים 4.1 כלי 3D שיטת רב.
3. ב התוכנה תמונה Living להפעיל את התוכנית DLIT לשלושה ממדית לשחזר את האות האופטי.
4. הכלי fiducial בתוכנה משמש שותף לרשום את האות האופטי BLI לתמונה מיקרו CT.
5. Coregistered ערכות נתונים ניתן לנתח באופן כמותי כדי לפקח על מספר פרמטרים במהלך התקדמות המחלה הנה אנחנו מעקב גדילה של הגידול גרורתי יחד עם התפתחות הנגע osteolytic בעצם.
</ Ol>

הדמיה חיה קטנה עם microCT הוחל נגעים osteolytic ניטור בתנאים פתולוגיים, כגון התפתחות הגידול (Cowey et al 2007;.. Labrinidis et al, 2009). כמו פליטת אור הדמיה של גידולים שכותרתו בלוציפראז אומצה באופן נרחב טרום קליני, שיתוף רישום של פליטת אור תמונות ו microCT סיפק הגדרה טובה יותר של מיקום אנטומי של אותות פליטת אור (Kaijzel et al. 2007). המחקר הקודם עם קו בלוציפראז שכותרתו הגידול תא השד מד"א-MB-231-Luc-D3H2LN הראה גרורות לעצם ופיתוח של נגעים osteolytic הבאים הזרקה תוך הלב (ג'נקינס et al 2005;. Minn et al, 2005). במחקר זה, בחנו מחקר אורך של גרורות הגידול בפעילות osteolytic עם combinatory אופטי נמוך קרינה במינון הדמיה microCT עם מודל MDA-MB-231-Luc-D3H2LN מערכתית גרורות. ביצענו הדמיה רציפים עם IVIS ספקטרום ו Quantum FX microCT מערכות פליטת אור מושגת ו-CT שיתוף אחת עם התוכנה החדשה שפותחה שלנו תמונה 4.1 חיים (הנג et al. 2010). הדמיה פליטת אור עם IVIS מספק פולשני זיהוי של התאים הסרטניים עם רגישות גבוהה, המאפשר גידולים להיות מזוהה בשלב מוקדם. הדמיה עם Quantum FX מאפשרת שחזור מדויק 3D של נגעים עצם מידע אנטומי מפורט. Quantum FX המערכת מציעה קרינה במינון נמוך הדמיה, המאפשרת ניטור האורך של התקדמות המחלה. מתאם של נגעים עצם גרורות הגידול תוארה בדמות שיתוף רשום, ואת היתרון של מעקב multimodality התפתחות הנגע longitudinally הודגם בבירור.

הכותבים הם עובדי Caliper מדעי החיים שעושים את מכשיר בהשתתפות במאמר זה.

1. Jenkins, D.E., Hornig, Y.S., Oei, Y., Dusich, J., Purchio, T. Bioluminescent Human Breast Cancer Cell Lines that Permit Rapid and Sensitive in vivo Detection of Mammary Tumors and Multiple Metastases in Immune Deficient Mice. Breast Cancer Research. 7, R444-R454 (2005).
2. Cowey, S., Szafran, A. A., Kappes, J., Zinn, K.R., Siegal, G.P., Desmond, R. A., Kim, H., Evans, L., Hardy, R. W. Breast Cancer Metastasis to Bone: Evaluation of Bioluminescent Imaging and MicroSPECT/CT for Detecting Bone Metastasis in Immunodeficient Mice. Clinical and Experimental Metastasis. 24 (5), 389-401 (2007).
3. Labrinidis, A., Hay, S., Liapis, V., Ponomarev, V., Findlay, D.M., Evdokiou, A. Zoledronic Acid Inhibits Both the Osteolytic and Osteoblastic Components of Osteosarcoma Lesions in a Mouse Model. Clinical Cancer Research. 15(10) (2009).
4. Kaijzel, E.L., van der Pluijm, G., Lowik, C.W.G.M. Whole-Body Optical Imaging in Animal Models to Assess Cancer Development and Progression. Clinical Cancer Research. 13 (12), 3490-3497 (2007).
5. Minn, A.J., Kang, Y., Serganova, I., Gupta, G.P., Giri, D.D., Doubrovin, M., Ponomarev, V., Gerald, W.L., Blasberg, R., Massague, J. Distinct Organ-Specific Metastatic Potential of Individual Breast Cancer Cells and Primary Tumors. The Journal of Clinical Investigation. 115 (1), (2005).
6. Xu, H, Christensen A., Kuo C., Nilson D., Lim E., Whalen J., Kim, J.B., Zhang, N., Singh, R., Oldfield, S., Troy, T., Rice, B. Co-registration of in vivo Optical Tomography and Micro-CT for Longitudinal Studies. WMIC. #0332B, Kyoto (2010).

0 Comments

You must be signed in to post a comment. Please sign in or create an account.