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方法文章

体内 EPR 评估肿瘤微环境中的 pH、pO2、氧化还原状态以及磷酸盐和谷胱甘肽浓度

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DOI:

10.3791/56624

2018年3月16日

本文内容

摘要

采用可溶性硝酰基和三苯甲基探针,利用低场(L波段,1.2 GHz)电子顺磁共振技术,对乳腺癌小鼠模型肿瘤微环境中具有生理学意义的参数进行评估。

摘要

本方案展示了基于低场电子顺磁共振(EPR)技术结合功能性顺磁探针在提供肿瘤微环境(TME)化学特征定量信息方面的应用能力,包括 pO2pH、氧化还原状态、间质无机磷酸盐(Pi)浓度和细胞内谷胱甘肽(GSH)的检测。特别是,一种 recently developed 可溶性多功能三苯甲基探针的应用提供了无与伦比的机会 体内 p的同时测量H, pO2Pi in E细胞外空间(HOPE探针)。使用单个探针测量这三个参数,可实现参数间的相关性分析,且不受探针分布和测量时间的影响。

引言

肿瘤微环境在癌症进展和治疗中的关键作用正日益受到重视1在实体瘤TME的重要生理参数中,组织缺氧2酸中毒3,4,高还原能力5,细胞内GSH浓度升高6,7,以及间质性无机磷8 有充分记录。非侵入性 体内 pO2pH、Pi、GSH 和氧化还原状态的评估可为肿瘤微环境(TME)中的生物学过程提供独特见解,并有助于推进抗癌药物及靶向 TME 治疗策略的临床前筛选工具。磁共振成像(MRI)和低场电子顺磁共振(EPR)技术在组织中具有合理的射频穿透深度,因此是无创评估这些 TME 参数的最合适方法。MRI 主要依赖于水质子成像,广泛应用于临床环境中以提供解剖学分辨率,但缺乏功能分辨率。磷-31 核磁共振(31基于内源性磷酸盐信号的磷核磁共振(P-NMR)测量细胞外无机磷浓度和pH值在肿瘤微环境表征中具有潜在应用价值,但通常会被高出数倍的细胞内无机磷浓度所掩盖9,10相比之下,电子顺磁共振(EPR)测量依赖于对特异性设计的顺磁性探针进行光谱学检测和成像,从而实现功能分辨率。值得注意的是,外源性EPR探针相较于外源性核磁共振(NMR)探针具有优势,原因在于EPR本身具有更高的内在灵敏度,且不存在内源性背景EPR信号。近年来已开发出一种兼具pH和氧化还原双功能的氮氧自由基探针。11 多功能三苯甲基探针12 提供了无与伦比的机遇 体内 同时测量肿瘤微环境(TME)的多个参数,并进行与探针分布和测量时间无关的相关性分析。据我们所知,目前尚无其他方法可同时评估 体内 活体受试者中具有生理学意义的化学肿瘤微环境参数,例如 pO2pHePi、氧化还原态和谷胱甘肽。

用于 活体 功能测量的探针:

图1展示了用于获取肿瘤微环境(TME)参数的顺磁性探针的化学结构,这些探针包括颗粒型和可溶型探针。体内电子顺磁共振(EPR)测氧中,颗粒型探针因其高功能灵敏度、在活体组织中的稳定性以及极低的毒性等优势而优于可溶型探针。例如,与可溶型探针相比,颗粒型探针在组织植入部位的滞留时间更长,可实现对组织pO2长达数周的纵向测量。另一方面,可溶型探针则在空间分辨测量方面优于颗粒型探针,可通过基于EPR的成像技术实现,并且能够同时分析多种功能参数(pO2、pH、Pi、氧化还原状态和GSH)。

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图1. 用于肿瘤微环境评估检测的顺磁性探针的化学结构。 包括颗粒状pO2探针LiNc-BuO(R = -O(CH2)3CH3),以及可溶性探针:兼具pH和氧化还原双重功能的探针NR;GSH敏感型探针RSSR;以及可检测细胞外 微环境中的pO2、pH和无机磷酸盐(Pi)的多功能HOPE探针 这些探针的合成方法已在所提供的参考文献中详细描述11,12请点击此处查看该图的放大版本。

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方案

所有动物实验均按照西弗吉尼亚大学动物护理和使用委员会(WVU IACUC)批准的方案进行。

1. 探针合成与校准

  1. 颗粒物 pO2-敏感的 LiNc-BuO 探针
    注意: LiNc-BuO 微晶的合成与制备方法如参考文献所述13它们非常稳定,可在室温下保存数年。LiNc-BuO 颗粒探针的电子顺磁共振(EPR)线宽是一个 pO2-敏感参数。LiNc-BuO 微晶在从无氧条件至 760 mmHg 氧分压范围内,表现出线宽与氧浓度之间的理想线性依赖关系。 pO2 分压13,其中无氧条件下的本征线宽值及氧依赖性斜率(以 mG/mmHg 为单位)因不同批次的微晶制备而略有差异。因此,每个特定批次均需进行校准。
    1. 称取60 mg的LiNc-BuO微晶。
    2. 为进行氧敏感性校准,将微晶悬浮于3 mL杜氏改良伊格尔培养基(DMEM)中(浓度为20 mg/mL),在5 mL玻璃圆底试管中,于冰上使用探头式超声仪以20 kHz频率、7 W功率超声处理5分钟。
    3. 将1 mL超声处理后的微晶置于L波段(1.2 GHz)电子顺磁共振波谱仪的表面线圈谐振器中的玻璃管内,在生理温度下采集连续波(CW)电子顺磁共振谱 37 °C 氧气浓度分别为 0、1、2、4、8 和 20.9%。通过气体控制器输送的混合气体向溶液中通气,以维持设定的氧气浓度,并使用连接恒温器的水浴装置控制温度。采用以下电子顺磁共振(EPR)波谱仪参数进行信号采集:调制幅度 100 mG,调制频率 100 kHz,扫描宽度 5 G,扫描时间 60 s。
    4. 为了获得更好的信噪比(SNR),应使用等于线宽60%的调制幅度值例如,对于1 G的线宽,使用0.6 G的调制幅度。
    5. 替代性简化的校准步骤:在通入空气的溶液和无氧溶液中记录电子顺磁共振(EPR)谱图14在后一种情况下,根据参考文献,通过向1 mL探针溶液中添加10 mM葡萄糖和100 U/mL葡萄糖氧化酶,以维持样品的无氧状态。14.
    6. 使用洛伦兹函数拟合电子顺磁共振(EPR)谱图以确定线宽(LW)。评估微晶对 pO2 LW 依赖关系的斜率 pO2,即(LW的值空气−LW缺氧)/pO2air,其中 LW空气 和 LW缺氧 分别为空气和缺氧条件下的光谱线宽; pO2air = 152 mmHg
  2. 双功能pH和氧化还原探针,NR
    注意: NR探针的合成方法如参考文献所述11在室温下,该物质无论是固态还是水溶液状态均保持稳定。合成的NR探针应保存于 4 °C氮超精细分裂,aN,以及信号幅度衰减速率是NR探针对pH敏感的光谱参数(探针pKa = 6.6 时 37 °C,pH敏感范围为5.6至7.6)以及探针微环境的还原能力。
    1. 从冰箱中取出NR,将容器置于室温下回温10 - 15分钟。准确称取6.34 mg NR,溶于1 mL生理盐水中,并使用pH计通过逐滴加入HCl或NaOH将pH调节至7.2。所得NR溶液(10 mM)作为储备液使用。
    2. 按照以下步骤对NR探针进行pH校准(参见参考文献)11首先,将0.1 mL NR储备液加入0.9 mL的2 mM Na-磷酸盐缓冲液(含150 mM NaCl)中。使用pH计,通过逐量加入HCl或NaOH,将所得的1 mM NR溶液滴定至所需pH值。使用连接恒温器的水浴控制温度。
    3. 使用L波段EPR波谱仪,记录样品在1.5 mL微量离心管中的EPR谱图。EPR波谱仪采集参数如下:调制幅度为2.5 G;调制频率为100 kHz;扫描宽度为60 G;扫描时间为20 s。
    4. 测量超精细分裂常数(aN) 作为EPR谱图中低场和高场组分之间距离的一半,并将其对pH作图,以获得用于L波段EPR pH测量的校准曲线。
  3. GSH敏感的RSSR探针
    注意: RSSR探针的合成方法如参考文献所述15. 将合成的NR探针储存于 4 °C脂溶性RSSR二硫代双自由基化合物可轻易穿过细胞膜,与细胞内GSH反应,为GSH的测定提供了一种可靠方法。 在体 使用电子顺磁共振(EPR)16,17。该方法基于高反应速率 与RSSR探针反应,使细胞内主要的GSH硫醇池中的二硫键断裂(见 方案 1导致两个自由基片段之间的自旋交换被取消,表现为双自由基谱成分的减少以及相应单自由基成分的增加。对于双自由基RSSR探针,单自由基成分振幅的增加速率与GSH浓度成正比,是便于检测GSH的EPR谱参数。根据该参数评估GSH浓度 在体 EPR 测量之前,需在相应的温度和 pH 条件下对 RSSR 与 GSH 反应速率进行校准,步骤如下。
    1. 从冰箱中取出 RSSR,将容器置于室温下回温(10–15 分钟)。称取 4.05 mg NR,溶于 1 mL DMSO 溶液中。将配制好的 RSSR 溶液(10 mM)作为储备液使用。
    2. 确定速率常数 k 的值观察,即在适宜的温度和pH条件下,RSSR与GSH的反应如下。
    3. 首先,加入 20 µL 将 RSSR 储存液(10 mM)加入 0.98 mL 的 1 mM Na-磷酸盐缓冲液(pH 7.2,150 mM NaCl)中,配制成 0.2 mM 的 RSSR 探针溶液。
    4. 配制浓度为 1、2 和 5 mM 的 GSH 溶液,溶剂为 pH 7.2 的 0.1 M Na-磷酸盐缓冲液。为准确评估靶器官细胞中 GSH 的浓度,从 体内 测量,这些 体外 校准必须在接近细胞内pH值的pH条件下进行。
    5. 将0.2 mM RSSR溶液与1.3.4步骤中配制的任一种GSH溶液等体积混合,使探针的终浓度为0.1 mM,GSH的终浓度分别为0.5、1或2.5 mM。
    6. RSSR 与 GSH 溶液混合后立即放入 EPR 谐振腔中,每 12 秒记录一次 EPR 谱,持续 10 分钟。随后计算单自由基谱幅增长的动力学。 使用以下EPR波谱仪采集参数:调制幅度,1 G;调制频率,100 kHz;扫描宽度,60 G;扫描时间,10–60 s。
    7. 将测得的EPR动力学曲线拟合为单指数形式,并计算指数动力学的时间常数。 τ. 线性回归(1/τ = k观察 × [GSH])可提供GSH与RSSR反应的观测速率常数数值(例如,在 34 °C 和 pH 7.2,k观察 = 2.8 ± 0.2 M-1s-1)11.
  4. 多功能HOPE探针 pO2pH 和 Pi 评估
    注意: 单磷酸化三苯甲基HOPE探针的合成方法如参考文献所述12 并保持在 4 °C. HOPE 在 pH 条件下的连续波电子顺磁共振(CW EPR)谱 << pKa (A - 酸性形式)和 pH >> pKa (B型—基本形式)由磷的超精细裂分引起的双重峰表示,aP典型的仪器设置如下:调制幅度,37.5 mG;调制频率,100 kHz;扫描宽度,0.9 G;扫描时间,20–60 s。在中等pH值(5 < pH < 8) 当A态和B态均存在时,HOPE探针的EPR谱图表现为四重峰。HOPE的单个EPR线宽为a pO2 标记(准确性, ≈ 1 mmHg pO2 范围:1–100 mmHg)。质子化HOPE(A型)的比例可作为pH值在6至8.0范围内的标记(准确度, ± 0.05)。通过谱图模拟提取的质子交换速率值(以 mG 表示)与 Pi 相关,可作为 Pi 的标志物(准确性, ± 0.1 mM,范围为0.1–20 mM)。校准程序在生理温度下进行(37 °C),溶液离子强度(NaCl,150 mM)以及HOPE探针浓度为0.2 mM,如先前参考文献所述12,18,如下所述。
    1. 从冷冻箱中取出HOPE探针,将容器置于室温下回温(10-15分钟)。
    2. 称取10.7 mg HOPE探针,溶于1 mL生理盐水中,并调节pH至7.4。加入 20 µL 将制备好的HOPE储备液(10 mM)取0.98 mL加入0.98 mL生理盐水中,配制成0.2 mM的HOPE探针溶液。
    3. 使用 pH 电极对 HOPE 探针溶液(0.2 mM)进行滴定校准,加入少量 NaOH 或 HCl 调节 pH,确保样品最终稀释度低于 1%。使用已在相应 pH 范围内校准的 pH 电极测量 pH 值 37 °C 使用美国国家标准局(National Bureau of Standards)推荐的参比溶液的pH值。pH测量期间,使用连接至循环器的夹套反应杯,以精确控制参比溶液和滴定溶液的温度。通过向探针溶液中添加10 mM葡萄糖和100 U/mL葡萄糖氧化酶,维持无氧条件。
    4. 在无氧条件下且不含磷酸盐的环境中,分别于 pH ≤ 5 和 pH ≥ 8 时获取 A 型和 B 型的 EPR 谱。
    5. 使用相应的光谱获取本征光谱参数。即,将光谱线模拟为洛伦兹函数与高斯函数的卷积,其中高斯函数用于近似HOPE探针未分辨的超超精细结构。通过将计算得到的电子顺磁共振(EPR)光谱拟合至实验光谱,可获得参数a的值P 和洛伦兹线宽(ΔLpp),由横向弛豫率 1/T 决定2 (其中 1/T2 = (√3/2)Lpp 用于测量连续波电子顺磁共振(CW EPR)中射频吸收线的导数,以及高斯分布的线宽,G。
      注意: 以下参数来自按照步骤 1.4.2 中指定条件测得的光谱:aP(A) = 3.63 G,aP(B) = 3.37 G;1/T2(A) = 23.6 mG;1/T2(B) = 9 mG;G(A) = 40 mG;G(B) = 45 mG(参见参考文献)8).
    6. 获取 HOPE 的 EPR 谱 在中等pH值(5 < pH < 8). 模拟所获得的电子顺磁共振(EPR)谱中高场组分,采用参考文献中适用于非耦合或弱耦合体系中多部位间交换的理论19 如前所述18. 利用获得的A态和B态的内禀参数(见步骤1.4.5)以减少变量数目。将计算得到的光谱拟合至实验光谱,以确定A组分的分数(pA),并绘制 p 的依赖关系图A pH值的影响。利用pA 在后续研究中将pH作为pH校准曲线使用。
      注意: 拟合 pH 依赖性 pA 通过标准滴定曲线可得到解离常数 pK 的值a (HOPE)= 6.98体内 研究中,由于需要额外时间采集电子顺磁共振(EPR)谱图中磷超精细分裂的低场与高场组分之间的间隙信号,获取HOPE探针的完整EPR谱图并不现实。因此,在后续示例研究中,仅测量并分析了EPR谱图的高场组分。
    7. 探针校准的 pO2在不同氧气浓度下获取HOPE探针的电子顺磁共振(EPR)谱。
    8. 控制 pO2 通过气体控制器输送的混合气体对溶液进行鼓泡,以调节溶液的值。控制溶液温度(37 °C使用连接至恒温器的水浴装置。
    9. 模拟EPR谱图,并按照步骤1.4.6所述将其拟合至实验谱图,以确定氧诱导弛豫速率的数值。
      注意: A型和B型HOPE探针的氧诱导弛豫速率值在测量时均为0.49 mG/mmHg 37 °C8.
    10. 为进行[Pi]的探针校准,需在不同磷酸盐浓度下获取HOPE探针的电子顺磁共振(EPR)谱。使用pH值接近pK的HOPE自由基溶液a (pKa = 6.9 时 37 °C)18 并用不同浓度的磷酸盐进行滴定。按照上述步骤中所述,保持温度和气体组成不变。
    11. 模拟EPR谱图,并按照步骤1.4.6所述将其拟合至实验谱图,以确定Pi诱导的交换速率值。
      注意: Pi诱导的交换速率对[Pi]的依赖性被用于后续研究中的校准。

2. 乳腺癌的小鼠模型

  1. MMTV-PyMT 自发性肿瘤模型
    1. 使用 4–8 周龄雌性 Friend 病毒 B 型易感性/NIH(FVB/N)小鼠乳腺肿瘤病毒启动子(MMTV)多瘤病毒中 T 抗原(PyMT+)小鼠,其已自发形成乳腺肿瘤,用于 体内 EPR 研究。
    2. 为比较正常乳腺组织与肿瘤组织的微环境,使用年龄匹配的同窝雌性小鼠作为对照,该小鼠缺乏 PyMT 癌基因(PyMT−,“野生型”)20
    3. 在异氟烷麻醉下,每周对小鼠进行一次 L 波段 EPR 波谱分析,持续四周(见下文探针递送方法)。
    4. 使用空气-异氟烷混合气体(3% 异氟烷)麻醉小鼠,并将小鼠置于可调节的实验台上,呈右侧卧位,使肿瘤(乳腺组织)靠近表面线圈谐振器。
    5. 小鼠定位后,通过瘤内(i.t.)注射给予探针,调节 EPR 波谱仪,并采集 5–10 分钟的 EPR 谱图。
    6. 在同一 EPR 检测过程中,测量 2–3 个乳腺肿瘤(来自 MMTV-PyMT+ 小鼠)或无肿瘤的乳腺组织(来自 PyMT− 小鼠)。
  2. 原位 MET-1 肿瘤模型
    1. 在 37 °C、5% CO2 和 95% 相对湿度条件下,使用含 10% 胎牛血清(FBS)、10 µg/mL 胰岛素、5 ng/mL 重组人表皮生长因子(rhEGF)和 1% PSA(青霉素 G 钠、硫酸链霉素和两性霉素 B)的 DMEM 培养基,在 T175 培养瓶中培养 FVB/N 背景的 Met-1 小鼠乳腺癌细胞,至约 80% 汇合度。
    2. 吸除培养基,并用 10 mL 磷酸盐缓冲液(PBS)(1.54 mM KH2PO4、155 mM NaCl 和 2.71 mM Na2HPO4-7H2O,不含氯化钙或氯化镁,pH = 7.4)冲洗贴壁细胞。
    3. 加入 5 mL 0.25% 胰蛋白酶-EDTA 溶液并轻轻摇动培养瓶以消化细胞;细胞脱落后,向培养瓶中加入 10 mL 含 10% FBS 的 DMEM 培养基,收集细胞悬液。
    4. 将细胞悬液在 4 °C 下以 132 × g 离心 10 分钟。使用血细胞计数板计数细胞,并重悬于最低量 DMEM 培养基中,调整浓度为每 100 µL 含 1 × 106 个细胞。
    5. 使用胰岛素注射器(29G1/2 针头),缓慢将 100 µL 肿瘤细胞悬液注射至 8 周龄雌性 FVB/N 野生型小鼠第 4 对乳腺脂肪垫中。
    6. 每隔一天通过触诊监测肿瘤形成情况(约 2–3 周后出现)、肿瘤生长(肉眼观察)及小鼠健康状况(肉眼观察)。
    7. 每周使用游标卡尺测量一次肿瘤尺寸,并利用以下公式计算肿瘤体积:
      figure-protocol-1

3. 探针递送用于 体内 功能测量

  1. 使用颗粒状 LiNc-BuO 探针(方案 I)进行 pO₂ 测量2 通过植入已内化LiNc-BuO微晶的肿瘤细胞,如前所述在原位肿瘤模型中进行测量14,21 如下所述。
    1. 对于MET-1肿瘤模型,为实现LiNc-BuO微晶在MET-1细胞内的内化,将LiNc-BuO微晶悬浮于DMEM中,浓度为20 mg/mL,在冰上将悬液置于5 mL玻璃圆底试管中,使用探头式超声仪在20 kHz、7 W功率条件下超声处理5分钟。
    2. 添加 100 µL 将2 mg LiNc-BuO悬浮液加入含约30%汇合度MET-1细胞的T75培养瓶中,培养液体积为10 mL。所有操作均在生物安全柜中进行,培养基中含青霉素和链霉素以减少潜在污染。
    3. 将细胞置于培养箱中孵育 37 °C 72 小时或直至细胞汇合度达到约 80%。
    4. 吸弃培养基。用10 mL PBS洗涤细胞5次。加入5 mL胰蛋白酶-EDTA溶液消化细胞。收集细胞。按照上述2.2.4步骤所述条件离心。取部分细胞样品,用台盼蓝染色法检测细胞活率及数量。
    5. 将细胞重悬于浓度为 1 x 106 每 100 µL 最小必需培养基(minimal DMEM)
    6. 使用胰岛素注射器,缓慢注射 100 µL 将含有内化LiNc-BuO微晶的细胞悬液注入8周龄雌性FVB/N小鼠的第4对乳腺脂肪垫中 野生型小鼠,如步骤 2.2.5 中所述。
    7. 按照步骤 2.2.6 和 2.2.7 所述,监测肿瘤的起始与生长。
  2. 在自发性或原位模型中使用颗粒状 LiNc-BuO 探针(方案 II)。将 LiNc-OBu 微晶注射至目标部位, 例如使用胰岛素注射器将,注入正常乳腺组织或乳腺肿瘤中。
  3. 可溶性探针
    1. 使用麻醉机通过吸入空气-异氟烷混合气体(流速1.0 L/min,异氟烷浓度2-3%)对小鼠进行麻醉,并将其放置于电子顺磁共振(EPR)波谱仪的检测间隙中。
    2. 调节仪器,然后注入 NR(10-30 µL,10 mM),HOPE探针(10−30 µL,0.5–2 mM)溶于生理盐水(pH 7.2)或溶于DMSO的RSSR探针10 µL,10 mM)溶液(i.t.)。

4. 体内 功能测量

  1. 进行电子顺磁共振(EPR)波谱测量时,使用麻醉机通过吸入空气-异氟烷混合气体对小鼠进行麻醉,具体操作如步骤 3.3.1 所述。
  2. 使用 L 波段(1.2 GHz)EPR 波谱仪进行功能测量,步骤如下:
    1. 将表面线圈谐振器放置于正常乳腺组织或乳腺肿瘤表面,并调节波谱仪。
    2. 在植入后数周内,对植入的颗粒探针采集 5−10 分钟的 EPR 谱;对于可溶性探针,则在注射探针后立即采集 5−10 分钟的 EPR 谱。
    3. 分析 NR 探针的 EPR 谱,确定其超精细分裂常数 aN 和信号强度 I(t)。利用步骤 1.2.4 中获得的校准曲线,将 aN 值转换为 pH 值。将信号强度 I(t) 衰减速率分析为相对于初始强度 I(t = 0) 的相对变化,以任意单位每秒(s-1)计算。
    4. 将 GSH 敏感型 RSSR 探针 EPR 谱中单自由基组分的增加拟合为单指数函数,获得指数动力学的时间常数,用于计算 GSH 浓度。
    5. 按照步骤 1.4.5 所述方法,将多功能 HOPE 探针的高场组分 EPR 谱与实验谱进行拟合,得到 pH、pO2 和 Pi 的数值。

5. 统计学分析

  1. 进行数据处理和统计分析。对于符合正态分布的数据集,使用皮尔逊相关系数检验(Pearson's r Correlation test);对于数据分布正态性被拒绝的数据集,使用斯皮尔曼等级相关分析(Spearman's Rank Order Correlation)进行相关性分析。

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结果

使用 LiNc-BuO 探针评估组织 pO2

按照步骤1.1中所述方法,我们对新制备的LiNc-BuO微晶悬浮液进行了校准。 图2 显示了LiNc-BuO探针的典型线宽氧依赖性,以及在缓冲液悬浮体系和雌性C57Bl/6小鼠乳腺肿瘤组织中测得的代表性EPR谱图,肿瘤组织通过注射内化颗粒的细胞诱导成瘤(步骤3.1)。利用线宽校准可计算组织中的氧浓度 pO2 (相当于图 (b) 所示光谱的 7.5 mmHg) 图2).

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讨论

本文所述方法可实现对化学肿瘤微环境(TME)关键参数的无创体内评估,这些参数包括pO2、pH、氧化还原状态、间质无机磷(Pi)浓度以及细胞内谷胱甘肽(GSH)浓度。磁共振技术,如磁共振成像(MRI)和低场电子顺磁共振(EPR),是无创体内分析这些TME参数的首选方法。MRI能够可视化解剖结构,但缺乏功能敏感性。相比之下,EPR技术结合功能性自旋探针使用时,可对微环境的局部参数提供功能敏感性。据我们所知,目前尚无其他方法能够在活体受试者中同时评估诸如pO2、pHe、Pi、氧化还原状态和GSH等具有生理重要性的体内化学TME参数。

所描述的实验方案基于使用低场L波段电子顺磁共振(EPR)技术及专门设计的顺磁性探针。文中介绍了四种探针 图1 可被视为一种有效的 体内 肿瘤微环境评估检测。探针的可获得性是所述方法的重要先决条件 体内 EPR ...

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

本工作部分得到了美国国立卫生研究院(NIH)基金项目 CA194013、CA192064 和 U54GM104942 的支持。感谢 WVCTSI 为 VVK、AB 和 TDE 提供的启动资金。作者感谢 M. Gencheva 博士和 K. Steinberger 在示意图实验方面提供的协助。本内容仅由作者负责,不代表 NIH 的官方观点。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
L波段电子顺磁共振波谱仪德国 MagnettechL波段(1.2 GHz)电子顺磁共振(EPR)波谱仪,用于体外和体内顺磁性分子谱图的采集
 温度 &和气体控制器 Noxygen,德国温度 &温度与气体控制器,用于控制和调节温度及气体成分  
超声波破碎仪Fisher Scientific
GSH(还原型谷胱甘肽)Sigma-AldrichG4251
MMTV-PyMT  小鼠内部
DMEM赛默飞世尔科技11995065
Met-1 小鼠乳腺癌细胞内部
C57Bl/6野生型小鼠 杰克逊实验室
胰蛋白酶赛默飞世尔科技25200056
台盼蓝排斥染料 赛默飞世尔科技T10282
Ohmeda Fluotec 3 
异氟烷(IsoFlo)雅培实验室
磷酸氢二钠Sigma-AldrichS9763
磷酸二氢钠sigma-奥德里奇S07051
氯化钠sigma-奥德里奇S7653
盐酸sigma-奥德里奇320331
氢氧化钠sigma-奥德里奇S8045
葡萄糖sigma-奥德里奇
葡萄糖氧化酶sigma-奥德里奇
Lauda 循环器 E100Lauda-Brikmann
pH计 Orion赛默飞世尔科技 
LiNc-BuO 探针内部八(正丁氧基)萘菁探针的合成参照文献13进行
NR探针内部硝基氧化物探针根据参考文献11合成。
RSSR探针内部二硝基氧化物探针根据参考文献15合成。
HOPE 探针内部单磷酸化三芳基甲基探针根据参考文献12合成。

参考文献

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  2. Tatum, J. L., et al. Hypoxia: importance in tumor biology, noninvasive measurement by imaging, and value of its measurement in the management of cancer therapy. Int J Radiat Biol. 82 (10), 699-757 (2006).
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