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分离邻近液体以研究胰腺导管腺癌的肿瘤微环境

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DOI:

10.3791/61687

2020年11月5日

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本文内容

摘要

胰液是人类胰腺癌生物标志物的宝贵来源。本文介绍了一种术中采集胰液的方法。为克服在小鼠模型中应用该方法的困难,我们提出了一种替代样本——肿瘤间质液,并在此描述了两种分离肿瘤间质液的实验方案。

摘要

胰腺导管腺癌(PDAC)是癌症相关死亡的第四大原因,即将成为第二大原因。迫切需要发现与特定胰腺疾病相关的变量,以辅助术前鉴别诊断和患者特征分析。胰液是一种相对未被充分研究的体液,由于其靠近肿瘤部位,能够反映周围组织的改变。本文详细描述了术中胰液采集的操作流程。遗憾的是,将胰液采集技术应用于PDAC的小鼠模型以开展机制研究,在技术上极具挑战性。肿瘤间质液(TIF)是指存在于血液和血浆之外、浸润并包围肿瘤细胞和基质细胞的细胞外液。与胰液类似,由于TIF具有富集那些在血浆中被稀释的分子的特性,因此可被用作微环境变化的指示剂,并作为疾病相关生物标志物的重要来源。由于TIF不易直接获取,已有多种分离技术被提出。本文介绍了两种操作简便且技术要求较低的TIF分离方法:组织离心法和组织浸提法。

引言

胰腺导管腺癌(PDAC)是最具侵袭性的肿瘤之一,即将成为癌症相关死亡的第二大原因1,2,3。PDAC以其免疫抑制的微环境以及对免疫治疗方案缺乏响应而广为人知4。目前,手术切除仍是PDAC唯一可能治愈的手段,但术后早期复发和手术并发症的发生率很高。由于在疾病晚期前缺乏特异性症状,难以实现早期诊断,从而加剧了该疾病的致死性。此外,PDAC与其他良性胰腺疾病之间的症状重叠,可能阻碍当前诊断策略下快速且可靠诊断的实现。识别与特定胰腺疾病相关的变量,有助于外科决策过程,并改善患者的个体化分型。

利用血液5,6,7、尿液8、唾液9和胰液10,11,12等易于获取的体液进行生物标志物发现已取得令....

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方案

所有入组患者均在手术时根据机构伦理委员会批准的方案采集外周血和胰液。所有患者在签署知情同意书后纳入研究,同意书内容包括生物样本和临床数据的采集。本研究已获得机构伦理委员会批准(方案编号 ICH-595,批准日期为2009年5月)。涉及小鼠的操作与护理均遵循欧盟及机构相关指南(方案编号 121/2016-PR)。

1. 胰液的分离

注意:胰液的抽取是在胰腺切除术(例如胰十二指肠切除术、全胰切除术、远端胰腺切除术)的开放手术过程中,由一组经验丰富的胰腺外科医生完成的。

  1. 患者选择
    1. 对于所有计划接受开放性胰腺切除术的患者,均应考虑实施本操作。
    2. 若主胰管直径足够以允许获取胰液,则确认符合纳入条件。在增强CT影像中,主胰管直径的最低限值为2 mm。
  2. 术前通过增强CT影像对胰管进行研究,以协助规划胰液采集
    1. 在胰腺颈部水平,三维定位胰腺内的主胰管:在横断面图像以及冠状面和矢状面重建图像上,测量主胰管与胰腺前缘、上缘和下缘之间的距离。进入手术室后,利用这些测量数据大致确定穿刺胰腺以插管进入Wirsung管并采集胰液的正确位置。
  3. 材料准备
    1. 无菌材料:打开一支25 G针头和一支3 mL注射器的无菌包装,在刷手护士的协助下将其放置于无....

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结果

我们采用上述方法获取了来自胰腺导管腺癌患者(n=31)及其他良性胰腺疾病患者(非胰腺导管腺癌,n=9)的胰液,后者包括胰腺炎(n=2)、壶腹乳头肿瘤(n=4)、神经内分泌肿瘤(n=2)以及导管内乳头状黏液性肿瘤(IPMN;n=1)。12胰腺液样本随后采用核磁共振(1氢核磁共振(H-NMR)12通过滤除大分子(如脂蛋白、脂质等)的宽核磁共振信号,我们能够详细观察到小分子量代谢物,如图所示的一维 Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG) 谱图中所示图 3A)。有监督的OPLS-DA分析显示,胰液中检测到的代谢谱能够区分胰腺导管腺癌(PDAC)患者与非PDAC患者,通过交叉验证获得的准确率为82.4%(图3B)。有趣的是,对同一患者的血浆样本进行的代谢组学分析并未获得相同的区分能力(通过交叉验证得到的准确率为75.2%)(

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讨论

本研究中,我们描述了一种术中采集胰液的技术,胰液是一种尚未被充分研究的液体活检样本。我们近期的研究表明,胰液可作为疾病代谢标志物的来源12。对其他液体活检样本(如血液5,6,7、尿液8和唾液9)进行的代谢组学分析,在区分胰腺导管腺癌(PDAC)患者与健康个体或胰腺炎患者方面已显示出良好的应用前景。然而,胰液由胰腺导管细胞直接分泌,由于其与肿瘤部位非常接近,可能更能可靠地反映周围组织的改变,即使在疾病早期阶段也是如此。事实上,胰液的¹H-NMR谱数据能够有效区分PDAC患者与其他良性胰腺疾病患者,而血浆样本则未能实现这一区分。因此,尽管胰液相较于其他体液活检样本更难获取,但它代表了一种宝贵的临床生物标志物来源,有助于识别快速进展的疾病。本文描述了术中采集胰液的技术,但该方法也可在微创操作过程中实施,以期发现有价值.......

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

感谢Roberta Migliore提供的技术支持。本研究工作由意大利癌症研究协会(AIRC)资助,项目编号IG2016-ID.18443,项目负责人Marchesi Federica。资助方在研究设计、数据收集与分析、发表决定或稿件撰写过程中均未发挥任何作用。

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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
1 mL 注射器BD Biosciences309659
1.5 mL Eppendorf 管Greiner BioOneGR616201
20 µm 尼龙细胞筛pluriSelect43-50020-03
25G 针头BD Biosciences305122
3 mL K2EDTA 真空采血管BD Biosciences366473
3 mL 注射器BD Biosciences309656
50 mL Falcon 管Corning352098
止血钳Medicon06.20.12
一次性手术刀Medicom9000-10
胎牛血清MicrotechMG10432
平头镊Medicon06.00.10
青霉素-链霉素LonzaECB3001D
磷酸盐缓冲液 (PBS)Sigma-AldrichD8537
蛋白酶抑制剂混合物Roche34044100
RPMI 培养基EurocloneECB9006L
剪刀Medicon02.04.09
胰蛋白酶/EDTA 1xLonzaBE17-161F
UltraGlutamine 100xLonzaBE17-605E/U1

参考文献

  1. Costello, E., Greenhalf, W., Neoptolemos, J. P. New biomarkers and targets in pancreatic cancer and their application to treatment. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology. 9 (8), 435-444 (2012).
  2. Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. Cancer sta....

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