磁気共鳴イメージング、体積CT画像と超音波を用いた乳がんの骨転移のヌードラットモデルにおける血管新生のマルチモーダルイメージング

骨転移の病態に、血管新生は重要なプロセスであるため、イメージングおよび治療の標的を表しています。ここでは、サイト固有の乳癌骨転移のラットモデルを提示し、非侵襲的に画像の血管新生への戦略を説明

この実験では、相補的なイメージング技術を使用して、乳がんのラットモデルにおける血管新生を非侵襲的に評価します。骨転移は、まずヒト乳がん細胞を表在性上腹部動脈に注入し、ヌードラットの後肢に部位特異的な骨溶解性骨転移を誘発します。25〜30日後、画像分析のために動物を準備し、磁気共鳴画像法、コンピューター断層撮影、超音波スキャンでデータを取得します。

次に、これらのイメージングモダリティからの補完的な形態学的および機能的データを使用して、骨溶解性病変における血管新生のさまざまな側面を説明します。得られた結果には、マクロ血管構造、局所血液量、灌流、透過性、および骨転移における血管新生のリアルタイムイメージングが含まれます。これらの方法は、骨転移の病因における血管新生の役割に関する重要な質問に答えるのに役立ち、悪性骨病変のイメージングと治療に影響を及ぼします。

ここで述べる動物モデルについては、腫瘍の取り込み率が90%を超えるため、N-D-A-M-B2 3 1骨特異的亜細胞株を使用する必要はないRPMI 1640におけるヒト乳癌細胞の対数培養から始める。培地に10%ウシ胎児血清を添加しました。トリプシンでサブコンフルエント腫瘍細胞を採取した後、ノイバウアーチャンバーを使用して細胞を列挙し、RPMI 1640でそれらを懸濁し、すべての実験は、責任ある政府動物倫理委員会によって承認されました外科手術のために同封されているテキストに記載されているように、6〜8週齢のラットを麻酔しました。

倍率16倍の適切な双眼手術用顕微鏡を使用してください。まず、皮膚と皮下組織を2〜3センチメートルの長さで切断します。次に、大腿動脈から分岐するすべての動脈を解剖し、S CAの起点の近位の大腿動脈、およびDGA、PA、およびS SAにクリップを取り付けて、局所的な血流を一時的に閉塞します。

次に、SEAをその遠位部分で結紮して、出血せずにこの血管を開くことができるようにします。ライゲーションの近位にあるSEAを切断し、1%ピペン溶液をSEAに投与します。次に、はさみでseの直径の約半分を切り取り、鉗子で血管の切り口を保持している間、内腔に針を挿入します。

可能であれば、針を外部装置に固定して、血管壁の穿孔につながる可能性のある不規則な動きを減らします。次に、注射器を針に接続します。遠位大腿動脈からクリップを取り外し、伏在動脈に置きます。

MDA MD 2 31乳がん細胞のO 0.2ミリリットルを表在性上腹部動脈にゆっくりと注入します。クリップのおかげで、細胞はDGAとpaに向けられることに注意してください。動脈クリップを取り外す前に、針を取り外し、出血を防ぐために表在性上腹部動脈を結紮します。

創傷を閉じ、吸入麻酔を終了した後、動物の腫瘍増殖を25〜30日間待ちます。専用の実験用MRスキャナーを使用するか、この自作コイルのような適切な動物用コイルを備えた人間のMRシステムを使用して、無線周波数の励起と検出を行います。ラットに酸素とISOフッ素で麻酔をかけた後、尾静脈にカテーテルを留置し、尾に固定します。

テープを使用して、造影剤の入ったシリンジを接続します。次に、ラットを吸入麻酔を維持しながらMRシステムに入れます。形態学的MRシーケンスから始めて、骨転移を特定します。

次に、骨転移のスライスを最大の直径で決定し、約30秒後にD-C-E-M-R-Iのシーケンスを開始します。造影剤の注入を10秒間開始します。適切なCTシステム(人間用または実験用スキャナー)を選択します。

ここでは、フラットパネルを装備した容積計算断層撮影装置のプロトタイプを使用します。ラットに酸素とイソフッ素で麻酔をかけた後、尾静脈にカテーテルを留置し、テープで尾に固定します。次に、造影剤を含むシリンジを接続します。

次に、ラットをスキャナーに乗せて吸入し、麻酔をかけます。VCTのスキャンパラメータを設定します。この目的のために、いくつかの実験的および臨床的な超音波システムが利用可能です。

ラットに酸素とイソフッ素で麻酔をかけた後、尾静脈にカテーテルを留置し、テープで尾に固定します。次に、マイクロバブル造影剤が入ったシリンジを接続します。三脚を使用して超音波トランスデューサーをそれぞれの後肢に固定し、トランスデューサーと後肢の間に超音波ゲルを塗布します。

次に、Bモードの撮像伝送を行います。骨転移の最大直径を決定し、トランスデューサーをこの位置に固定するには、組織灌流に関する情報を得るために、Bモード画像にドップラー信号を追加します。皮質骨を破壊する病変のみが超音波にアクセスできることを念頭に置いてください。

ダイナミックコントラスト増強超音波の場合は、超音波装置をケイデンス、コントラストパルスシーケンシングモードに設定し、マイクロバブルを注入して、90秒の長さのループを記録します。M-R-I-V-C-Tおよび超音波から得られた形態学的情報を処理して、軟部組織腫瘍および骨転移の骨格破壊を特徴付けます。次に、血管造影用のDICOMビューアを使用して、骨転移の位置と体積を決定します。

eRx DICOMビューアを使用して、VCTデータを検討し、骨転移の血管の分岐パターンを取得します。動脈相の情報を使用して、減算技術の有無にかかわらず、2Dまたは3D画像を再構築します。D-C-M-R-I-D-C-E-V-C-TおよびDCE超音波からの血管新生の機能パラメータを定量化するには、各モダリティに固有のソフトウェアツールを使用します。

D-C-E-M-Rでは、Dyna Labを使用して、骨転移における血液量と灌流および血管透過性に関連する交換速度定数に関連する血管パラメータを決定します。D-C-E-V-C-Tデータを定量化するには、データの記述的分析を実行して、曲線下面積やピークエンハンスメントなどのパラメーターを計算します。また、シネループを分析することにより、定量分析ソフトウェアを使用して、リアルタイムのDCE超音波からの情報を定量化します 実装されたボーラス注入モデルの場所によると、骨転移上の関心領域は、曲線下面積などの記述的要因または色分けされたマップからの定量的パラメータを決定します。

M-D-A-M-B 2 31細胞のSEAへの動脈内注射を用いて、ヌードラットのそれぞれの後肢に部位特異的な骨転移を発症させた。この画像は、表在性上腹部動脈の下行型尿路動脈、膝窩動脈、伏在動脈を含む大腿動脈の分岐パターンを示しています。動脈クリップは、SA、PA、近位fa、およびSEAの結紮に配置されます。

次に、SEAを結紮の近位で切断し、パパインを追加した後、鉗子を使用して血管壁の筋肉を弛緩させます。SEAを切開し、針の外部固定装置を使用してSEAに針を挿入します。ヒト乳がん腫瘍細胞はSEAを介して注入され、DGAとpaに向けられます。

大腿骨に限局したclipse骨溶解性病変のおかげで、脛骨と腓骨は、注射後約25〜30日で開始し、数週間追跡して、M-R-I-V-C-Tと超音波によって非侵襲的に画像化できます。3つのイメージングモダリティはすべて、同じラットで連続して使用できます。MRIは、最初は骨髄腔に限局し、その後、発生の過程で皮質骨を超える骨転移性軟組織の形態を示します。

これらの軸方向切片では、T 2 加重 MR 画像は骨転移の軟部組織部分を示し、D-C-E-M-R-I カラーマップは病変骨構造内の振幅 A と交換速度定数の値を表示し、特に、転移の骨溶解性変化は MRI 所見を補完する VCT によって高解像度で評価されます。 骨溶解性病変は、髄内腫瘍の成長に隣接して位置しています。VCT血管造影は、骨転移のマクロ血管構造の変化を明らかにし、D-C-E-V-C-Tは、転移性病変における皮質骨の局所的な破壊による微小循環のそれぞれの側面を示します。超音波は、Bモードおよびドップラー技術を使用して軟部組織腫瘍の形態学的および機能的特徴を評価するために適用できます。

マイクロバブルを適用すると、DCE超音波は骨転移の血管新生のリアルタイムイメージングを可能にします。このビデオを見た後、部位特異的な乳がん、骨転移に対して腫瘍細胞を接種して、これらの病変における血管新生の形態学的および機能的側面を画像化する方法について十分に理解できるはずです。非侵襲的に。