本方案阐述了双能量CT与PET/CT成像方法在肿瘤成像及疗效评估中的价值。本文展示了利用双能量CT和PET/CT获得的研究方法与结果，用于评估胃癌腹膜转移的基因调控及靶向治疗。
需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用
本文内容
摘要
摘要
胃癌在全球癌症发病率中仍位居第四，其五年生存率仅为20%–30%。腹膜转移是伴随不可切除胃癌最常见的转移类型，也是决定预后的明确因素。预防和控制腹膜转移的发展可能有助于延长胃癌患者的生存期。一种无创且高效的成像技术将有助于我们识别腹膜转移的侵袭和转移过程，并监测肿瘤结节对治疗的反应变化。这将使我们能够准确描述胃癌的发展过程及其分子机制。我们近期报道了一项利用双能量CT（DECT）和正电子发射断层扫描/计算机断层扫描（PET/CT）平台在裸鼠模型中检测和监测胃肿瘤转移的实验。结果表明，通过DECT和PET/CT进行每周连续监测，可识别出腹膜转移的动态变化。在胃癌小鼠模型中，sFRP1过表达表现出良好的影像学特征，包括更高的FDG摄取、增强程度增加，且结节的SUVmax（标准摄取值）在TGF-β1抑制剂靶向治疗下呈现出明显的演变趋势。本文详细描述了利用动物模型开展胃癌腹膜转移复杂研究所需的无创影像操作流程，并提供了典型的影像结果。无创影像技术的应用将有助于我们更深入地理解肿瘤发生机制，监测肿瘤生长，并评估胃癌治疗干预的效果。
引言
胃癌（GC）仍是全球第四大常见恶性肿瘤，也是癌症相关死亡的第二大原因1。尽管胃癌的诊断和治疗准确性已显著提高，腹膜转移仍是影响胃癌预后或复发的最关键因素，并且是术后死亡的明确决定因素2。普遍认为，腹膜播散是一种危及生命的转移方式，一旦形成腹膜播散，疾病将难以控制，患者预后极差。因此，胃癌腹膜转移的检出及其治疗效果的评估对临床实践至关重要。
胃癌发病率和死亡率的不断上升促使研究人员深入探究其分子机制。某些基因的高表达，如分泌型卷曲相关蛋白1（sFRP1），可能在胃癌早期阶段激活信号通路，促进肿瘤的生长、增殖、分化及凋亡过程3,4,5,6,7。sFRP1过表达的细胞中，TGFβ及其下游靶基因的表达水平升高，并增强TGFβ介导的上皮-间质转化（EMT）8。既往研究已证实，TGF-β1水平与胃癌的腹膜转移及TNM分期密切相关。本文描述了sFRP1过表达与TGF-β1抑制对癌细胞增殖的影响，并建立了腹膜转移的动物模型，以展....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
方案
本工作严格遵循上海交通大学《实验动物护理与使用指南》所建立的标准，并经瑞金医院实验动物伦理委员会批准。
1. 胃癌腹膜转移动物模型
- 将中等分化的SGC-7901人胃癌细胞系分为SGC-7901/sFRP1组和SGC-7901/vector组。将两组细胞分别在含10%胎牛血清、100单位/毫升链霉素和100 µg/mL青霉素的RPMI 1640培养基中培养，于37 °C、5% CO2的湿化气氛中进行。
- 使用4至6周龄、体重25至30 g的雌性裸鼠（BALB/c nude小鼠）。将动物置于动物实验设施中的无特定病原体条件下饲养。
- 将小鼠随机分为sFPR1过表达组和sFPR1空载对照组。
注：每组十只裸鼠；另二十只裸鼠随机分为TGF-β1处理组和TGF-β1对照组，每笼最多饲养五只小鼠。 - 通过腹腔注射150 µL（2 × 106 个细胞/mL）的SGC-7901/sFRP1细胞悬液，建立sFPR1过表达的腹膜转移异种移植模型组；通过注射SGC-7901/vector细胞建立空载对照组。
注：采用血细胞计数法测定细胞浓度20。 - 通过腹腔注射150 µL（2 × 106 个细胞/mL）的SGC-7901细胞悬液，建立腹膜转移异种....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
结果
在细胞系注射两周后，对裸鼠进行了双能量CT（DECT）和PET/CT扫描。GSI图像在sFRP1过表达组中清晰显示了腹壁轮廓外的皮下转移灶，彩色标度图像进一步证实了具有周边强化的转移灶（图1a-c）。PET/CT图像显示转移灶存在局灶性异常的FDG摄取，包括腹膜和皮下转移灶（图1d）。DECT和PET/CT图像上显示的腹膜转移灶及较大的皮下转移灶，通过大体标本和组织学切片得到了进一步验证（图1e-f）。与sFRP1阳性表达组相比，sFRP1空载组在DECT和PET/CT图像上均未见明显病灶、显著的异常强化或腹腔内高FDG摄取（图2a-b）。尽管如此，大体标本图像和组织学结果证实该组移植成功（
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
讨论
动物模型已广泛应用于胃癌分子机制的研究以及多种治疗策略的实验23,24,25。在本研究中，我们描述了一种建立胃癌腹膜转移裸鼠模型的详细方案，采用双能量CT（DECT）和正电子发射断层扫描/计算机断层扫描（PET/CT）对胃部肿瘤进行成像，以实时识别肿瘤细胞增殖，并监测胃癌动物模型中的腹膜转移情况及对治疗干预的反应。该方法可帮助从事胃癌分子机制研究或肿瘤成像实验的研究人员制定更加系统化和精确的研究计划。此外，我们还介绍了DECT和PET/CT设备的应用，这些设备可作为研究肿瘤影像表现与基因调控及靶向治疗之间关系的平台。因此，该方法可用于帮助科研人员理解并探索癌症复发与进展的生物学过程。我们已证实，这种无创成像技术能够通过基因过表达检测到肿瘤发生增加，并在DECT和PET/CT上呈现阳性结果；同时，在使用靶向抑制剂进行治疗干预后，腹膜转移灶在PET/CT上表现为FDG摄取减少，肿瘤结节的SUVmax随着治疗周期的延长呈下降趋势。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
披露
作者声明无利益冲突。
致谢
本工作由国家自然科学基金（编号：U1532107）和上海交通大学生物医学工程项目（编号：YG2014MS53）资助。作者谨此感谢Jianying Li和Yan Shen在开发双能量CT及PET/CT成像方法过程中提供的有益建议和技术支持。
....访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 碘海醇 | 北京北陆药业股份有限公司 | 批准文号：H20053800 | 双能量CT扫描用非离子型对比剂 |
| 生理盐水 | 湖南科伦制药有限公司 | 批准文号：H43020455 | 对照组安慰剂 |
| BALB/c裸鼠 | 上海斯莱克实验动物有限责任公司 | BALB/cASlac-nu | 动物模型 |
| SGC-7901 细胞 | 中国科学院典型培养物保藏委员会细胞库 | TCHu 46 | 胃癌细胞 |
| SB431542 | Selleck | 货号：S1067 | TGF-β1抑制剂 |
| GE Discovery CT750 HD | GE Healthcare | 双能量能谱CT扫描仪 | |
| AW Volumeshare5 | GE Healthcare | 双能量能谱CT工作站 | |
| 西门子 Inveon micro-PET/CT | 西门子前临床解决方案 | 正电子发射断层扫描/ 计算机断层扫描仪 | |
| Inveon Acquisition Workplace | 西门子前临床解决方案 | PET-CT工作站 |
参考文献
- Ferlay, J., et al. Cancer incidence and mortality worldwide: sources, methods and major patterns in GLOBOCAN 2012. Int J Cancer. 136 (5), 359-386 (2015).
- Kobayashi, D., Kodera, Y. Intraperitoneal chemotherapy for gastric cancer with p....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
重印与许可
