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Medicine

쥐의 폐 전이의 미세 혈류 속도의 자동 측정

Published: November 30, 2014 doi: 10.3791/51630
* These authors contributed equally

Protocol

참고 :이 프로토콜에 설명 된 모든 동물 관련 절차 이전에 듀크 대학 기관 동물 관리 및 사용위원회 (DUIACUC)에 의해 승인되었습니다.

1. 암 세포 배양 및 사출

  1. 형광 표지 된 전이성 암 세포를 배양 (예를 들어 인간의 MDAMB231-GFP 유방암 세포, 박사 패트리샤 STEEG, NCI 및 YFP 표지 마우스 육종 세포, 박사 데이빗 커쉬, 듀크 대학 의료 센터, 방사선 종양학 부서의 선물에서 선물) 적절한 배양 배지 (예 : 둘 베코 변형 이글 중간 10 % 소 태아 혈청과 1 % 페니실린 / 스트렙 트 아비딘 (DMEM)) 37 ° C에서 약 90 % 컨 플루 언트 될 때까지.
  2. , 세포를 Trypsinize PBS로 2 회 반복한다, 계산 한 다음, 27 G 바늘과 주사기를 사용, 동물 당 5 백만 세포에서 이소 플루 란 - 마취 10 주 오래 된 여성 누드 쥐의 꼬리 정맥로를 주입. 수술 수준 anesthesIA는 발가락 핀치에 반응의 부족에 의해 확인됩니다.

전이 사용 MicroCT 2. 모니터링

  1. 전이 직경 직경으로 약 2mm의 존재를 검출하기 위해, 마이크로 - CT / 마이크로 조사기를 사용하여 래트를 일주일에 한 번 검사. 이전 12 설명한 바와 같이 마이크로 CT를 의뢰한다.
    1. 이미징 이전에 3 % 이소 플루 란 마취에 따라 쥐. 발가락 핀치에 의해 깊은 마취를 확인합니다.
    2. 마취 개시 후 신속 촬상 챔버 촬상 크래들 래트를 전송 및 2.5-3 %의 이소 플루 란 - 공기 혼합물에 노즈 콘 통해 연결. 영상 크래들에 외부 위치 제어 및 레이저 구분 기호를 사용하여, 그 가슴이 MicroCT 스캐너의 광자 빔에 위치하는 방식으로 크래들에 쥐의 위치를​​ 조정합니다. 감마선에서 조사를 보호하기 위해, 영상 실의 문이 닫혀 있는지 확인합니다.
    3. 다시 사용하여 동물의 위치를​​ 제어컬러 비디오 카메라. 저해상도 CT 이미징 테스트 실행을 수행하고 흉강의 XYZ 치수의 시야를 조정하기 위해 생성 된 화상을 사용한다.
    4. 이미지 쥐의 40 KVP에서 2mm 알루미늄 필터를 사용하여 흉부, 2.5 mA, 7 FPS에서 0.008 복셀과는 케이지에 동물을 반환합니다. 한 동물의 이미지를 잘 작성하지 최근 15 또는 20 분 소요됩니다. 완전히 회복 될 때까지 다른 동물의 회사에 수술을 한 동물을 반환하지 않습니다. 이 흉골 드러 누움을 유지하기 위해 충분한 의식을 회복 할 때까지 무인 동물을 방치하지 마십시오.
    5. 흉부 내 혈관에 의해 설명 될 수없는 무선 비교적 불투명 오브젝트의 외관을 확인하여 전이 (도 1a)

3. 윈도우 상공 회의소 수술

  1. 마취, 활력 징후 및 꼬리 정맥 카테터
    1. 전이성 질환의 존재와 동물을 선택합니다. 복강 D와 동물을 주입50 ㎎ / ㎏ 펜 토바 비탈의 OSE. 진행하기 전에 발가락 핀치에 의한 수술 수준의 마취를 확인합니다.
      주 : 마취 프로토콜은 각각의 실험 장치와 일치해야합니다. 용이 한 재 투여 선택권을 제공하는 동안은 펜 토바 비탈, 긴 절차 깊은 마취를 유도하기 위하여, 긴 작용 마취제 여기 선택되었다. 그러나, 과다 복용에 동물의 손실은 펜 토바 비탈 마취 일반적인 문제입니다. 펜 토바 비탈보다 더 큰 정도의 자율 반사 신경을 보존 또 다른 옵션은 그러나 단 하나의 재 투여주기 허용 자일 라진 (xylazine) 또는 medetomidine, 같은 진정제와 함께 케타민입니다.
    2. 클리퍼를 사용하여, 전이성 질환이 있고, 목 영역에서 본체의 측면에 동물을 면도. 피부의 모든 남아있는 느슨한 머리를 닦아냅니다. 탈모 제거한 후 마르지 않도록, 눈 연고 수의학 적용.
      참고 : 무 흉선 누드 쥐 requi 잔류 머리를 가질 수있다수술 절차를 진행하기 전에 입술 제거. 이 수술 절차 및 이미징을 방해 할 수 있으므로 그것은 철저하게 모든 머리를 제거하는 것이 매우 중요합니다.
    3. 37 ° C의 물 순환 가열 패드에 배치되는 금속 접시에 앙와위에서 동물을 고정합니다. 앞과 뒤의 사지 테이프와 함께 접시에 고정되어 있습니다.
      주 : 제어 및 수술 및 실험 절차 전반에 걸쳐, 맥박 산소 측정기를 사용하여 심장 요금과 동맥혈 산소와 같은 생체 신호를 기록하는 데 유용합니다.
  2. 기관 삽관
    1. 기관에 길이 복부 근육의 중앙값 분리 하였다 횡 자궁 피부 절개를, 먼저, 동물의 환기를 위해 카테터를 배치하기 위해서는.
    2. 기관의 등쪽을 통해 봉합하는 통로를 만들 날카로운 집게 반복 개방에 폐쇄 조치를 사용합니다.
    3. t의 기관에 작은 절개를합니다그 복부 측면 약 두 번째 및 세 번째 기관 링 사이, 반원형보다는. 기관 카테터의 고정을 사용하려면, 등의 표면에 노출 된 기관의 충분히 긴 부분을 남겨주세요.
    4. 기관에 2.5-3.0 mm "Y"기관 캐뉼라를 삽입하고 4-0 모노 필라멘트 봉합사 조입니다. 양성 폐 압력을 유지하기 위해 캐 뉼러 물의 6cm로 채워진다 만료 덕트에 접속 병 압력 순환 호흡기에 연결되어 있는지 확인. 실험적으로 달리 언급되지 않으면, 유입 가스는, 산소 100 %이어야한다.
    5. 25 ~ 27 G 바늘 카테터를 삽입하고 쥐의 꼬리 정맥 중 하나에 헤파린 식염수로 가득하고, 테이프를 제자리에 고정합니다.
      주 : 반복 꼬리 정맥 내로 헤파린 염수 소량 주입 과정 전반에 걸쳐 꼬리 정맥 카테터의 개방성을 보장. 또한, 오로 - 기관 내 삽관은 기관의지도를 즉마취 된 동물의 입을 통해 및 기관에 후두 과거 튜브는 여기에 설명되어있는 기관 절개 절차에 대한 가능한 대안이다. 그러나,이 방법은 기관의 손상을 방지하고, 또한 식도 우발적 삽관을 배제하기 위해 특별한 훈련과 경험을 요구한다.
  3. 폐 윈도우의 응용 프로그램
    1. 무딘 절개를 이용하여 피부를 분리 한 후 절개를 생성 의해, 전이성 질환이있는 가슴 측으로부터 피부를 제거한다.
      참고 : 피부 절제와 초연 이후 제거 할 수 있습니다
    2. 오버레이 근육 (pectoralis, 앞 톱니와 넓은 등의 dorsi)의 2 층 해부,하지만 그대로 늑간 근육을 두어 진행합니다. 일반적으로 두 개의 인접한 갈비뼈의 일부를 제거하여, 직경 약 1.5 cm의 흉강에 구멍을 만듭니다. 이상적으로, 6, 7 R의 영역에 천공을 찾습니다IBS.
    3. 절골술 :
      1. 폐 표면에 출혈과 손상을 최소화하기 위해 긴밀하게 절삭 가공시에 톱니 수술 집게로 절단 할 수있는 리브를 개최합니다. 수술 용 가위를 이용하여 외부를 가리키는 나머지 갈비뼈의 뾰족한 측 떠나 약 45 °의 각도로, 제 리브의 내측부를 잘랐다.
      2. 이어서, 다시 폐 표면 손상을 방지하기 위해, 바깥쪽으로 가리키는 갈비뼈의 뾰족한 측 남게 유사한 방식 갈비뼈의 측면을 자른다.
      3. 다음 늑간 근육을 잘라 적출 조각을 제거, 인접 리브에 대해이 절차를 반복합니다. 이 과정 중, 폐 표면 및 흉곽 사이의 기계적 상호 작용을 최소화하는 방법으로 폐의 압력을 유지한다. 적절하게 인공 호흡기에 영감 압력을 조절하여이 작업을 수행합니다.
    4. 창 삽입 :
      1. 인 커버 글라스로 구성, 사용자 정의 만든 폐 창을 삽입플렉시 소켓 (그림 1B)에 연결합니다. 아교 접착 또는 진공 그리스의 매우 작은 양을 적용하여 소켓 첨부 창. 전이 표면이 확대 윈도우의 중심에 위치하도록하는 방식으로 윈도우를 삽입한다. 필요한 경우, 각각의면에 구멍을 약간 크게함으로써 윈도우의 중심에 미세 전이를 가지고 삽입 구멍을 조정한다.
        참고 : 흉막 표면에 전이성 질환은 균열을 따라 주로 나타나는 폐 표면의 다른 핑크 - 투 - 연어 색 건강한 부분 내에서 명확하게 인식 할 수있는 흰색 점 또는 지역으로 식별 할 수 있습니다. 미세 전이가 흉막 외부의 다른 영역에서 발생할 수 있지만, 조사 세포주 거의 항상 전이성 질환, 방사선 학적 검출 할 수있게되면, 천공 영역에 미세 전이를 표면화 표시.
      2. 천공 소켓 내로 삽입하고, (L)의 내장 흉막과 직접 접촉을 생성 한 후웅은 4.0 모노 필라멘트 봉합사 (도 1C)를 사용하여, 주변 늑간 근육 창틀의 가장자리를 봉합. 탈출과 도장을 만들 잔여 공기를 돕기 위해 인공 호흡기에 영감 압력의 약간의 증가를 사용합니다.
        주 : 쥐의 호흡률 그것은 70 ~ 90 BPM 사이의 호흡 속도를 조정하기를 권장 등 마취, 흥분하거나 불안 상태, 영감 공기의 산소 농도 (FIO 2)의 상태에 따라 크게 달라질 수있다. 영감 압력은주의 조정해야하지가 약보다 이상으로 설정 될 수있다. 8cm는 H 2 O (0.6 mmHg로), 폐 표면의 손상을 방지한다.
    5. 형광 현미경, 자동 온도 조절 (전기) 난방 담요에 위치하는 강판에 Z 방향의 운동 (그림 1D)를 제거하기 위해 설계된 맞춤 설계된 제한 수단에 동물을 배치합니다. 동물의 몸을 제어직장 서미스터를 사용하여 온도. 동물의 제한 수단의 나사를 조정하고 인공 호흡기에 영감 압력은 측면 운동의 최적 제어를 달성하기 위해.
      참고 : 양자, dorso - 복부 및 cranio-꼬리 : 포유 동물에서 자연 호흡은 폐의 움직임과 가슴 확장의 세 가지 방향을 포함한다. 최대한 자연스러운 호흡 운동을 유지하기 위해, 필요한 정도까지 Z 방향 압축을 최소화하는 것이 중요하다. Z 차원 구속 혈류 및 다른 매개 변수에 영향을 미칠 수있는 아티팩트를 도입 할 가능성을 가지고 있기 때문에, 동일한 동물에 반복 된 일련의 측정 동안 일정 상태를 유지하는 것이 바람직하다.

4. 이미징 및 측정 미세 혈류의

  1. 심장 구멍을 통해 적혈구를 수집하고 전술 한 바와 같이, DII (1,1 = -dioctadecyl-3,3,3- = 3 = 테트라 메틸 indocarbocyanine 과염소산 염)로 레이블 <SUP> 10.
  2. 윈도우 챔버 수술 완료되기 전에 유리 창에 제 1 패스 접착 효과를 피하기 위해, 쥐의 꼬리 정맥에 표시된 적혈구의 300 μl를 주입한다. 정맥 내로 공기의 도입이 더 주입을 억제하므로, 주사기 또는 카테터 내의 공기 방울을 제거한다.
  3. 이미지 혈액의 온도를 냉각 -40 ° C 칩에 현미경 CCD 카메라와 흐름, 약 100 배 전체 해상도 (10 배 현미경 목적으로 즉, 10 배 전 카메라의 눈). 표준 로다 민 / TRITC 필터 세트 (여기 450-490 nm의 방출> 515 nm의)를 사용합니다. 결과 이미지 시퀀스의 실제 프레임 속도 및 픽셀 해상도를 기록한다. 스택 당 기록 최소 200 (이상적으로 약 300) 이미지는 유속의 성공적인 분석을 보장합니다.
  4. 식염수 IP의 약 1 ml의 모든 시간을 주입하여 동물의 유체 손실을 보충.
    참고 : 개입을 포함 실험 설정, 예를 들어,암전 폐 혈류 속도를 수정 약물은 폐 전이성 암 혈류 속도의 반복 측정이 필요하다. 이러한 확장 실험을 위해, 충분한 유체와 동물을 보충하는 것이 중요하다.
  5. 꼬리 정맥에 3N의 KCl 3 ml를 주입하여 동물을 안락사
  6. 모든 혈액 흐름에 대한 유속 그레이 스케일과 컬러 인코딩지도 (10, 11)를 추적 만듭니다 게시, 공개적으로 사용할 수 matlab에 기반 컴퓨터 알고리즘을 사용하여 이미지 스택을 평가합니다. 그 후, 혈액 세포의 어떤 움직임을 나타 내기 활성 혈관을 즉 없습니다 값을 임계 화 한 후, 같은 이미지 J 같은 상용 또는 공개 된 이미지 분석 소프트웨어를 사용하여 생성 된 그레이 스케일 이미지를 평가합니다.

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Representative Results

고형 종양의 혈관은 굴곡의 큰도, 높은 intervascular 거리 (13)을 보여주는 일반 혈액 공급이 크게 다르지 알려져있다. 정상적인 폐 미세 (도 2A, 상부 패널)에 비해 따라서, 실험적인 폐 및 유방암 전이 육종 혈류 트랙 부정형 intervascular 큰 갭 (도 2A, 저급 두 개의 패널)을 갖는다. 이전의 연구에서는 폐 윈도우 방식의 능력은 정상 폐에서 혈류 속도의 변화를 자동으로 측정을 수행하는 것으로 입증되었다. 폐 윈도우 방법은 또한 폐 전이 혈류 속도의 증가를 측정 할 수 있는지 여부를 조사하기 위하여, 교감 신경 흥분제 에페드린 최근 건강한 폐의 미세 혈관 순환을 증가시키는 것으로 밝혀졌다 텔린 차단제 센탄의 약물 조합,(다른 곳에서 검토중인 데이터)를 여기에 적용되었다. 이 연구에서, 상기 방법의 능력 에페드린의 조합으로 투여에 의한 마우스 육종의 폐전 혈류 속도의 증가 (20 ㎎ / kg) 및 엔도 텔린 수용체 길항제 센탄 (을 0.5mg / 검출 도시 kg, 복강 모두 마약, 그림 2B). 모든 데이터 포인트 다섯 분 간격으로 3 회 측정의 평균치를 개개의 풀링 나타내며 다섯 동물에서 취득한 데이터에 대해 평균. 제 분사 0.74 ± 0.19 mm / sec의 상승 된 유속을 유지하는 반면 제 주입 상당히 (p <0.01) 0.74 ± 0.19 0.61 ± 0.12 mm / 초에서 종양 영역에서 혈류 속도 증가 (). 두번째 주사 혈류 속도의 추가적인 증가를 유발하지 않았다. N = 5, 모든 통계 : 반복 측정 ANOVA.

그림 1 그림 1 :. 쥐 베어링 폐 전이 (화살표)의 라이브 현미경 이미징을위한 폐 전이 베어링 쥐를 준비하는 절차 (A) MicroCT 이미지 (B) 폐 창 프레임 흉벽 천공 및 폐 창 (C) 쥐.. 첨부. 가슴 Z 방향 이동을 제한하는 (D) 제지 장치. 형광 현미경 (E)와 챔버 창 쥐 억제 장치. 참고 : 패널 C와 스프 라그 돌리 쥐 베어링 E 쇼 머리, 누드 쥐 무 흉선 없습니다.

그림 2
그림 2 : 폐 전이의 혈류 증가의 정량화. 통상의 (A)의 혈액 유동 방향 및 속도폐 및 MDAMB-231 및 마우스 육종에서 암전. 왼쪽에있는 열 형광 현미경의 이미지 시리즈에서 스냅 샷이 포함되어 있습니다. Alveolae 정상적인 폐 배경 형광 패턴 (상부 패널)의 부분으로서 식별 될 수있다. 전이는 암세포 주입 (점선)의 형광 내인성 단백질에 의한 형광에 의해 위치 될 수있다. 우측 컬럼 :. 컬러 인코딩 혈액 유동 방향의지도 (컬러 표시 휠 세포 유동하는 방향으로 방향을 표시한다)과 유속, mm로 측정 / 초 (B) 결합 에페드린의 반복 주사 후 미세 순환 혈류의 변화 및 센탄 (20, 0.1 mg을 주입 당 / kg). 전체 유속의 상당한 증가 (반복 측정 ANOVA, p <0.01) 제 주사 후에 관찰 되었으나하지 초 이후 (N = 5).

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Discussion

생체 내에 모델 현미경 전산 혈액 흐름 분석을 사용하여 미세 순환 혈류 및 쥐의 폐 전이에서 다른 동적 공정에서 화상 변경 가능하다 제시된다. 다른 방법은 설치류의 개방 ribcages에 노출 폐에 현미경을 수행하기 위해 존재하지만,이 모델은 폐쇄 가슴 속에서 가슴 벽의 구멍을 통해 이미지 폐 전이에 처음이다. 이 방법을 사용하여, 가능성은 폐 전이의 미세 순환 혈류에 의한 약리학 적 변화를 측정하기 위해 도시된다.

두 가지 기본적인 방법은 화상에 폐 표면에 직접 접촉하여, 자발적인 혈류 관류 살아있는 설치류 폐 존재 : 오픈 가슴 모델 인해 호흡 및 심박동에 폐의 일정한 운동의 문제를 해소 흡입 윈도우를 적용​​하여 폐의 표면에, 심폐 복합체의 나머지시키면서하는 것은 특급과와 오픈 가슴 공동 7, 14 내 계약. 이 방법은 우수한 실험에 대한 액세스를 제공하는 동안 그대로 폐 (8)의 조건과 비교했을 때, 열린 가슴 조건 및 흡입 창 유물을 소개합니다. 또한, 흉곽을 남겨 폐쇄 가슴 절차는 크게 손상되지는 동적 서로의 혈액 흐름에 심장과 폐의 움직임의 상호 영향으로 그대로 흉강의 원래 상태를 유지의 약속을 곰. 이 모델들은 일반적으로 흉벽 (15) 또는 조직 (9)의 건조를 방지하기 위해 폐 표면과 직접 접촉하게된다 투명 막에 봉합되어 윈도우 프레임을 포함한다. 수용 및 현미경 이미징을 사용하도록 심폐 운동을 협상의 어려움은 주요 기술 폐쇄 가슴 절차의 도전, 그리고이 기술의 낮은 전반적인 확산을위한 아마 책임이 있습니다. 우리의 경우에는, 결합고체 들고 윈도우 프레임 및 Z 방향 구속 장치를 충분히 폐쇄 가슴 윈도우 (10)에 폐의 자동 순환 혈류 측정을 허용하는 폐의 측면 이동을 제거하는 효능이 입증되었다.

일반적인 방법은 생체 내에 현미경 이미지 스택으로부터 혈류 속도를 측정하기 위해 혈관 주어진 세그먼트 (14)의 연속 된 영상에서 혈류의 공간적 패턴 매칭의 사용이다. 단일 혈관의 분석과 관련된 시간 노력을 감소시키기 위하여, 혈류 촬상 알고리즘은 그 전체 광학 필드 (11)의 혈류 속도 맵을 생성 도입되었다. 시간 이점 외에,이 방법은 또한 혈관의 형태에 관계없이 또는 분기점의 전체 필드 광학 혈류 동시에 공간 분석을 허용한다. 여러 혈관 contri 종양 미세 환경을 연구 할 때 특히 중요뷰트 주어진 종양 영역 13,16,17의 공급 상태에. 실제로, 종양 혈관의 공지 비틀림 intervascular 큰 갭의 존재는 명확히 조사되었다 모두 전이성 암 종류, (도 2a)에서 볼 수있다. 폐 윈도우 방법은 또한 최근 폐순환 혈액 유속을 증가시키는 것으로 밝혀졌다 약물 치료의 효과를 측정함으로써, 전이성 병변의 혈류 속도의 변화를보고 할 수있는 능력에 대해 시험되었다 : 고혈압 약물 에페드린 엔도 텔린 수용체 차단제 센탄는 약물 조합 언급하면​​ 폐 모세 혈관 혈류의 증가 속도에서 결과 전 모세관 세동맥 톤을 감소하는 반면, 심 박출량을 증가시킨다. 이들 데이터는 다른 곳에서 현재 검토하지만, 고혈압 약물의 조합의 능력 및 엔도 텔린 수용체 길항제는 말초 근육을 증가관류 독립적으로 18 게시되었습니다. 정상적인 조건 하에서, 혈류 속도의 농도 의존적​​ 증가가 모두 주사 후에 관찰 될 수 있지만, 두 번째 주사 육종 전이의 유속의 점진적 증가로 연결되지 않는다는 사실이 사실로부터 발생할 수있는 그 최대 종양 혈관의 혈관 확장 이미 에페드린 및 센탄의 제 선택지 주사 후 도달 하였다.

다음과 같은 제한 사항이 여기에 제시된 기술에 적용이 프로토콜은 약 180~300g 이상에서 쥐 (이론적으로, 비슷한 크기의 포유 동물)에 적용 할 수있다. 이러한 쥐와 같은 작은 포유 동물은 흉곽의 더 깨지기 쉬운 해부학과 생리학을 수용하기 위해 특별한 수정이 필요합니다. 제시된 기법으로 달성 될 수있는 최대 공간 해상도는 단지 이론적 대물의 개구 수 및 사용되는 슬라이드 커버의 두께 (의해 제한된다 ~ 0.표준 브랜드에 08-0.1 μm의), 석유 침수의 사용과 100X 목표로. 그러나 실제적으로, 폐의 나머지 운동 20X 이상 고해상도 목적의 사용을 제한 할 수도있다. 폐의 모든​​ 자율 동작이 제거되는 경우, 기술의 시간 해상도는 초당 약 100 프레임, 카메라의 프레임 레이트, 및 노출 시간을 결정 형광 표지의 신호 강도에 의해 제한된다. 다음의 추가 제한 제시된 기법에 적용 한편, 미세 전류 설정 및 계산이 주어진 전이 표면만을 분석 할 수있다. 이러한 진보 된 공 초점 현미경 촬상 전략으로서 깊이 관통 현미경의 사용은 미래의 3 차원으로의 혈류 속도의 측정을 가능하게 할 수있다. 또한, 제시된 기술은, 현재의 형태에서, 폐 실질 조직 내부에 상기 병변을 시각화 할 수 없습니다. GLA 셋째, 삽입활성 혈관과 직접 접촉 SS 창, 또는 국소 온도에 의해 영향을 미치는 혈관의 공간적 압축을 통해 그 자체로 미세 혈관 유동을 교란하는 일부 가능성이있다. 넷째, 외부의 폐에서 양압 인공 호흡기와의 사용은 또한 폐 미세 순환 혈류를 변경할 가능성이있다. 또한, 흉곽의 전용 제한 지역은 기술, 상대적으로 복잡하지 않은 수술에 대한 실제적 접근 할 수 있습니다. 이러한 중간 - 복부 등쪽 액세스와 같은 폐 표면의 다른 영역은 흉곽의 생체 역학의 깊은 동요와 함께보다 정교한 수술 기법을 필요로한다. 때문에 미세 순환 혈류를 연구하는 이미징 현미경의 대안의 부족, 주요 개발은 이러한 장애물을 극복하고 설치류 폐의 모든​​ 부분에서 높은 시공간 해상도에서 악성 종양을 연구 가까운 장래에 기대 될 수있다.

요약하면, 방법은 대가이다패턴 및 쥐의 폐 전이의 표면에 미세 혈관 혈류 속도의 변화를 측정하는 ented. 전체 미세 광학 분야에서의 혈액 유속을 측정하는 자동화 된 방법으로 급성 폐 흉부 외과 모델을 결합하여,이 기술은, 폐의 생리 학적 환경의 상대적인 보존을 구비 전체적인 미세 순환 혈류 속도 및 방향의 변화를 검출 할 수있다 및 사용이 상대적으로 용이하다. 그것은이 기술은 설치류 모델에서 질환이 설정에서 폐전 및 다른 동적 프로세스 미세 공부 모든 그룹에 아주 유용하게 사용될 것으로 기대된다.

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Disclosures

저자가 공개하는 게 없다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Athymic nude rats Charles River Strain code 316 Female 10 week-old athymic nude rats
micro-CT/micro-Irradiator  Precision X-ray Inc. Xrad 225Cx Use MicroCT to detect metastases
DiI (1,1=-dioctadecyl-3,3,3=,3=-tetramethyl-indocarbocyanine perchlorate) Sigma Aldrich 468495-100MG Mix 100 ul packed red blood cells with 100 ul of 0.5 mg/ml DiI in 200 proof ethanol, 2 ml of 5% dextrose solution in water, and fill up to a 10-ml final volume with saline
Rodent ventilator Kent Scientific TOPO Small Animal Ventilator Device is important to maintain positive lung pressure after application of pneumothorax
Zeiss Axioskop fluorescence microscope upright Zeiss Axioskop Microscope for intravital imaging
Andor CCD camera Andor iXonEM 885 CCD camera for live imaging of blood flow
Pulse oximeter StarrLife MouseOx Pulse oximeter
Fluorescence microscope Zeiss Axioskop Fluorescence microscope

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References

  1. Billingsley, K. G., et al. Pulmonary metastases from soft tissue sarcoma: analysis of patterns of diseases and postmetastasis survival. Ann Surg. 229, 602-610 (1999).
  2. Rashid, O. M., Takabe, K. The evolution of the role of surgery in the management of breast cancer lung metastasis. J Thorac Dis. 4, 420-424 (2012).
  3. Mayer, A., Vaupel, P. Hypoxia, lactate accumulation, and acidosis: siblings or accomplices driving tumor progression and resistance to therapy. Advances in experimental medicine and biology. 789, 203-209 (2013).
  4. Okunieff, P., O'Dell, W., Zhang, M., Zhang, L., Maguire, D. Tumor oxygen measurements and personalized medicine. Advances in experimental medicine and biology. 765, 195-201 (2013).
  5. Palmer, G. M., et al. In vivo optical molecular imaging and analysis in mice using dorsal window chamber models applied to hypoxia, vasculature and fluorescent reporters. Nature protocols. 6, 1355-1366 (2011).
  6. Palmer, G. M., et al. Optical imaging of tumor hypoxia dynamics. Journal of biomedical optics. 15, (2010).
  7. Funakoshi, N., et al. A new model of lung metastasis for intravital studies. Microvasc Res. 59, 361-367 (2000).
  8. Kuebler, W. M. Real-time imaging assessment of pulmonary vascular responses. Proc Am Thorac Soc. 8, 458-465 (2011).
  9. Tabuchi, A., et al. Precapillary oxygenation contributes relevantly to gas exchange in the intact lung. Am J Respir Crit Care Med. 188, 474-481 (2013).
  10. Hanna, G., et al. Automated measurement of blood flow velocity and direction and hemoglobin oxygen saturation in the rat lung using intravital microscopy. American journal of physiology. Lung cellular and molecular physiology. 304, 86-91 (2013).
  11. Fontanella, A. N., et al. Quantitative mapping of hemodynamics in the lung, brain, and dorsal window chamber-grown tumors using a novel, automated algorithm. Microcirculation. , (2013).
  12. Newton, J., et al. Commissioning a small-field biological irradiator using point, 2D, and 3D dosimetry techniques. Medical physics. 38, 6754-6762 (2011).
  13. Vaupel, P. Tumor microenvironmental physiology and its implications for radiation oncology. Seminars in radiation oncology. 14, 198-206 (2004).
  14. Tabuchi, A., Mertens, M., Kuppe, H., Pries, A. R., Kuebler, W. M. Intravital microscopy of the murine pulmonary microcirculation. J Appl Physiol. 104, 338-346 (2008).
  15. Fingar, V. H., Taber, S. W., Wieman, T. J. A new model for the study of pulmonary microcirculation: determination of pulmonary edema in rats. J Surg Res. 57, 385-393 (1994).
  16. Manzoor, A. A., Schroeder, T., Dewhirst, M. W. One-stop-shop tumor imaging: buy hypoxia, get lactate free. The Journal of clinical investigation. 118, 1616-1619 (2008).
  17. Evans, S. M., et al. Imaging and analytical methods as applied to the evaluation of vasculature and hypoxia in human brain tumors. Radiation research. 170, 677-690 (2008).
  18. Radiloff, D. R., et al. The combination of theophylline and endothelin receptor antagonism improves exercise performance of rats under simulated high altitude. Journal of applied physiology. 113, 1243-1252 (2012).

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암 생물학 판 (93) 폐전 생체 내에 현미경 종양 혈류 종양 혈관 혈류 속도 육종 전이 유방암 전이
쥐의 폐 전이의 미세 혈류 속도의 자동 측정
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Blueschke, G., Hanna, G.,More

Blueschke, G., Hanna, G., Fontanella, A. N., Palmer, G. M., Boico, A., Min, H., Dewhirst, M. W., Irwin, D. C., Zhao, Y., Schroeder, T. Automated Measurement of Microcirculatory Blood Flow Velocity in Pulmonary Metastases of Rats. J. Vis. Exp. (93), e51630, doi:10.3791/51630 (2014).

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