在骨转移的发病机制中，血管生成是一个关键过程，因此成为成像与治疗的重要靶点。本文介绍一种部位特异性的乳腺癌骨转移大鼠模型，并描述了用于无创成像血管生成的策略 体内 采用磁共振成像、容积计算机断层扫描和超声技术。
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本文内容
摘要
摘要
血管生成是癌症生长和转移形成的关键特征。在骨转移中，血管生成因子对肿瘤细胞在骨髓腔内的增殖以及肿瘤细胞与骨细胞相互作用导致的局部骨破坏均起着至关重要的作用。我们的目标是建立一种允许 体内 使用无创成像技术评估骨骼病变中的血管生成
为此，我们将105个MDA-MB-231人乳腺癌细胞注入浅表腹壁动脉，该方法可阻止转移灶在除相应后肢以外的其他身体部位生长1。肿瘤细胞接种后25-30天，骨转移灶在远端股骨、近端胫骨和近端腓骨部位特异性形成1。可采用磁共振成像（MRI）、容积计算机断层扫描（VCT）和超声（US）对骨转移灶中血管生成的形态学和功能学特征进行纵向研究。
MRI 可显示骨转移灶软组织部分的形态学信息，这些病灶最初局限于骨髓腔，随着进展会进一步突破皮质骨。通过动态对比增强 MRI（DCE-MRI），可获取并量化包括局部血容量、灌注及血管通透性在内的功能数据2-4。形态学 VCT 成像可高分辨率地显示骨破坏情况。与 MRI 发现互补，溶骨性病灶可位于骨髓内肿瘤生长区域的邻近部位。在施用对比剂后，VCT 血管造影可高分辨率地揭示骨转移灶内的大血管结构，而 DCE-VCT 能够深入观察这些病灶的微循环5,6。超声（US）可用于评估因皮质骨局部溶骨所致的骨骼病灶的形态学和功能特征。利用 B 模式和多普勒技术，可分别评估软组织转移灶的结构和灌注情况。DCE-US 可在注射微泡后对骨转移灶的血管化进行实时成像7。
综上所述，在特异性乳腺癌骨转移模型中，多模态成像技术（包括磁共振成像、容积计算机断层扫描和超声）可提供关于这些骨骼病变形态学及血管生成功能参数的互补信息。
方案
1. 细胞培养
- 在 RPMI-1640 培养基（Invitrogen，德国）中培养 MDA-MB-231 人乳腺癌细胞（美国模式培养物集存库），培养基中添加 10% 胎牛血清（Sigma，德国）。将所有细胞培养物置于标准条件下（37 °C，湿润环境，5% CO2），每周传代 2–3 次，以维持细胞处于对数生长期。对于下文所述的动物模型，无需使用 MDA-MB-231 细胞的骨特异性亚系，因为肿瘤成瘤率超过 90%1。
- 使用含 2 mM EDTA 的磷酸盐缓冲液（PBS-，不含 Ca2+ 和 Mg2+）和 0.25% 胰蛋白酶（Sigma，Taufkirchen，德国）消化未长满的肿瘤细胞。用血细胞计数板（Neubauer 计数室）对 MDA-MB-231 细胞进行计数，并将其重悬于 RPMI-1640 培养基中（每 1 ml 含 5×105 个细胞）。
2. 骨转移的裸鼠模型
- 所有实验均经负责的政府动物伦理委员会批准。
- 使用6-8周龄的裸鼠，并在适当的无菌小动物系统（例如迷你屏障系统）中以无病原条件饲养。将动物置于受控环境中（室温21 ± 2 °C，湿度60%，12小时光照-黑暗循环），并为大鼠提供高压灭菌饲料和水，自由摄取（ad libitum）。....
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讨论
本文所述的诱导实验性骨转移方法结合影像学技术，可对裸鼠体内的溶骨性病灶进行纵向追踪。在本模型中，将MDA-MB-231人乳腺癌细胞注射至股骨远端动脉（SEA），该动脉是经由阴部上腹干连接髂动脉与股动脉的吻合支。因此，在结扎SEA后，膝关节供血区域的血流仍可维持。与已建立的骨转移模型相比，本模型的优势在于：与心内注射模型11相比，骨转移病灶具有部位特异性；与胫骨注射模型12相比，本模型包含了肿瘤细胞外渗及向靶组织迁移等致病过程。此外，该模型避免了系统性肿瘤负荷（尤其是内脏播散），从而可进行持续数周的长期纵向研究，进而减少所需实验动物数量1,13。
血管生成在骨转移发病机制中作为促进肿瘤细胞增殖并诱导骨吸收的关键过程的作用，此前已在研究中得到证实。 离体 研究14,15. 这里我们介绍 体内 采用MRI、VCT和超声等成像技术，无创评估这些病变中的血管生成。利用裸鼠模型，可获得关于血管化的互补信息，包括血容量和血管通透性/灌注功能信息（DCE-MRI、DCE-VC.......
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披露
未声明任何利益冲突。
致谢
本工作由德国研究基金会（SFB-TR 23 和 SFB-TR 79，T.B. 和 D.K.）资助。作者谨此感谢 Renate Bangert、Karin Leotta 和 Lisa Seyler 提供出色的技术支持。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| MDA-MB-231 人乳腺癌细胞 | 美国模式培养物集存库 | HTB-26 | |
| RPMI-1640 | 英韦特洛根公司 | 61870 | |
| FCS | 英韦特洛根公司 | 10270 | |
| 胰蛋白酶-EDTA | 英韦特洛根公司 | 25300 | |
| 卡洛芬 Rimadyl | 辉瑞制药有限公司 | PZN 110208 | |
| Magnevist | 拜耳-先灵公司 | PZN 6961516 | |
| Imeron 400 MCT | 布拉科公司 | PZN 228654 | |
| SonoVue | 布拉科公司 | PZN 1567358 | |
| 罂粟碱 | 阿尔法艾撒公司 | L 04152 | |
| 异氟烷 | 百特国际有限公司 | HDG 9623 | |
| Symphony（磁共振成像） | 西门子公司 | ||
| Volume CT（容积计算机断层扫描） | 西门子公司 | ||
| Acuson Sequioa 512（超声） | 西门子-阿库森公司 |
参考文献
- Bäuerle, T. Characterization of a rat model with site-specific bone metastasis induced by MDA-MB-231 breast cancer cells and its application to the effects of an antibody against bone sialoprotein. Int. J. Cancer. 115, 177-186 (2005).
- Merz, M., Komljenovic, D., Zwick, S., Semmler, W., Bäuerle, T.
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重印与许可
