Dit protocol beschrijft een efficiënte, eenvoudige en minimaal invasieve methode voor het bestuderen van longknobbeltjes. Bloedafname in de submaxillaire ader en micro-CT-beeldvorming worden gebruikt als onderzoekstechnieken.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
* These authors contributed equally
Dit protocol beschrijft een efficiënte, eenvoudige en minimaal invasieve methode voor het bestuderen van longknobbeltjes. Bloedafname in de submaxillaire ader en micro-CT-beeldvorming worden gebruikt als onderzoekstechnieken.
Microcomputertomografie (micro-CT) is een realtime, intuïtieve, gevoelige en minimaal invasieve techniek voor het monitoren van veranderingen van longknobbeltjes (PN) tot longkanker (LC). De integratie van bloedafname in de submandibulaire ader maakt een snelle, stabiele en ongecompliceerde detectie mogelijk van beeldvorming en belangrijke doelwitveranderingen tijdens de progressie van PN naar LC. In deze studie hebben we een dosering van 100 mg/kg 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanon toegediend aan A/J-muizen om een longadenocarcinoommodel te ontwikkelen. De ziekteprogressie bij de proefdieren werd vervolgens gevolgd door middel van submandibulaire aderbloedafname en micro-CT-test. Experimentele resultaten toonden de aanwezigheid van nodulaire foci in de longen van sommige dieren aan tegen de 10eweek, waarbij de ontwikkeling van longadenocarcinoombeelden duidelijk werd in de 21e week. Concluderend kan micro-CT pathologische veranderingen in de longen van muizen effectief waarnemen en, in combinatie met bloedafname van de submandibulaire ader, veranderingen in bloed, eiwitten en doelen dynamisch volgen. Deze methode biedt een zeer specifieke, eenvoudige en gevoelige benadering voor het screenen van geneesmiddelen, farmacokinetische tests, toxicologische experimenten en veiligheidsstudies.
Longkanker (LC) is een ernstig neoplasma dat zijn oorsprong vindt in het bronchiale slijmvlies of de longklieren. Volgens de statistieken van 2021 veroorzaakt LC elk jaar wereldwijd ongeveer twee miljoen dodelijke slachtoffers, waarbij de incidentie en sterftecijfers stijgen1. Vroege diagnose en interventie bij LC dragen bij aan hogere genezingspercentages, verminderde mortaliteit en lagere behandelingskosten. Longknobbeltjes (PN) zijn specifieke voorlopers van LC, gekenmerkt door gelokaliseerde, ronde en dichtere vaste of subvaste schaduwen met een diameter van ≤30 mm bij radiologische onderzoeken, zonder bewijs van longcollaps, vergroting van de mediastinale lymfeklieren of pleurale effusie2. Het National Comprehensive Cancer Network (NCCN) heeft in 2022 PN gecategoriseerd op aantal, diameter en dichtheid, en combinaties geïdentificeerd zoals een geïsoleerde geslepen glazen knobbel van 5 mm in de rechterlong3. De NCCN-richtlijnen geven echter aan dat het risico op maligniteit bij PN toeneemt met de diameter en hoeveelheid van de knobbeltjes. De wijdverbreide toepassing van laaggedoseerde computertomografie heeft het aantal PN-diagnoses drastisch verhoogd, met miljoenen nieuwe gevallen die elk jaar worden geïdentificeerd4.
De combinatie van A/J-muizen met 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanon (NNK) is het meest gebruikte diermodel voor longkanker (LC)5,6. Het gebruik van micro-CT naast bloedafname in de submandibulaire ader is een effectieve benadering voor het in realtime monitoren van veranderingen van longknobbeltjes (PN) naar LC. Inductie van chemisch carcinogeen, met name bij NNK- en A/J-muizen, is de meest voorkomende methode voor het modelleren van longkanker en heeft bewezen een effectieve benadering te zijn voor het vaststellen van carcinoom in situ 7,8. Deze modelleringsmethode simuleert nauwkeuriger de progressie van PN naar LC in vergelijking met de okselinoculatiemethode.
Eerdere studies hebben zich gericht op statistische analyse van de morfologie van knobbeltjes en pathologische kleuring van weefselmonsters na euthanasie9. Deze methoden missen echter de capaciteit om de dynamische progressie van PN naar LC10 in realtime te volgen. Micro-CT, als niet-invasieve beeldvormingstechniek, biedt nauwkeurige longitudinale gegevens met een hoge resolutie, snelle beeldvorming, een lage stralingsdosis en veiligheid, waardoor het geschikt is voor het detecteren van longbeelden in realtime11,12. Bloedafname in de submandibulaire ader is de nieuwste, eenvoudigste en snelste methode voor het verkrijgen van bloedmonsters van muizen13. Deze niet-invasieve techniek vereist minimale behandeling van dieren en zorgt voor snel herstel, in overeenstemming met de 3R-principes die tot doel hebben het aantal dieren dat in onderzoek wordt gebruikt te verminderen, ongemak te minimaliseren en ethische behandeling te bevorderen. Het verzamelde bloedvolume, ongeveer 0,2-0,5 ml, is voldoende voor het controleren van bloedparameters met matige behoeften14.
Het gelijktijdige gebruik van micro-CT en submandibulaire aderbloedafname maakt dynamische, real-time observatie van PN-naar-LC-progressie in beeldvorming mogelijk en de real-time detectie van belangrijke doelen in de bloedbaan15. Bovendien maakt deze aanpak real-time onderzoek van metabolieten en andere biochemicaliën mogelijk, wat, in combinatie met technieken zoals high-performance chromatografie, ons begrip van LC16,17 vergroot.
In deze studie werden A/J-muizen in combinatie met NNK gebruikt om een in-situ longkankermuismodel te maken. Micro-CT-scans werden 4, 10 en 20 weken na de modelinductie uitgevoerd om longbeelden vast te leggen, terwijl tijdens het experiment bloed werd verzameld via submandibulaire aderbemonstering. Deze studie heeft tot doel een basis te leggen voor PN- en LC-onderzoek door submandibulaire aderbloedafname te combineren met micro-CT.
In de oncologie is micro-CT een zeer effectief hulpmiddel voor het detecteren van tumorgroei, en biedt het een techniek met hoge resolutie voor het meten van lokale schaduwfocusveranderingen op elk moment tijdens dergelijke onderzoeken18,19. Het is echter essentieel om te erkennen dat micro-CT alleen geen informatie geeft over schaduwfocuskenmerken, de fysiologische status van het dier of niveaus van belangrijke biologische factoren. Daarom werd in deze studie submandibulaire aderbemonstering gebruikt als aanvullende methode.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle dierproeven die in deze studie worden beschreven, zijn goedgekeurd door de Experimental Animal Welfare Ethics Committee van de Chengdu University of Traditional Chinese Medicine en zijn uitgevoerd in overeenstemming met de relevante wetten en ethische normen voor dieronderzoek (beoordelingsnummer: 2024035). Vrouwelijke ingeteelde A/JGpt-muizen (7-8 weken oud) werden op een temperatuur van 20-24 °C gehouden met een relatieve vochtigheid van 40%-70%. Ze kregen standaard diervoeder en gezuiverd water ad libitum gedurende een licht-donkercyclus van 12 uur. Vóór het experiment werd elk dier 7 dagen aan deze omgeving gewend. Details van de gebruikte reagentia en apparatuur staan vermeld in de materiaaltabel.
1. Reagentia en bereiding van dieren
2. In-vivobeeldvorming door micro-CT
NOTITIE: Verwijder altijd metalen voorwerpen, zoals oormerken, van het testdier voordat u de micro-CT-scan gebruikt. Metalen voorwerpen kunnen ernstige artefacten in de afbeelding veroorzaken. Micro-CT zendt een bepaalde hoeveelheid straling uit; Zorg ervoor dat andere experimentele resultaten niet worden beïnvloed.
3. Gegevensverwerking en -analyse
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Deze studie toonde de constructie aan van een stabiel longkankermodel met behulp van NNK in combinatie met A/J-muizen. Het experimentele ontwerp wordt geïllustreerd in figuur 1. Het doel was om het real-time proces van de overgang van longknobbeltjes (PN) naar longkanker (LC) in muizenlongen te observeren, met behulp van micro-CT en submandibulaire aderbloedafname. Dienovereenkomstig werden micro-CT-scans en bloedafname uit de muizenlongen uitgevoerd in de v...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Het is belangrijk om een aantal belangrijke punten uit deze studie te herhalen. Ten eerste, hoewel het afnemen van bloed in de submandibulaire ader een procedure is met relatief weinig letsel, kan het nog steeds leiden tot een zekere mate van schade aan de dieren. Daarom is het noodzakelijk om meerdere procedures uit te voeren om de belasting van de muizen te verminderen en het proces tijdig af te ronden27. Ten tweede zorgt het verwijderen van haar voorafgaand aan...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
We danken professor Cong Huang van de School of Basic Medical Sciences en professor Yan Huang van de School of Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, voor hun steun. We willen ook Dr. Binjie Xu en Dr. Pengmei Guo bedanken. (Innovatief Instituut voor Chinese Geneeskunde en Farmaceutiek, Chengdu
Universiteit voor Traditionele Chinese Geneeskunde) voor het leveren van instrumenten en technische ondersteuning.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| A/J muizen | GemPharmatech LLC. | N000018 | |
| 0,5 mL EDTA-buisjes | Labshark | 130201070 | |
| 1-Butanon,4-(methylnitrosoamino)-1-(3-pyridinyl) | Gu Shi Gong Yuan Medical Equipment Co. | N589770 | |
| 75% ethanol | ChengDu Chron Chemicals Co,.Ltd | 2023052901 | |
| Dierenscheerder | Codos | BM010220 | |
| Isofluraan | Shenzhen Reward Life Technology Co. | R510-22-16 | |
| medisch tricoder | MedChemexpress | 69652 | |
| Quantum GX2 microCT-beeldvormingssysteem | PerkinElme | 2020166501 | |
| Zoutmop (medicijn) | Beijing Biolabs Technology Co. | GL1736 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dit artikel is gepubliceerd
Video binnenkort beschikbaar