Name: 肝细胞癌原位小鼠模型中的无创PET/MR成像 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-08-31T13:40:00.000+00:00
Duration: 7 min 47 s
Description: 了解利用PET/MR成像技术在小鼠原位肝细胞癌模型中进行无创肿瘤缺氧监测的方法。该技术通过实时成像揭示肿瘤生物学特征，为肝癌转化医学研究提供重要平台。

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我们感谢香港抗癌信托基金和香港研究资助局协作研究基金（CRF C7018-14E）对小动物成像实验的支持。同时，我们感谢香港大学分子影像与医用回旋加速器中心（MIMCC）提供[18F]FMISO和[18F]FDG。

所有动物实验均按照香港大学比较医学研究中心（CCMR）实验动物使用与研究委员会（CULATR）的规定进行，该机构已获得国际实验动物护理评估与认证协会（AAALAC）认证。实验所用动物为6至8周龄、体重20 g ± 2 g的雌性BALB/cAnN-nu（裸鼠）小鼠。实验期间自由供应食物和饮水。 随意.
1. 人肝细胞癌细胞系的皮下注射
注意：MHCC97 是一种人肝细胞癌（HCC）细胞系，用于建立皮下 HCC 异种移植模型。MHCC97L 细胞来源于中国上海复旦大学附属中山医院肝癌研究所9，并经短串联重复序列（STR）分型鉴定确认。
<ol>
	<li>培养MHCC97L细胞，并在含10%胎牛血清（FBS）和1%青霉素-链霉素的培养基中，于37 °C、5% CO2的湿化培养箱中维持培养（参见材料表）。每2天更换一次培养基，并在细胞融合度达到80%-90%时进行收获。 
	注意：起始细胞数量为1.5 × 106个细胞，细胞使用代数控制在6-8代以内。</li>
	<li>将培养基和胰蛋白酶-乙二胺四乙酸（胰蛋白酶-EDTA）于4 °C避光保存至使用前。使用前将培养基预热至37 °C，胰蛋白酶-EDTA升至室温。本步骤所用所有试剂和耗材详见材料表。</li>
	<li>移除培养基，用10 mL无菌磷酸盐缓冲液（DPBS，参见材料表）冲洗细胞层。</li>
	<li>向培养瓶中加入5 mL胰蛋白酶-EDTA，于37 °C孵育。在倒置显微镜下以20倍物镜（参见材料表）观察细胞，直至细胞层完全分散并从瓶壁脱落。注意胰蛋白酶-EDTA处理时间不得超过15分钟。</li>
	<li>向培养瓶中加入5 mL培养基，轻轻吹打使细胞悬浮。将细胞悬液转移至离心管中，以1,107 × g离心5分钟（参见材料表）。</li>
	<li>弃去上清液，用1 mL PBS轻柔重悬细胞沉淀。充分吹打以获得单细胞悬液。使用自动细胞计数仪（参见材料表）测定细胞数量，并将细胞悬液调整至浓度为5 × 106个细胞/mL的PBS溶液。</li>
	<li>用1 mL注射器配25 G针头吸取200 μL细胞悬液。每支注射器含1 × 106个MHCC97L细胞（体积为200 μL）。将注射器置于湿冰上保存。</li>
	<li>通过腹腔注射（i.p.）给予小鼠氯胺酮（87.5 mg/kg）和赛拉嗪（12.5 mg/kg）混合物进行麻醉。通过脚趾夹捏反射确认麻醉效果。务必为小鼠涂抹眼用润滑剂，以防角膜干燥及潜在角膜溃疡的形成。将小鼠仰卧位放置于无菌垫上（参见材料表）。</li>
	<li>用70%乙醇对小鼠下侧腹部区域（左侧或右侧）进行皮肤消毒（参见材料表）。用镊子提起皮肤，将针头斜面向上轻轻插入皮下。</li>
	<li>从穿刺点沿皮下平面推进针头4-5 mm，以避免拔针时细胞悬液从注射部位渗漏。注意针头插入深度不宜过深，以防意外损伤内部器官。</li>
	<li>松开镊子，小心缓慢地推注注射器内容物，注意不要穿透对侧皮肤。拔出针头后检查注射部位是否形成隆起。将小鼠放回笼中，置于预热的加热垫上，以促进麻醉后恢复及活动能力的恢复。持续监测小鼠状态，直至其完全清醒并能维持胸卧位。</li>
	<li>每周定期监测小鼠肿瘤生长情况及整体健康状况。使用游标卡尺（参见材料表）测量肿瘤体积（V）。根据以下公式10计算并记录肿瘤体积： 
	V = (W2× L)/2 
	其中W为肿瘤宽度，L为肿瘤长度。</li>
	<li>注射后4-6周内，确认已形成体积显著的皮下肿瘤，大小应在800-1000 mm3之间&#160;。确保总肿瘤负荷不超过小鼠体重的10%。</li>
</ol>
2. 原位肝移植与肝动脉结扎
<ol>
	<li>在已消毒的生物安全柜中准备以下手术试剂和器械：培养皿中的10 mL培养基、10%聚维酮碘溶液、70%乙醇、经高压灭菌的手术器械（如锐利剪刀、弹簧剪、镊子（弯头精细和直头钝头）、持针器、手术刀片、6-0和5-0尼龙缝线）、加热垫。</li>
	<li>将所有手术器械进行高压灭菌，并仅在无菌操作台中操作。在整个手术过程中，为小鼠提供充分且必要的术前、术中和术后护理（见以下步骤）。
	<ol>
		<li>为进行术前镇痛，应在手术开始前至少30分钟，对小鼠皮下注射布托啡诺（0.1 mg/kg）。对于术后护理与管理，需连续3天每8–12小时皮下注射一次布托啡诺（0.1 mg/kg）。本节所用全部试剂和耗材请参见材料表。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>通过腹腔注射戊巴比妥钠（330 mg/kg）处死携带皮下肿瘤的小鼠。使用手术刀片在肿瘤部位皮肤上做切口。切除皮下肿瘤组织块，并立即转移至培养基中。此步骤应尽快完成。</li>
	<li>使用锋利的手术剪将肿瘤组织块切成1 mm3大小的肿瘤小块。将所有肿瘤小块保存在培养基中。避免使用皮下肿瘤组织块的中心区域。</li>
	<li>对即将接受原位肿瘤移植手术的小鼠，通过腹腔注射氯胺酮（87.5 mg/kg）和赛拉嗪（12.5 mg/kg）的混合物进行麻醉。确保在给予布托啡诺后至少等待30分钟再进行麻醉。务必为小鼠涂抹眼用润滑剂，以防止角膜干燥及潜在角膜溃疡的形成。</li>
	<li>将小鼠仰卧位放置于置于预热加热垫上的无菌垫上。每15分钟监测并记录一次小鼠的生理状态，直至手术结束。</li>
	<li>伸展小鼠四肢，并用胶带固定，以充分暴露腹侧腹部和胸部。先用10%聚维酮碘溶液对整个腹部皮肤进行消毒，随后使用70%乙醇。通过检查脚趾夹捏时无反应（即足底回缩反射消失）来评估麻醉深度。</li>
	<li>使用锐利剪刀沿中线做约10 mm长的切口，行剖腹术以进入腹膜腔。用镊子夹住并向上牵拉剑突至头部方向，并使用肋下牵开器打开手术视野。确保切口适当，以便获得良好的手术视野。</li>
	<li>用湿润纱布轻轻上抬中叶和左叶，将肠管移出腹腔并置于小鼠左侧，用湿润纱布覆盖。在放大灯下进行可视化优化，对起源于胰头并延伸至肝蒂根部的肝总动脉（CHA）实施肝动脉结扎（HAL）。</li>
	<li>用湿润纱布将中叶和左叶复位或下压，以暴露左叶。使用无菌手术刀片在左叶表面做一个长约2 mm、深约2 mm的切口。 
	注：也可选择肝脏中叶进行肿瘤移植，以尽量减少对邻近腹腔器官造成创伤而导致的意外撕裂或裂伤。</li>
	<li>立即使用无菌镊子将肿瘤组织碎片植入肝脏切口内。将肿瘤埋入切口，使其牢固固定于肝脏中。在切口处使用6-0尼龙缝线行“8”字缝合，以确保肿瘤碎片正确植入肝脏并实现止血。此操作应尽快完成，以避免大量出血。完成后，使用间断的5-0缝线关闭腹部切口。</li>
	<li>将小鼠放回笼中，置于预热的加热垫上，以协助其从麻醉中恢复并重建翻正反射。继续每15分钟监测并记录一次小鼠的生理状态，直至小鼠完全清醒并能维持胸卧位。</li>
	<li>重复上述操作，直至所有小鼠均完成原位肿瘤移植。术后对所有小鼠进行护理，在手术后连续3天每日持续监测其生理状态，并每8–12小时给予一次布托啡诺（0.1 mg/kg）。</li>
</ol>
3. PET/MR 校准与工作流程的设置
注意：成像使用临床前 PET/MR 3T 系统进行（参见材料表）。
<ol>
	<li>使用5%异氟烷（1 L/min医用氧气）2) 将小鼠置于诱导室中进行麻醉。每次扫描时，小心地将已麻醉的小鼠放置于&#160;将小鼠置于带有持续加热的成像床中；首先进行MR扫描（定位像），作为静态[的解剖学参考18F]FMISO 或 [18F]FDG PET 扫描，随后进行解剖参考 MRI 成像。</li>
	<li>在软件中创建一个顺序的PET/MR成像工作流程（参见 材料表进行静态PET扫描、T1加权（衰减校正）和T2加权（解剖参考）磁共振成像，并在预定成像检查前1天完成PET图像重建。</li>
	<li>采集PET时，选择400-600 keV能级 discrimination，F-18同位素，1-5符合模式，以及20分钟扫描。</li>
	<li>采用梯度回波3D序列获取全身T1加权磁共振图像，参数设置如下：TE = 4.3 ms，TR = 16 ms，视野（FOV）= 90 mm × 60 mm，激发次数（NEX）= 3，层厚0.9 mm，共28层，体素大小 = 0.375 mm3 x 0.375 mm3 x 0.9 mm3.</li>
	<li>采用快速自旋回波二维序列获取全身T2加权磁共振图像，参数设置如下：TE = 71.8 ms，TR = 3000 ms，视野（FOV）= 90 mm × 60 mm，激励次数（NEX）= 5，扫描28层，层厚0.9 mm，体素大小 = 0.265 mm3 x 0.268 mm3 x 0.9 mm3.</li>
	<li>使用Tera-Tomo（TT3D）算法重建PET图像，设置迭代次数为8，子集数为6，采用1-3符合模式，并进行衰变、死时间、随机、衰减和散射校正，以生成体素大小为0.3 mm的整体图像3.</li>
	<li>实验开始前进行PET活性检测，以检查PET定量的准确性11.
	<ol>
		<li>用5 mL注射器吸取5-8 MBq [18F]FMISO 按照生产商推荐方法用水或生理盐水稀释。使用活度计记录注射器的放射性活度（参见 材料表)。记录测量时间。</li>
		<li>在重建图像上绘制感兴趣体积（VOI），使其覆盖整个注射器。将图像中恢复的放射性活度与活度计测得的数值进行比较。当恢复的活度在±5%范围内准确时，方可进行成像研究。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. [18F]FMISO 和 [18F]FDG 注射
<ol>
	<li>获取一个临床剂量的[18在成像研究开始前30分钟从供应商处获取[F]FMISO。操作放射性物质时，应穿戴适当的个人防护装备（PPE），如实验服、手套、护目镜、胶片徽章和指环剂量计。应频繁更换手套，以避免放射性物质的交叉污染。</li>
	<li>将放射性储备溶液放置于铅制储存容器中，并置于L型桌面屏蔽块后方。分装一等份[18F]FMISO 用无菌生理盐水稀释，确保总体积为 100 μL 时放射性活度浓度为 18–20 MBq。</li>
	<li>吸取[18F]FMISO 使用带针头的1 mL注射器（参见 材料表记录活度计上显示的放射性活度和时间。</li>
	<li>记录小鼠注射放射性示踪剂前的体重。使用5%异氟烷（1 L/min医用氧气）进行麻醉。2) 麻醉小鼠，然后小心地注射制备好的[18F]FMISO 通过尾静脉注射。记录注射时间及注射器中残留的放射性活度，以便进行衰变校正。将小鼠放回笼中静置 180 分钟，以允许 [18F]FMISO 注射后，让小鼠恢复1天，然后再进行PET扫描。18F]FMISO PET 
	注意：尽管存在显著差异 体内 药代动力学谱型用于[18F]FMISO 和 [18F]FDG，这两种放射性示踪剂均以F-18进行放射性标记，F-18是一种正电子发射断层成像（PET）用放射性核素，其半衰期为109.77分钟（&#60; 2 小时）。由于 PET 信号来源于 F-18，每经过 2 小时，初始注入的放射性活度将衰减一半。因此，在注射后 24 小时，残留信号已无法被 PET 扫描仪检测到。此外，两次 [18F]FMISO（第1天）和[18F]FDG（第3天）注射将允许[F]FDG完全衰变18F]FMISO 当 [18F]FDG PET 扫描被实施，因此不存在 [18F]FMISO 信号在 [18F]FDG PET 扫描</li>
	<li>重复步骤 4.1–4.4，用于 [18第3天注射F]FDG，注射体积为100 μL，总活度浓度为6-8 MBq，注射后60分钟开始PET扫描。</li>
	<li>计算注入的[18F]FMISO 或 [18F]FDG 活性使用以下公式计算11: 
	注射活性（MBq）= 注射前注射器中的活性 - 注射后注射器中的活性</li>
</ol>
5. PET/MR 采集
<ol>
	<li>在预定的PET扫描前，打开空气加热器以预热小鼠成像床。使用5%异氟烷（1 L/min医用O2）在诱导室中对小鼠进行麻醉。</li>
	<li>当小鼠通过脚趾夹捏反应确认已充分麻醉后，小心且立即将其转移至加热床，并以2%-2.5%异氟烷维持麻醉状态。将小鼠俯卧位固定于咬合杆上，并在双眼涂抹眼用润滑剂，以防止眼睛干燥及角膜溃疡的潜在形成。用塑料薄膜覆盖成像床，以维持床周环境温度。</li>
	<li>分别使用自制呼吸垫和温度探头监测并记录小鼠的呼吸频率和体温。通过调节异氟烷浓度，确保小鼠体温维持在37 °C，呼吸频率保持在40-50次/分钟（bpm）范围内。</li>
	<li>执行定位扫描以确定小鼠在扫描仪内的位置。调整小鼠床位置，使其覆盖整个小鼠身体，并将躯干区域置于MR的中心视场（FOV）内。</li>
	<li>要开始PET扫描，在研究列表窗口中选择PET Acquisition，然后选择Scan Range on Previous Acquisition，以使用定位扫描中预先确定的小鼠床位置。点击Prepare &#62; OK，系统将自动将小鼠床从MR移至PET并开始采集。</li>
	<li>在放射性药物编辑器中，选择适当的放射性核素，然后输入注射剂量及注射前后的时间信息（即步骤4.3和4.4中测得的[18F]FMISO或[18F]FDG相关信息）。在Subject Information菜单下输入小鼠体重。</li>
	<li>PET扫描完成后，继续进行MR扫描。为此，请选择Prepare，将小鼠从PET移回MR。点击OK 继续。</li>
	<li>所有扫描完成后，选择Home 将成像床移回默认位置。</li>
	<li>关闭麻醉，用医用O2冲洗成像床。检查小鼠的足底回缩反射。将小鼠从成像床转移至放置在加热垫上的清洁饲养笼中，以辅助其从麻醉中恢复并重建翻正反射。</li>
	<li>在Raw Scan下，选择PET Acquisition以加载采集到的原始PET数据用于PET重建。选择MM 作为材料图。按照步骤3.6中所述参数进行PET重建。</li>
	<li>在PET成像研究后处理小鼠时，必须严格遵守当地及机构的相关规定。所有与小鼠直接接触过的耗材（如注射器、针头、手套、擦拭纸）和生物废弃物（如笼垫料和粪便）均应视为放射性废物，并依据当地法规谨慎处理。</li>
</ol>
6. PET 图像分析
<ol>
	<li>打开图像分析软件（参见材料表），选择加载DICOM数据以打开PET和MR图像。</li>
	<li>将相应的PET和MR图像拖入软件显示窗口，选择自动配准以对所得的PET和MR图像进行自动共配准。
	<ol>
		<li>在配准设置菜单下，选择刚性变换。在刚性/仿射菜单中使用平移和旋转。</li>
		<li>在全局角色选择菜单下，点击MM作为参考，静态PET扫描作为重切片。</li>
		<li>检查共配准后的PET/MR图像，确保对齐正确。如有必要，使用手动配准功能手动调整图像。</li>
		<li>利用MR图像定位肝脏中的原位肿瘤。使用插值椭圆ROI工具在肿瘤上绘制VOI，并以MR图像作为参考。将所创建的肿瘤VOI从MR图像转移至PET图像。选择画笔工具和橡皮擦工具，逐层仔细定义VOI边界。务必避免PET图像中肝脏放射性摄取的溢出效应。</li>
		<li>使用椭球VOI工具在肝脏上创建一个3 mm3的VOI作为参考器官。利用MR图像作为引导，确保避开可见的肝血管和胆道结构区域。</li>
		<li>选择显示ROI表格以重命名所有绘制的VOI。记录所有必要数据，例如放射性活度（kBq/mL）和肿瘤体积（mm3），并输入电子表格中。完成操作后，保存一份VOI绘图副本，并将原始及重建的影像数据归档至外接硬盘。</li>
		<li>使用以下公式11计算所有VOI的标准摄取值（SUV）： 
		SUV = CPET(t)/(ID/BW) 
		其中CPET(t)为VOI中测得的放射性活度，ID为注射剂量（单位：kBq），BW为小鼠体重（单位：kg），假设组织密度为1 g/mL。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

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</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

本研究中，我们描述了利用皮下肿瘤对肝原位HCC异种移植瘤进行HAL操作的步骤，以及使用[18F]FMISO和[18F]FDG PET/MR对原位异种移植瘤进行无创性肿瘤缺氧监测的方法。我们的研究兴趣在于多种癌症和疾病模型的代谢成像，用于早期诊断及治疗反应评估11,13,14,15。迄今为止，文献中关于构建HAL HCC异种移植瘤模型及其in vivo肿瘤代谢特征的报道极为有限，这促使我们通过PET成像技术来探究这些肿瘤模型的代谢特性。
成功建立以肝动脉结扎（HAL）为手段的原位异种移植小鼠模型，用于研究肝细胞癌（HCC）中的缺氧环境，是体内研究HCC生物学的重要方面。in vivo研究表明，缺氧可促进癌症恶性进展。此外，肿瘤内缺氧与增殖增强、转移以及...

肝细胞癌（HCC）是全球第六大常见癌症，也是癌症相关死亡的第三大主要原因，2020年新发病例超过90万例，死亡病例达80万例1。主要危险因素为肝硬化，通常由病毒感染（乙型和丙型肝炎病毒）、酗酒、糖尿病以及非酒精性脂肪性肝炎引起2。HCC的治疗较为复杂，根据疾病分期可选择多种治疗方式，包括手术切除、热消融或化学消融、肝移植、经动脉化疗栓塞、放疗和化疗等2,3。HCC是一种对化疗不敏感的肿瘤，高达70%的患者在接受根治性治疗后会出现疾病复发2。
尽管肿瘤具有高度异质性，肝细胞癌（HCC）通常与两种常见结果相关：（i）HCC 处于严重缺氧状态，（ii）肿瘤缺氧与更高的肿瘤侵袭性及治疗失败密切相关。HCC 细胞的失控性增殖导致耗氧速率超过血管生成速度，从而形成缺氧的微环境。肿瘤内部低氧水平会触发一系列生物学反应，影响肿瘤的侵袭性及对治疗的响应。缺氧诱导因子（HIFs）通常被认为是缺氧反应中关键的转录调控因子2,3。因此，检测缺氧的能力对于可视化肿瘤组织、识别需要侵入性操作的难以触及区域至关重要。同时，这也有助于深入理解导致肿瘤侵袭性的分子变化，进而改善患者的治疗效果。
利用正电子发射断层扫描（PET）进行分子成像，常用于包括肝细胞癌（HCC）在内的多种癌症的诊断与分期。特别是，联合使用两种示踪剂的PET成像，即[18F]氟代脱氧葡萄糖（[18F]FDG）和[11C]乙酸盐，可显著提高HCC诊断的整体敏感性4,5。另一方面，通过常用的缺氧标志物[18F]氟米索硝唑（[18F]FMISO）可实现对肿瘤缺氧状态的成像。在临床实践中，无创性评估缺氧状态对于区分不同类型的肿瘤及其区域，进而制定放射治疗计划具有重要意义6。
临床前成像已成为对不同疾病的小鼠模型进行无创性和纵向评估的不可或缺的工具。一种稳定且高度可重复的肝细胞癌（HCC）模型为肝细胞癌病理生理学的临床前和转化研究以及新型疗法的评估提供了重要平台。结合PET成像， 体内 行为可以在分子水平上为任意给定时间点提供重要的见解。在此，我们描述了一种建立肝动脉结扎（HAL）原位肝细胞癌异种移植模型的方法及其分析方案 体内 使用[肿瘤代谢18F]FMISO 和 [18F]FDG PET/MR。HAL 的引入为研究肿瘤缺氧提供了一种适合的转基因或化学诱导肝细胞癌小鼠异种移植模型 体内，因为HAL可有效阻断动脉血供，从而诱导肿瘤内缺氧7,8此外，与 离体 使用匹莫硝唑进行免疫组织化学染色，结合正电子发射断层成像（PET）无创地可视化和精确定量缺氧引起的肿瘤代谢变化，从而实现对治疗反应的纵向评估或耐药性的监测3,7,8本方法可建立稳定的缺氧型肝细胞癌模型，并结合使用PET/MR成像对肿瘤缺氧进行无创监测，以研究肝细胞癌的生物学特性 体内.

<table><tbody><tr><td>0.9% 无菌生理盐水</td><td>BBraun</td><td>N/A</td><td>0.9% 氯化钠静脉输注液，500 mL</td></tr><tr><td>10# 手术刀片</td><td>RWD Life Science Co.,ltd</td><td>S31010-01</td><td>动物手术工具</td></tr><tr><td>10% 聚维酮碘溶液</td><td>Banitore</td><td>6.425.678</td><td>用于消毒</td></tr><tr><td>25G 针头配 1 mL 注射器</td><td>BD PrecisionGlide</td><td>N/A</td><td>用于细胞悬液注射的 1 mL 注射器配 25G 针头</td></tr><tr><td>5 mL 注射器</td><td>Terumo</td><td>SS05L</td><td>5 mL 鲁尔锁注射器</td></tr><tr><td>70% 乙醇</td><td>Merck</td><td>1.07017</td><td>用于消毒</td></tr><tr><td>自动细胞计数仪</td><td>Invitrogen</td><td>AMQAF2000</td><td>用于自动细胞计数</td></tr><tr><td>布托啡诺</td><td>HealthDirect</td><td>N/A</td><td>皮下注射（0.05–0.2 mg/kg/12 小时），术后镇痛</td></tr><tr><td>细胞培养皿（60 mm 直径）</td><td>Thermo Scientific</td><td>150462</td><td>用于肿瘤组织处理</td></tr><tr><td>离心机</td><td>Sigma</td><td>3-16KL，固定角转子 12311</td><td>用于收集细胞悬液</td></tr><tr><td>离心锥形管</td><td>Eppendorf</td><td>EP0030122151</td><td>用于收集细胞悬液</td></tr><tr><td>培养基（Dulbecco&amp;rsquo;s 改良 Eagle&amp;rsquo;s 培养基）</td><td>Gibco</td><td>10566024</td><td>高糖，含 GlutaMAX&amp;trade; 补充剂</td></tr><tr><td>数显卡尺</td><td>RS PRO</td><td>841-2518</td><td>用于皮下肿瘤大小测量</td></tr><tr><td>直接加热 CO&lt;sub&gt;2 &lt;/sub&gt;培养箱</td><td>Techcomp Limited</td><td>NU5841</td><td>用于细胞培养</td></tr><tr><td>剂量校准仪</td><td>Biodex</td><td>&amp;nbsp;N/A</td><td>Atomlab 500</td></tr><tr><td>DPBS（Dulbecco&amp;rsquo;s 磷酸盐缓冲液）</td><td>Gibco</td><td>14287072</td><td>用于细胞洗涤和注射</td></tr><tr><td>眼用润滑剂</td><td>Alcon Duratears</td><td>&amp;nbsp;N/A</td><td>无菌眼用润滑软膏，3.5 g</td></tr><tr><td>胎牛血清（FBS）</td><td>Gibco</td><td>A4766801</td><td>适用于多种细胞类型，尤其敏感细胞系</td></tr><tr><td>镊子（弯精细和直钝头）</td><td>RWD Life Science Co.,ltd</td><td>F12012-10 &amp;amp; F12011-13</td><td>动物手术工具</td></tr><tr><td>加热垫</td><td>ALA Scientific Instruments</td><td>N/A</td><td>手术期间小鼠用加热垫</td></tr><tr><td>胰岛素注射器</td><td>Terumo</td><td>10ME2913</td><td>1 mL 胰岛素注射器配针头，用于放射性示踪剂注射</td></tr><tr><td>InterView 融合软件</td><td>Mediso</td><td>版本 3.03</td><td>后处理与图像分析软件</td></tr><tr><td>倒置显微镜</td><td>Yu Lung Scientific Co., Ltd</td><td>BM-209G</td><td>用于观察细胞形态</td></tr><tr><td>异氟烷</td><td>Chanelle Pharma</td><td>&amp;nbsp;N/A</td><td>Iso-Vet，吸入性麻醉剂，250 mL</td></tr><tr><td>氯胺酮</td><td>Alfasan International B.V.</td><td>HK-37715</td><td>10% 氯胺酮注射液，10 mL&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>医用氧气</td><td>Linde HKO</td><td>101-HR</td><td>压缩气体，纯度 99.5%</td></tr><tr><td>nanoScan PET/MR 扫描仪</td><td>Mediso</td><td>&amp;nbsp;N/A</td><td>3 特斯拉磁共振</td></tr><tr><td>持针器</td><td>RWD Life Science Co.,ltd</td><td>F31026-12</td><td>动物手术工具</td></tr><tr><td>Nucline nanoScan 软件</td><td>Mediso</td><td>版本 3.0</td><td>扫描仪操作软件</td></tr><tr><td>尼龙缝线（6/0 和 5/0）</td><td>Healthy Medical Company Ltd</td><td>000524 &amp;amp; 000526</td><td>动物手术工具</td></tr><tr><td>青霉素-链霉素</td><td>Gibco</td><td>15140122</td><td>培养基中终浓度为 50 至 100 I.U./mL 青霉素和 50 至 100 &amp;micro;g/mL 链霉素</td></tr><tr><td>戊巴比妥</td><td>AlfaMedic</td><td>13003</td><td>腹腔注射（330 mg/kg），诱导小鼠呼吸停止</td></tr><tr><td>锐利剪刀</td><td>RWD Life Science Co.,ltd</td><td>S14014-10</td><td>动物手术工具</td></tr><tr><td>弹簧剪刀</td><td>RWD Life Science Co.,ltd</td><td>S11005-09</td><td>动物手术工具</td></tr><tr><td>台盼蓝溶液，0.4%</td><td>Gibco</td><td>15250061</td><td>用于细胞计数</td></tr><tr><td>胰蛋白酶-乙二胺四乙酸（EDTA，0.25%），酚红</td><td>Gibco</td><td>25200072</td><td>用于细胞消化</td></tr><tr><td>赛拉嗪</td><td>Alfasan International B.V.</td><td>HK-56179</td><td>2% 赛拉嗪注射液，30 mL</td></tr></tbody></table>

原位小鼠肝细胞癌模型中的无创pet/mr成像

Non-Invasive PET/MR Imaging in an Orthotopic Mouse Model of Hepatocellular Carcinoma

能够模拟人类疾病的肝细胞癌（HCC）临床前实验模型是研究肿瘤发生机制和评估新型治疗方法的重要工具。利用正电子发射断层扫描（PET）进行无创全身成像，可实时提供组织在分子水平上的体内特征信息。本文介绍了一种建立原位HCC异种移植模型的实验方案，包括结扎肝动脉（HAL）以诱导肿瘤缺氧，以及使用[18F]氟米索硝唑（[18F]FMISO）和[18F]氟脱氧葡萄糖（[18F]FDG）进行PET/磁共振（MR）成像以评估其体内肿瘤代谢情况。通过缺氧示踪剂[18F]FMISO可清晰可视化肿瘤缺氧状态，结果显示，接受HAL处理的HCC小鼠模型中[18F]FMISO摄取显著高于未行HAL组，而[18F]FDG则无法区分两组之间的肿瘤缺氧差异。HAL组肿瘤还表现出更高水平的缺氧诱导因子（HIF）-1α表达，以响应缺氧环境。基于标准化摄取值（SUV）方法对HAL组肿瘤进行定量分析，显示[18F]FMISO摄取量增加了2.3倍。

为了获得适用于连续原位移植的肿瘤组织块，首先将200 μL DPBS细胞悬液（含MHCC97L细胞）皮下注射至裸鼠下侧腹部位，以建立稳定的克隆（图1A）。监测肿瘤生长情况，当肿瘤体积达到800–1000 mm3（注射后约4周）时，处死小鼠，将所获得的肿瘤组织块切成约1 mm3大小的片段，用于后续在另一批裸鼠（n = 6）中进行肝脏原位移植。小鼠被随机分为两组：对照组（C1，n = 3）和肝动脉结扎组（H2，n = 3）。通过用细线结扎肝动脉主干实现肝动脉结扎（HAL）。C1组小鼠在原位移植前不进行HAL处理。该操作仅在H2小鼠中诱导出肿瘤缺氧状态，而C1小鼠中未出现，且可利用PET缺氧示踪剂[18F]FMISO对肿瘤缺氧状态进行无创监测。PET/MR研究显示，仅H2小鼠的肿瘤[18F]FMISO摄取增加；而使用糖酵解标志物[18F]FDG检测时，两组间肿瘤摄取水平相似（图1B）。
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本文介绍了一种建立正位肝细胞癌异种移植模型的方案，该方案包括结扎和不结扎肝动脉的条件，并利用[18F]氟米索硝唑（[18F]FMISO）和[18F]氟脱氧葡萄糖（[18F]FDG）进行无创正电子发射断层扫描（PET）成像，以检测肿瘤缺氧情况。

原位小鼠肝细胞癌模型中的无创PET/MR成像

肝细胞癌（HCC）的临床前实验模型，若能模拟人类疾病，则是研究肿瘤发生以及……的重要工具

我们的方法建立了一个可靠的肝细胞癌低氧模型，用于无创成像肿瘤低氧状态，以在活体中研究肝细胞癌（HCC）的生物学特性，从而更真实地模拟人类癌症的发展过程。这一可靠的HCC模型结合高通量的成像方法，为人类HCC病理生理学的转化研究提供了重要平台。对肿瘤低氧的实时监测有助于揭示导致肿瘤侵袭性的分子变化，能够确定低氧区域并预测治疗反应。尽管腹腔内手术在技术上具有挑战性，但充分的术前规划和动物护理将提高手术总体成功率以及小型动物的福利。首先，使用70%乙醇对一只6至8周龄的麻醉小鼠下侧腹部左侧或右侧背部区域进行消毒。然后，用镊子提起皮肤，并将注射针头轻轻插入皮下。为避免拔针时注射的细胞悬液意外渗漏，应将针头沿皮下平面从穿刺点向前推进4至5毫米。松开镊子后，小心排出注射器内的液体，注意不要穿透对侧组织。处死荷皮下肿瘤的小鼠后，用手术刀片在肿瘤部位的皮肤上做一切口。然后，切除肿瘤组织块并立即转移至培养基中。接着，使用锋利的手术剪将肿瘤组织块切成大小为1立方毫米的小块，注意避开肿瘤组织块的中心区域。将所有组织小块置于培养基中保存。进行原位肝移植时，将麻醉小鼠的四肢伸展并用胶带固定，以充分暴露腹侧腹部和胸部。随后，用10%聚维酮碘溶液对整个腹部皮肤进行消毒，再用70%乙醇擦拭。接着，行剖腹手术：先用锐利的剪刀做一条10毫米长的正中切口，以进入腹膜腔。然后，用镊子夹住并向上牵拉剑突至头部方向，使用肋下拉钩打开手术视野。用湿润的纱布块将肝脏的中叶和左叶向上牵开。接着，将肠道移至腹腔外并置于小鼠左侧，用湿润的纱布块覆盖。接下来，在放大灯下以获得最佳视野，对起自胰头至肝蒂根部的肝总动脉进行结扎。用湿润的纱布垫轻轻牵拉肝脏中叶和左叶的背面，暴露左叶。然后，使用无菌手术刀片在左叶上做一个长约2毫米、深约2毫米的切口，并立即用无菌镊子将肿瘤组织碎片植入肝切口中。在应用八字缝合前，先用6-0尼龙缝线将肿瘤牢固地埋植于肝脏内，并在切口处进行缝合，以确保肿瘤正确植入并实现止血。随后，使用间断的5-0缝线关闭腹部切口。取一份18-FMISO加入试管中，用无菌生理盐水稀释，确保总体积为100微升时放射性活度浓度为18至20兆贝可。接下来，使用1毫升注射器吸取溶液，并记录活度计上显示的放射性活度和时间。记录实验小鼠的体重后，通过尾静脉小心注射已制备的放射性示踪剂。为进行衰变校正，请记录注射时间以及注射器中的残留活度。开始PET采集时，首先通过执行定位扫描确定小鼠在扫描仪中的位置。调整小鼠床的位置，确保整个小鼠身体，尤其是躯干部位，位于MR视野的中心。接下来，在研究列表窗口中选择PET采集。若要使用定位扫描中预设的小鼠床位置，请选择“基于前次采集的扫描范围”。然后，单击“准备”以自动将小鼠床从MR移至PET，接着单击“开始”以启动数据采集。在放射性药物编辑器中选择合适的放射性核素，并输入注射剂量和时间的

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Research

科研

JoVE Journal

Cancer Research

癌症研究

肝细胞癌原位小鼠模型中的无创PET/MR成像

为了研究 体内 肿瘤生长与肿瘤微环境，我们采用免疫功能健全动物中的同源性、原位卵巢癌小鼠模型。我们将小鼠肿瘤细胞系（MOV1）转导表达Katushka荧光蛋白（MOV1）KAT）在此我们展示其在卵巢中的原位移植 体内 成像...

用于免疫健全小鼠的浆液性卵巢癌原位模型 体内 肿瘤成像与肿瘤免疫应答的监测

本视频展示了一种利用放射性免疫偶联物的技術 体内...

一种利用放射性标记抗体在小鼠模型中通过活体PET成像检测肿瘤的技术

采用超声成像引导下将MDA-MB231/Br-GFP细胞经心内注射，建立乳腺癌脑转移小鼠模型。通过高分辨率9.4...

超声成像引导下心内注射建立小鼠乳腺癌脑转移模型及后续纵向磁共振成像

本实验方案的目的是在小鼠原位胰腺肿瘤异种移植模型中应用动态对比增强磁共振成像（DCE-MRI）。DCE-MRI是一种用于分析目标组织中微血管结构的非侵入性方法，可用于评估肿瘤在接受新型治疗后血管系统的反应。...

正位胰腺癌小鼠模型的动态对比增强磁共振成像

癌症的转移扩散是导致癌症相关死亡的主要原因。本文详细介绍了我们用于建立“类患者”原位同系小鼠模型系统的生存手术方法，该系统可用于研究实体器官肿瘤转移的机制。...

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前列腺癌是美国癌症相关死亡的第二大常见原因。原位癌模型为理解前列腺癌的生物学特性以及评估治疗方案的有效性提供了一种有效的方法。本方案详细描述了建立原位前列腺癌小鼠模型所需的各个步骤。...

人前列腺癌的临床前原位小鼠模型

本文描述了一种具有临床相关性的肝癌小鼠模型的建立，该模型可重现肝细胞癌（HCC）典型的免疫学特征。...

一种由致癌性肝细胞诱导的原位小鼠肝细胞癌模型，发生于肝脏炎症与纤维化背景下

本文介绍了通过将H2052/484间皮瘤细胞植入免疫缺陷裸鼠的胸膜腔，建立人恶性胸膜间皮瘤原位小鼠模型的方法。采用无创的多模态[18F]-2-氟-2-脱氧-D-葡萄糖正电子发射断层扫描与计算机断层成像技术，对胸膜内肿瘤的发展进行纵向监测。...

在裸鼠中建立人源性胸膜间皮瘤原位模型及其通过PET/CT的植入与监测

本方案描述了利用高频超声成像技术对小鼠整个甲状腺进行可视化，并监测未分化甲状腺癌生长的方法。...

利用高分辨率超声成像分析基因工程小鼠模型中原位ATC肿瘤

在本实验方案中，我们探讨了在小鼠中成功实施原位肝移植（OLT）模型的方法。此外，还讨论了在小鼠成功进行OLT后，用于进一步分析同种异体移植物通畅性的辅助技术，特别是利用微型计算机断层扫描（microCT）成像的方法。...

利用显微计算机断层扫描血管造影术在小鼠中成功实施原位肝移植

本方案采用多腔床对多达四只动物进行并行磁共振成像（MRI），以检测基因工程小鼠模型中的胰腺导管腺癌肿瘤。该多动物MRI方案快速且经济高效，有助于临床前研究中的动物筛选以及肿瘤生长的纵向监测。...

用于胰腺癌小鼠模型中肿瘤测量的多动物磁共振成像

了解利用PET/MR成像技术在小鼠原位肝细胞癌模型中进行无创肿瘤缺氧监测的方法。该技术通过实时成像揭示肿瘤生物学特征，为肝癌转化医学研究提供重要平台。

原位小鼠肝细胞癌模型中的无创PET/MR成像

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