다 발성 골 수 Xenografts 노 그 쥐에서의 복합 발광 및 양자 방출 단층 촬영/컴퓨터 단층 촬영 영상
2019년 1월 7일
여기 우리가 사용 발광, x 선, 그리고 양전자 방출 단층 촬영/컴퓨터 단층 촬영 이미징 공부 어떻게 억제 mTOR 활동 영향이 종이 식 모델에서 골 engrafted 발성 종양. 이로써 순수 관련, 비-침략 적, 및 복합 요법 골 engrafted 발성 종양에서 vivo에서대상의 안티 발성 효과의 분석.
이 방법은 골수 마이크로 환경의 역할과 이식 된 골수종 종양의 생존에 대한 주요 질문에 대답하는 데 사용할 수 있습니다. 이 절차의 주요 장점은 종방향 항약물 연구에 적용될 수 있으며 비침습적 방식으로 여러 생화학 경로를 분석하는 데 사용될 수 있다는 것입니다. 실험 당일 8226 루시파라제는 얼음 감기 PBS에서 5분 동안 200 RCF에서 3회 세척하고 마우스당 얼음 차가운 PBS 200 마이크로리터당 5배에서 6번째 세포로 펠릿을 재해석한다.
다음으로 마취 된 4 ~ 6 주 된 NOG 마우스에서 발가락 핀치에 대한 반응의 부족을 확인하고 동물의 눈에 안과 연고를 적용합니다. 26 게이지 바늘이 장착된 1밀리리터 인슐린 주사기에 세포를 적재합니다. 동물의 꼬리 정맥에 세포의 전체 볼륨을 주입, 그것의 케이지에 마우스를 반환하기 전에, 전체 복구 될 때까지 모니터링.
10~20일 의 도전 후, 각 이식된 동물에게 생체내 200마이크로리터의 멸균 식염수 내의 소염을 주입한다. 마취된 동물을 주사 후 5~10분 이내에 작은 동물 이미징 시스템에 척추 위치에 놓습니다. 해당 이미징 소프트웨어 내에서 선택한 관심 영역에서평균 광채를 측정합니다.
8226 루시파아제 종양의 표적 요법을 위해 각 동물의 기준선 생물발광을 측정한 후, 동물을 치료 그룹으로 무작위화하고 각 마우스를 템시롤리무스의 200 마이크로리터 IP 주입 또는 식염수 대조군으로 치료한다. 루시파아제 활성을 일주일에 두 번 측정하고 시간이 지남에 따라 생물 발광의 변화를 플롯합니다. 종양 대사의 변화를 측정하기 위해, 먼저 과잉 비특이적 방사선 표지 플루데옥시글루흡수를 피하기 위해 24시간 동안 마우스의 홈 케이지에서 음식을 제거한다.
다음 날 18개의 플루오린 방사성 라벨이 부착된 플루데옥시글루컬 프로브를 멸균 식염수로 희석하여 마우스당 100마이크로리터의 최종 부피로 희석하고 용량 교정기로 프로브의 시간과 활성을 기록합니다. 프로브가 준비되면 머리가 멀리 향하고 있는 가열 패드에 첫 번째 마취 동물을 배치하고 26 게이지 바늘을 장착 한 차폐 된 1 밀리리터 인슐린 주사기를 사용하여 프로브의 100 마이크로 리터를 꼬리 정맥에 주입합니다. 투여량 교정기와 함께 바늘과 주사기의 잔류 방사능을 측정하고 활동 및 시간을 주목한다.
그런 다음 작은 동물 PET CT 이미징 시스템에서 이식된 종양에 대응하는 관심의 선택된 영역에서 방사선 표지된 Fludeoxyglucose 활성을 측정합니다. 성공적인 골수 종양 이식은 입증된 바와 같이 생체 발광 화상 진찰에 의해 확인될 수 있습니다. 여러 동물의 연쇄 화상 진찰은 골수 이식 다발성 골수종 종양의 분포를 시각화하기 위하여 이용될 수 있습니다.
추가로 광학 화상 진찰 엑스레이 분석은 마우스 골격 내의 다발성 골수종 종양의 정확한 위치 그리고 분포의 신속하고 비 침습적인 결정을 보여줍니다. 이식된 종양 세포에 의해 생성된 생물 발광은 종양 성장의 변화를 평가하기 위하여 연속적으로 비침습적으로 측정될 수 있습니다. 더욱이, mTOR 억제제 Temsirolimus로 치료된 마우스의 생존을 감시하고 양성근 방출 및 종양 방사선 표지플루데옥당 섭취에 대한 계산단층 촬영 분석을 통해 포도당 대사의 템시롤리무스 매개 변화를 입증하는 데 사용될 수 있다.
이 절차를 수행하는 동안 세포 IEV를 주입하는 것이 중요합니다. 우리는 정맥으로 세포를 주입하는 실패가 주입의 사이트 근처 비 골수 이식 종양 세포의 형성에 결과 발견했습니다. 이 절차에 따라 면역 조직 화학 및 마이크로 CT와 같은 다른 방법은 골수 환경의 뼈 아키텍처 및 비 종양 세포 및 분자 구성 요소에 미치는 종양영향에 대한 질문을 해결하는 데 사용할 수 있습니다.
전체 스크립트를 보고 수천 개의 과학 동영상에 액세스하세요
개요
본 연구에서는 생물발광, X선 및 양전자 방출 단층촬영/컴퓨터 단층촬영 영상을 활용하여 제노그라프트 모델에서 골수 이식된 골수종 종양에 대한 mTOR 억제의 효과를 조사합니다. 이러한 접근 방식은 생체 내 골수종 종양에 미치는 치료 영향에 대해 비침습적인 다중 모드 분석을 가능하게 합니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 종양학
- 면역학
- 생의학 영상학
배경
- 골수 미세환경은 종양 생존에 중요한 역할을 합니다.
- 골수종 종양은 연구를 위해 동물 모델에 이식될 수 있습니다.
- 비침습적 영상 기술은 종단적 연구에 필수적입니다.
- mTOR의 역할을 이해하면 더 나은 치료 전략을 수립할 수 있습니다.
연구 목적
- mTOR 억제가 골수종 종양에 미치는 영향을 평가합니다.
- 종양 거동에 미치는 골수의 영향을 탐구합니다.
- 약물 내성 연구를 위한 종단적 연구 방법을 개발합니다.
사용된 방법
- 이식된 골수종 세포의 생체발광 이미징.
- 해부학적 시각화를 위한 X선 이미징.
- 대사 평가를 위한 양전자 방출 단층 촬영/컴퓨터 단층 촬영.
- NOG 마우스에 Luciferase 형질전환 세포 주입.
주요 결과
- mTOR 활성 억제는 종양 성장에 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났습니다.
- 비침습적 영상 촬영을 통해 종양 역동성에 대한 통찰을 얻었습니다.
- 종단적 연구를 통해 골수 미세환경의 역할을 규명하였습니다.
- 해당 방법론을 통해 여러 생화학적 경로를 평가할 수 있습니다.
결론
- mTOR 억제는 골수종 종양의 행동을 효과적으로 변화시킬 수 있습니다.
- 비침습적 영상 기술은 암 연구를 위한 강력한 도구입니다.
- 치료적 시사점을 탐구하기 위해 추가적인 연구가 필요합니다.
자주 묻는 질문
산업적 관련성 요약
이 다중 모드 영상 기법은 생리적으로 유의미한 골수 미세환경 내에서 종양의 성장과 대사를 비침습적으로 장기간 평가할 수 있게 하여, 전임상 골수종 모델의 결정적인 공백을 메워줍니다. 생물 발광 및 PET/CT 판독을 결합함으로써, 이 방법은 종양-기질 상호작용을 표적으로 하는 치료 후보 물질의 기전적 위험 요소를 감소시키는 데 기여합니다. 또한 mTOR 억제와 시간에 따른 종양 생물 발광 및 포도당 대사의 측정 가능한 변화를 연계함으로써 표적 검증에 대한 예측 신뢰도를 제공합니다.
바이오 제약 R&D에서의 전략적 응용
초기 발견 및 타겟 검증
- 과학적 가치: in vivo에서 루시퍼레이즈를 발현하는 골수종 세포의 생존력을 직접적으로 판독하기 위해 종양 생체발광의 변화를 측정함으로써 치료 가설을 검증합니다.
- 운용적 가치: 종점 조직학적 분석에 대한 의존도를 낮추는 연속적, 비침습적 이미징을 통해 기능적 타겟 검증을 가능하게 합니다.
- 예측적 가치: mTOR 억제와 종양 신호의 지속적인 감소를 상관시켜 타겟 결합 및 경로 조절을 나타냄으로써 포트폴리오 우선순위 결정을 지원합니다.
스크리닝 및 분석법 개발
- 분석 준비도: 이식된 종양의 기저 생체 발광 및 대사 흐름을 설정하여, 후속 화합물 스크리닝을 위한 검증된 제노그라프트 모델을 준비합니다.
- 정량적 출력: PET/CT로부터 종단적 생체 발광 및 표준화 섭취 계수(SUV) 지표를 생성하여, 용량-반응 및 시간 경과 분석을 가능하게 합니다.
- 플랫폼 재사용: 반복적인 동물 희생 없이 치료 주기 전반에 걸쳐 여러 생화학적 경로에 대한 확장 가능한 평가를 지원합니다.
중개 및 전임상 연구
- 질환 관련성: in vitro에서는 재현되지 않는 기질 상호작용에 종양 생존이 의존하는 인간 다발성 골수종의 골수 틈새(niche)를 모델링합니다.
- 중개 연구의 연속성: 초기 표적 조절(BLI를 통해)과 하위 대사 효과(FDG-PET를 통해)를 연결하여, 바이오마커 기반의 진행/중단(go/no-go) 결정 과정을 지원합니다.
- 리스크 조정 추진: 임상적으로 유의미한 미세환경에서 작용 기전을 확인함으로써 치료 효과의 종단적 모니터링을 가능하게 하고, 후기 단계의 실패 위험을 줄입니다.
파이프라인 및 워크플로우 통합
이 방법은 타겟 검증부터 리드 최적화에 이르는 발견 연속체에 통합되어, 질환 관련 시스템에서 약리학적 활성에 대한 직교 검증을 제공합니다.
- 발견 생물학(Discovery Biology): 경로 억제제에 반응하여 종양 부담과 대사 활동을 정량화함으로써 가설 검증을 지원하며, 골수 틈새(bone marrow niche)에서의 표적 의존성을 명확히 합니다.
- 스크리닝(Screening): 재현 가능한 생착과 검출 가능한 신호를 갖춘 분석 준비 완료 모델을 제공하여, 여러 시점에 걸쳐 고충실도의 화합물 평가를 가능하게 합니다.
- 분석(Analytics): 종양 부피를 위한 생체 발광(bioluminescence)과 대사 흐름을 위한 FDG-PET라는 이중 모드 판독값을 제공하여, 연구팀이 세포 정지 효과와 세포 독성 효과를 구분하여 분석할 수 있도록 합니다.
- 중개 연구(Translational Research): 초기 약력학적 변화를 전임상 효능 종점과 연결하여, 기전에서 결과까지의 연속성을 지원합니다.
- 기업적 재사용(Enterprise Reuse): 종양학 포트폴리오 전반에서 기질 의존적 표적을 평가할 수 있는 재사용 가능한 이미징 플랫폼을 구축하여, 모델 개발에 대한 투자 수익률(ROI)을 극대화합니다.
운영 및 기업 영향
- 과학적 가치: 표적 억제와 종양 성장 및 포도당 대사의 동시 변화를 상관시켜 기전적 모호성을 줄입니다.
- 운영적 가치: 재현 가능한 이미징 프로토콜을 통해 종단적 데이터 수집을 표준화하여 동물 간 변동성을 최소화합니다.
- 전략적 가치: 표적 매개 종양 조절에 대한 조기 정량적 근거를 제공함으로써 go/no-go 결정을 개선하고, 효과 없는 후보 물질에 대한 투자를 줄입니다.
- 포트폴리오 영향: 미세환경적으로 정확한 모델에서 지속적인 표적 결합을 입증한 화합물에 대해 위험 조정 우선순위 선정을 가능하게 합니다.
실행 시 고려 사항
- 제노그래프트 모델링, 생체 발광 이미징, 소동물 PET/CT 조작 및 분석에 대한 전문 지식이 필요합니다.
- 생체 발광 및 PET/CT가 가능한 이미징 시스템과 방사성 표지 FDG 및 D-luciferin 취급 인프라에 대한 접근 권한이 필요합니다.
- 관심 영역(ROI) 선택 및 정량화의 일관성을 보장하기 위해 인 비보(in vivo) 약리학, 이미징 및 데이터 분석 그룹 간의 팀 간 표준화가 필수적입니다.
- 세포주와 미세환경에 따라 생착 효율과 신호 안정성이 다를 수 있으므로, 다른 종양 모델로 확장할 때 적응 관련 고려 사항이 수반됩니다.
- 실질적인 제한 사항으로는 상층 조직으로 인한 신호 감쇠가 있으며, 프로토콜에 명시된 바와 같이 비특이적 섭취를 최소화하기 위해 FDG 주입 전 금식이 필요합니다.
