중개 암 연구에서 생체 내 현미경 및 자기 공명 영상의 결합을 위한 Dorsal Skinfold Window Chamber 종양 마우스 모델

W. Jeffrey Zabel; Nader Allam; Hector Alejandro Contreras Sanchez; Warren Foltz; Costel Flueraru; Edward Taylor; Alex Vitkin

doi:10.3791/66383

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방법 논문

중개 암 연구에서 생체 내 현미경 및 자기 공명 영상의 결합을 위한 Dorsal Skinfold Window Chamber 종양 마우스 모델

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DOI:

10.3791/66383

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2024년 4월 12일

W. Jeffrey Zabel^*¹ , Nader Allam^*¹ , Hector Alejandro Contreras Sanchez¹ , Warren Foltz²^,³ , Costel Flueraru⁴ , Edward Taylor²^,³ , Alex Vitkin¹^,²^,³

¹Department of Medical Biophysics, University of Toronto, ²Radiation Medicine Program, Princess Margaret Cancer Centre, ³Department of Radiation Oncology, University of Toronto, ⁴Advanced Electronic and Photonics Research Center, National Research Council of Canada

^* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

Intravital microscopy 결과의 번역은 조직에 대한 얕은 깊이 침투로 인해 어려움을 겪고 있습니다. 여기에서는 직접적인 공간 상관 관계를 위해 생체 내 현미경 검사와 임상적으로 적용 가능한 이미징 양식(예: CT, MRI)을 함께 정합할 수 있는 등쪽 창 챔버 마우스 모델에 대해 설명하며, 이를 통해 생체 내 현미경 검사 결과의 임상 번역을 간소화할 수 있습니다.

초록

현미경 및 광간섭 단층 촬영과 같은 전임상 생체 내 이미징은 종양 미세환경과 치료에 대한 반응을 시각화하기 위한 암 연구에서 유용한 도구임이 입증되었습니다. 이러한 이미징 방식은 미크론 규모의 해상도를 가지고 있지만 조직에 대한 얕은 침투 깊이로 인해 클리닉에서 사용이 제한적입니다. CT, MRI 및 PET와 같이 임상적으로 적용 가능한 이미징 방식은 침투 깊이가 훨씬 더 크지만 공간 해상도(mm 스케일)가 상대적으로 낮습니다.

전임상 생체 내 이미징 결과를 임상에 적용하려면 이러한 미시적 대 거시 적 해상도 격차를 해소할 수 있는 새로운 방법을 개발해야 합니다. 여기에서는 동일한 동물에서 전임상 생체 내 및 임상적으로 적용 가능한(CT 및 MR) 이미징을 가능하게 하도록 설계된 등쪽 스킨폴드 창 챔버 종양 마우스 모델과 이 두 가지 이질적인 시각화 방법을 연결하는 이미지 분석 플랫폼에 대해 설명합니다. 중요한 것은 설명된 창 챔버 접근 방식을 통해 직접 공간 일치를 위해 창 챔버의 기준 마커를 사용하여 다양한 이미징 양식을 3D로 공동 등록할 수 있다는 것입니다. 이 모델은 기존 임상 이미징 방법의 검증뿐만 아니라 "실측 자료" 고해상도 생체 내 소견과의 직접적인 상관 관계를 통해 새로운 방법을 개발하는 데 사용할 수 있습니다.

마지막으로, 화학 요법, 방사선 요법, 광역학 요법 등 다양한 치료에 대한 종양 반응은 전임상 및 임상적으로 적용 가능한 이미징 양식을 사용하여 이 방법론으로 종단적으로 모니터링할 수 있습니다. 따라서 여기에 설명된 등쪽 피부주름창 챔버 종양 마우스 모델 및 이미징 플랫폼은 다양한 암 연구 연구에서 사용될 수 있으며, 예를 들어 전임상 생체 내 현미경 결과를 CT 또는 MRI와 같은 보다 임상적으로 적용 가능한 이미징 양식으로 변환하는 데 사용할 수 있습니다.

서론

종양 미세혈관은 종양 미세환경의 중요한 구성 요소로서 치료의 표적이 될 수 있고 치료 반응의 결정 요인이 될 수 있습니다. 전임상 환경에서 미세혈관은 일반적으로 orthotopic 또는 heterotopic window chamber 동물 모델에서 생체 내 현미경을 사용하여 연구됩니다 ^1,2. 이는 이미징이 살아있는 조직에서 수행되고 종양을 몇 주 또는 몇 개월에 걸쳐 종단적으로 모니터링할 수 있기 때문에 조직학적 연구에 비해 몇 가지 장점이 있습니다 ^2,3. 이러한 연구는 생체 내 현미경의 고해상도 이미징 기능을 활용하여 종양에 대한 치료제의 전달 ^4,5, 치료 내성⁶의 원인, 항혈관 신생 치료 ^7,8 및 방사선 요법 ^2,9와 같은 치료에 대한 미세 혈관의 반응을 연구할 ....