利用外照射放疗在小型动物模型中靶向选择性治疗多能干细胞来源的畸胎瘤

本实验的主要目标是选择性地靶向小鼠体内由干细胞衍生的畸胎瘤，以评估小动物体外束放射治疗在体内的有效性。体外放射束治疗的主要优势在于，它是一种针对干细胞相关畸胎瘤的靶向疗法，可避免全身给药治疗所带来的脱靶不良反应。体外束放射治疗技术的进步使得能够特异性靶向小型畸胎瘤，同时避免对正常组织造成损伤，从而使该疗法成为治疗辐射敏感性畸胎瘤的理想选择。

该方法不仅有助于深入理解细胞治疗策略的优化，还具有在人类治疗中实现临床应用的潜力。首先取一个含有诱导多能干细胞（iPSCs）的六孔板。为在免疫缺陷动物中诱导畸胎瘤形成，向含有转导了双融合报告基因的人诱导多能干细胞的六孔板每孔加入一毫升重组细胞解离酶混合液，在室温下孵育五分钟。

孵育结束后，用移液器吹打混匀使细胞分散，并向每孔加入等体积的细胞培养基以终止酶反应。将单细胞悬液转移至15毫升锥形管中进行计数。离心完成后，吸除上清液，将沉淀重悬于30 µL Matrigel基质溶液中，并将管子置于冰上。

若使用转染了双融合报告基因的细胞，则这些双阳性效应细胞也应重悬于30微升基质中。接着，将每种细胞群体装入带有28.5号针头的1毫升注射器中，并确认每只8至10周龄的裸鼠受体在麻醉状态下对足趾夹捏无反应。随后，将一份细胞-基质混合物皮下注射至每只受体动物的背部侧 flank 区域。

在接种后的适当实验时间点，向每只受体动物腹腔注射每千克体重375毫克的脱荧光素酶底物。注射后10分钟，按照标准生物发光成像方案，对每只已麻醉的报告探针注射动物进行30分钟的生物发光信号成像，每5分钟采集一次，每次采集时长为1分钟。对于畸胎瘤照射实验，在适当的实验时间点，首先将已麻醉的受体动物放置于图像引导的临床前辐照仪的载物床上，使用40千伏峰值、2毫安的X射线束，在360度范围内采集400幅投影显微计算机断层扫描图像，并将图像重建为各向同性的体素图像，像素尺寸为0.2毫米。

重建畸胎瘤的容积图像至关重要。这些图像有助于规划放射治疗方案，从而将治疗精准递送至畸胎瘤，同时最大限度地减少对周围组织的非靶向辐射。随后利用微型CT图像和放射治疗图像软件包来制定放射治疗方案。

连续三天给予治疗，使目标肿瘤的总照射剂量达到18戈瑞（grays）。注射细胞后，小鼠通常在4至8周内出现畸胎瘤的生长，生物发光成像可证实这一点。在细胞接种后一个月给予累计剂量为18戈瑞的照射，肿瘤将显著缩小，同时伴随荧光素酶信号的明显下降。

重要的是，正如这些图像所示，从受照射部位五毫升处采集的正常组织活检样本似乎未受到任何显著损伤。观看本视频后，您应能清楚地了解如何在体内构建由干细胞衍生的畸胎瘤，并使用外照射束辐射对其进行有效且安全的治疗。这种简单的方法要求先获取受试对象的高分辨率CT图像，随后可制定一系列辐射束治疗方案，在避免损伤邻近组织的同时，精准照射目标肿瘤。

请务必注意，接触辐射可能具有极高危险性，在进行此操作时，应始终采取预防措施，例如使用适当的屏蔽装置。