Ten protokół opisuje skuteczną, prostą i minimalnie inwazyjną metodę badania guzków płucnych. Pobieranie krwi z żyły podszczękowej i obrazowanie mikro-CT są stosowane jako techniki śledcze.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Ten protokół opisuje skuteczną, prostą i minimalnie inwazyjną metodę badania guzków płucnych. Pobieranie krwi z żyły podszczękowej i obrazowanie mikro-CT są stosowane jako techniki śledcze.
Mikrotomografia komputerowa (micro-CT) to intuicyjna, czuła i minimalnie inwazyjna technika monitorowania zmian od guzków płucnych (PN) do raka płuc (LC). Integracja pobierania krwi z żyły podżuchwowej umożliwia szybkie, stabilne i proste wykrywanie obrazowania i kluczowych zmian docelowych podczas progresji PN do LC. W tym badaniu podaliśmy dawkę 100 mg / kg 4-(metylonitrozoamino)-1-(3-pirydylo)-1-butanonu myszom A/J w celu opracowania modelu gruczolakoraka płuc. Postęp choroby u zwierząt doświadczalnych monitorowano następnie poprzez pobieranie próbek krwi z żyły podżuchwowej i test mikro-CT. Wyniki eksperymentalne wykazały obecność ognisk guzkowych w płucach niektórych zwierząt do 10. tygodnia, a rozwój obrazów gruczolakoraka płuc stał się widoczny w 21. tygodniu. Podsumowując, mikro-CT może skutecznie obserwować patologiczne zmiany w płucach myszy, a w połączeniu z pobieraniem próbek krwi z żyły podżuchwowej może dynamicznie monitorować zmiany we krwi, białku i celach. Metoda ta zapewnia wysoce specyficzne, proste i czułe podejście do badań przesiewowych leków, testów farmakokinetycznych, eksperymentów toksykologicznych i badań bezpieczeństwa.
Rak płuc (LC) to ciężki nowotwór wywodzący się z błony śluzowej oskrzeli lub gruczołów płucnych. Według statystyk z 2021 r., LC powoduje około dwóch milionów ofiar śmiertelnych na całym świecie każdego roku, przy czym wskaźniki zachorowalności i śmiertelności rosną1. Wczesna diagnoza i interwencja w LC przyczyniają się do zwiększenia liczby wyleczeń, zmniejszenia śmiertelności i obniżenia kosztów leczenia. Guzki płucne (PN) są specyficznymi prekursorami LC, charakteryzującymi się zlokalizowanymi, okrągłymi i gęstszymi cieniami stałymi lub substałymi o średnicy ≤30 mm w badaniach radiologicznych, bez oznak zapadania się płuc, powiększenia węzłów chłonnych śródpiersia lub wysięku opłucnowego2. National Comprehensive Cancer Network (NCCN) w 2022 r. skategoryzowała PN według liczby, średnicy i gęstości, identyfikując kombinacje, takie jak izolowany guzek ze szkła mielonego o średnicy 5 mm w prawym płucu3. Wytyczne NCCN wskazują jednak, że ryzyko złośliwości PN wzrasta wraz ze średnicą i ilością guzków. Powszechne zastosowanie niskodawkowej tomografii komputerowej znacznie zwiększyło liczbę diagnoz PN, z milionami nowych przypadków identyfikowanych każdego roku4.
Kombinacja myszy A/J z 4-(metylonitrozoaminą)-1-(3-pirydylo)-1-butanonem (NNK) jest najczęściej używanym modelem zwierzęcym raka płuc (LC)5,6. Zastosowanie mikrotomografii komputerowej wraz z pobieraniem krwi z żyły podżuchwowej jest skutecznym podejściem do monitorowania w czasie rzeczywistym zmian od guzków płucnych (PN) do LC. Indukcja chemicznego czynnika rakotwórczego, szczególnie u myszy NNK i A/J, jest najbardziej rozpowszechnioną metodą modelowania raka płuc i okazała się skutecznym podejściem do ustalania raka in situ7,8. Ta metoda modelowania dokładniej symuluje progresję PN do LC w porównaniu z metodą inokulacji pachowej.
Poprzednie badania koncentrowały się na analizie statystycznej morfologii guzków i patologicznych zabarwień próbek tkanek po eutanazji9. Jednak metody te nie są w stanie monitorować w czasie rzeczywistym dynamicznego postępu od PN do LC10. Mikrotomografia komputerowa, jako nieinwazyjna technika obrazowania, zapewnia dokładne dane podłużne o wysokiej rozdzielczości, szybkim obrazowaniu, niskiej dawce promieniowania i bezpieczeństwie, dzięki czemu nadaje się do wykrywania obrazów płuc w czasie rzeczywistym11,12. Pobieranie krwi z żyły podżuchwowej jest najnowszą, najprostszą i najszybszą metodą pobierania próbek krwi od myszy13. Ta nieinwazyjna technika wymaga minimalnego obchodzenia się ze zwierzętami i pozwala na szybki powrót do zdrowia, zgodnie z zasadami 3R, które mają na celu zmniejszenie liczby zwierząt wykorzystywanych w badaniach, zminimalizowanie dyskomfortu i promowanie etycznego leczenia. Pobrana objętość krwi, około 0,2-0,5 ml, jest wystarczająca do monitorowania parametrów krwi o umiarkowanym zapotrzebowaniu14.
Równoczesne korzystanie z mikro-tomografii komputerowej i pobierania krwi z żyły podżuchwowej pozwala na dynamiczną obserwację w czasie rzeczywistym progresji PN-to-LC w obrazowaniu i wykrywanie w czasie rzeczywistym kluczowych celów w krwiobiegu15. Ponadto podejście to umożliwia badanie metabolitów i innych substancji biochemicznych w czasie rzeczywistym, co w połączeniu z technikami takimi jak chromatografia o wysokiej wydajności, pogłębia naszą wiedzę na temat LC16,17.
W tym badaniu, myszy A/J w połączeniu z NNK zostały użyte do stworzenia mysiego modelu raka płuc in situ. Skany mikro-CT wykonano po 4, 10 i 20 tygodniach od indukcji modelowej w celu uchwycenia obrazów płuc, podczas gdy krew pobierano za pomocą próbki żyły podżuchwowej przez cały czas trwania eksperymentu. Badanie to ma na celu stworzenie podstaw do badań PN i LC poprzez połączenie pobierania próbek krwi z żyły podżuchwowej z mikro-CT.
W onkologii, mikrotomografia komputerowa jest bardzo skutecznym narzędziem do wykrywania wzrostu guza, oferując technikę wysokiej rozdzielczości do pomiaru lokalnych zmian ostrości cienia w dowolnym momencie podczas takich badań18,19. Należy jednak pamiętać, że sama mikrotomografia komputerowa nie dostarcza informacji na temat charakterystyki ogniska cienia, stanu fizjologicznego zwierzęcia ani poziomu kluczowych czynników biologicznych. Dlatego w tym badaniu jako metodę uzupełniającą zastosowano pobieranie próbek żył podżuchwowych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie eksperymenty na zwierzętach opisane w tym badaniu zostały zatwierdzone przez Komitet Etyki ds. Dobrostanu Zwierząt Doświadczalnych Uniwersytetu Tradycyjnej Medycyny Chińskiej w Chengdu i zostały przeprowadzone zgodnie z odpowiednimi przepisami i standardami etycznymi dla badań na zwierzętach (numer recenzji: 2024035). Samice myszy wsobnych A/JGpt (w wieku 7-8 tygodni) utrzymywano w temperaturze 20-24 °C przy wilgotności względnej 40%-70%. Podawano im standardową paszę dla zwierząt i oczyszczoną wodę ad libitum przez 12-godzinny cykl światła i ciemności. Przed eksperymentem każde zwierzę było aklimatyzowane w tym środowisku przez 7 dni. Szczegółowe informacje na temat stosowanych odczynników i sprzętu są wymienione w Tabeli materiałów.
1. Odczynniki i preparaty zwierzęce
2. Obrazowanie in vivo za pomocą mikrotomografii komputerowej
UWAGA: Zawsze usuwaj metalowe przedmioty, takie jak kolczyki, z badanego zwierzęcia przed użyciem mikrotomografii komputerowej. Metalowe przedmioty mogą powodować poważne artefakty na obrazie. Mikro-tomografia komputerowa emituje pewną ilość promieniowania; zapewnić, aby nie miało to wpływu na inne wyniki eksperymentalne.
3. Przetwarzanie i analiza danych
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Niniejsze badanie zaprezentowało konstrukcję stabilnego modelu raka płuc z wykorzystaniem NNK w połączeniu z myszami szczepu A/J. Schemat doświadczenia przedstawiono na Rysunku 1. Celem było zaobserwowanie w czasie rzeczywistym procesu przejścia od guzków płucnych (PN) do raka płuc (LC) w płucach myszy, przy użyciu mikro-CT oraz pobierania krwi z żyły podżuchwowej. W związku z tym w czwartym, dziesiątym i dwudziestym tygodniu przeprowadzono skanowanie mikro-CT oraz pobrano krew z płuc myszy....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ważne jest, aby przypomnieć kilka kluczowych punktów tego badania. Po pierwsze, chociaż pobieranie krwi z żyły podżuchwowej jest procedurą o stosunkowo niskim stopniu urazu, nadal może powodować pewien stopień szkód dla zwierząt. W związku z tym konieczne jest przeprowadzenie wielu procedur, aby zmniejszyć obciążenie myszy i zakończyć proces w odpowiednim czasie27. Po drugie, usunięcie włosów przed pobraniem próbki krwi zapewnia czystość próbki. Po trzecie, konieczne jest stosowanie odpowiednich n...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Dziękujemy profesorowi Cong Huangowi ze Szkoły Podstawowych Nauk Medycznych oraz profesorowi Yan Huangowi ze Szkoły Farmacji Uniwersytetu Tradycyjnej Medycyny Chińskiej w Chengdu za ich wsparcie. Chcielibyśmy również podziękować dr Binjie Xu i dr Pengmei Guo. (Innowacyjny Instytut Medycyny Chińskiej i Farmacji, Chengdu
Uniwersytet Tradycyjnej Medycyny Chińskiej) za zapewnienie instrumentu i wsparcia technicznego.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Myszy A / J | GemPharmatech LLC. | ||
| 0,5 ml probówek EDTA | Labshark | ||
| 1-butanon,4-(metylonitrosoamino)-1-(3-pirydynylo) | Gu Shi Gong Yuan Sprzęt medyczny Co. | ||
| 75% etanolu | ChengDu Chron Chemicals Co,. Ltd | 2023052901 | |
| Golarka dla zwierząt | Codos | BM010220 | |
| Isoflurane | Shenzhen Reward Life Technology Co. | R510-22-16 | |
| tricorder medyczny | MedChemexpress | 69652 | |
| System obrazowania mikroCT Quantum GX2 | PerkinElme | 2020166501 | |
| Saline (medycyna) | Beijing Biolabs Technology Co. | GL1736 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ten artykuł został opublikowany
Film wkrótce dostępny