Summary
Экспериментальной модели мышей костных метастазов была учреждена после внутрисердечного доставки люциферазы выражения клетки молочной железы опухоль. Опухоль развитие и привело остеолитические поражения наблюдались продольно с биолюминесценции и микро-КТ.
Abstract
После внутрисердечной доставки MDA-MB-231-Люк-D3H2LN клетки Nu / Nu мышей, системных метастазов разработан в вводили животным. Биолюминесценция визуализации с использованием ИВИС спектра была использована для мониторинга распространения и развития опухолевых клеток после процедуры доставки, включая DLIT реконструкции для измерения сигнала опухоли и ее расположение.
Развитие метастазов в костной ткани вызывает остеолитические деятельности и повреждениями голени и бедра были оценены с использованием микро продольно КТ. Изображений проводили с использованием квантовых эффектов микро-КТ система с быстрой визуализации и низкой рентгеновской дозой. Низкие дозы излучения позволяет несколько сеансов изображения должны быть выполнены с кумулятивным рентгеновской дозы гораздо ниже LD50. Трансфер мыши устройство обработки изображений было использовано для последовательного изображения мышей с обеих ИВИС спектра и квантовых эффектов достижения точного позиционирования животных в обоих биолюминесценции и КТ изображений. Оптические и КТ наборы данных были совместно зарегистрированы в 3-dimentions использованием живой образ 4,1 программного обеспечения. Это многорежимный подход позволяет тщательный контроль опухолевого роста и развития одновременно с остеолитические деятельности.
Protocol
Продольные изображения используется в доклинических исследованиях следить за ходом болезни или измерить эффективность терапевтических. В онкологии, оптические методы обеспечивают строгий инструменты для контроля роста опухоли и доставить точный количественный рост клеток или экспрессии генов в каждый момент времени в таком исследовании. Анатомические изменения можно измерить с помощью высокой техники разрешение как microCT, но для продольных изображений низкого дозу рентгеновского облучения должны быть использованы, чтобы избежать биологические экспонаты. Оптические и microCT изображения могут быть совместно зарегистрированных обеспечить сочетание функциональных и анатомических данных обеспечении того, чтобы максимум информации добывается из животной модели.
1. Сотовые подготовки
- Суппорт предоставляет ряд люциферазы выражения раковых клеток линий для доклинических исследованиях на мышах.
- MDA-MB-231-Люк-D2H2LN является молочной железы человека линии клеток опухоли выражения гена люциферазы, которая может быть использована в качестве оптического показатель tumorgenesis в естественных условиях. Эта клеточная линия создается из спонтанного метастазирования лимфатические узлы, которые произошли из молочных жиров D3H1 опухоли блокнот и, как известно, агрессивно форме метастазы.
- Клетки предоставляются как патоген без замороженных культуры, которая легко растет в стандартных средствах массовой информации без необходимости выбора маркеров.
- Чтобы проверить активность люциферазы перед инъекцией в животных 90% сливной колбу собирают трипсинизации. Люциферазы деятельности измеряется дозирования 50000 клеток в планшет и выполнения серийного разбавления.
2. Внутрисердечные инъекции клеток у животных
- Перед инъекцией, животных под наркозом с помощью 3% изофлуран.
- 1-3 миллионов клеток вводят в 50ul объема в левый желудочек. Клеточной суспензии содержит 150ug/ml D-люциферин проверить технику проведения инъекций.
- Для подтверждения правильной инъекции мышей внутрисердечной изображаются в системе ИВИС. Мыши, которые показывают, BLI сигнал по всему телу были введены правильно. Если сигнал локализован клетки не вводили правильно в сердце.
3. BLI изображений для мониторинга метастазов
- Визуализации трансфер поддерживает мышь для ввода данных в обоих ИВИС спектра и системы QuantumFX microCT.
- Трансфер помогает поддерживать животное в таком же положении для работы с изображениями и включает в доверительное сигналы, чтобы помочь в автоматическом совместно регистрации. Камера подключается к isofluorance испаритель для поддержания анестезии.
- Мастер изображений в программном обеспечении живой образ 4.1 может быть использован для автоматического выбора выдержки, диафрагмы и биннинга и обеспечения количественной сбора данных.
- Множественные изображения могут быть получены и сопоставлены в продольных исследований, охватывающих секунд или месяцев в зависимости от характера эксперимента.
- 6 день после инъекции клеток, BLI изображения с ИВИС Спектр показывает, метастазы в кости в семи из девяти мышей.
4. Продольный контроль остеолитические поражения с использованием микро КТ
- Мыши, которые показали, ясно видимые метастазы в кости использованием BLI были обследованы в квантовой системе FX микро КТ.
- Квантовая FX микро КТ система обеспечивает высокое качество изображения при Доза рентгеновского излучения достаточно низко, чтобы включить истинные продольной микро-КТ в доклинических исследованиях.
- Кость деградации в обе ноги могут быть продольно контролировать с помощью этой системы менее чем за минуту.
- Мыши под наркозом с 3% изофлуран и могут быть перенесены непосредственно из системы Спектр ИВИС.
- Два 60 мм сшивке кадров, чтобы захватить весь вид животного.
- FOV 30 мм идеально подходит для работы с изображениями коленного сустава в высоком разрешении.
- Одно сканирование с высоким достаточное разрешение для измерения и количественного определения метастазов в кости занимает всего 18 секунд и обеспечивает дозу только 13mGy.
- Мыши были обследованы до 8 раз в 36 дней с системой микро-КТ, не влияя на рост опухоли или здоровью животного.
- Микро-КТ показало, что кости leisions были видны на 10 день и прогрессировала очень быстро, что соответствует увеличению сигнала BLI.
5. 3D-ко-регистрация и анализ BLI и UCT
- Как только изображения были захвачены в плен на обоих ИВИС спектра и квантовых эффектов микро-КТ системы данные могут быть совместно зарегистрированных в 3D-реконструкции.
- MicroCT экспорта изображений в виде файлов формата DICOM и загружаются в живой образ 4,1 3D Multi Tool модальности.
- В программное обеспечение Изображение Жизнь запустить DLIT программы в трех измерениях реконструкцию оптического сигнала.
- Координатных инструментом в программное обеспечение используется для совместного зарегистрировать оптический сигнал BLI к изображению микро-КТ.
- Coregistered наборы данных могут быть проанализированы количественно контролировать несколько параметров в процессе прогрессирования заболевания здесь мы отслеживаем рост метастатических опухолей вместе с развитием остеолитические поражения в кости. </ OL>
Discussion
Малый изображений животных с microCT была применена к мониторингу остеолитические поражения при патологических состояниях, таких как развитие опухоли (Cowey и др. 2007;.. Labrinidis и др., 2009). Как биолюминесценции изображений люциферазы помечены опухолей получила широкое распространение предварительно клинически, ко-регистрация биолюминесценции и microCT изображения при условии четкого определения анатомического расположения биолюминесценции сигналов (Kaijzel и соавт. 2007). Предыдущие исследования с люциферазы помечены опухоли молочной железы клеточной линии MDA-MB-231-Люк-D3H2LN показал метастазы в кости и развитием остеолитические поражения следующие внутри-сердечных инъекций (Дженкинс и др., 2005;. Мин и др., 2005). В этом исследовании мы изучили продольное исследование опухоли метастазы и остеолитические деятельность с комбинаторной оптических и низким уровнем излучения дозы microCT изображения с системным MDA-MB-231-Люк-D3H2LN метастазы модели. Мы провели последовательных изображений с ИВИС спектра и квантовых эффектов microCT системы и достигнутые биолюминесценции и КТ ко-регистрация с нашей недавно разработанной живой образ 4,1 программное обеспечение (Хэн и соавт., 2010). Биолюминесценция изображения с ИВИС обеспечивает неинвазивный обнаружение опухолевых клеток с высокой чувствительностью, позволяя опухолей быть обнаружены на ранних стадиях. Формирование изображений с помощью квантовой FX позволяет точные 3D реконструкции повреждений костей и подробные анатомические сведения. Квантовая система FX предлагает низкие дозы облучения изображений, что позволяет продольной мониторинга прогрессирования заболевания. Корреляция повреждений костей и метастазы опухоли был изображен в совместной зарегистрировано изображение, и преимущество комплексного слежения поражения развития продольно было показано наглядно.
Disclosures
Авторы являются сотрудниками суппорт наук о жизни, которые делают прибор описаны в этой статье.
References
- Jenkins, D. E., Hornig, Y. S., Oei, Y., Dusich, J., Purchio, T. Bioluminescent Human Breast Cancer Cell Lines that Permit Rapid and Sensitive in vivo Detection of Mammary Tumors and Multiple Metastases in Immune Deficient Mice. Breast Cancer Research. 7, R444-R454 (2005).
- Cowey, S., Szafran, A. A., Kappes, J., Zinn, K. R., Siegal, G. P., Desmond, R. A., Kim, H., Evans, L., Hardy, R. W. Breast Cancer Metastasis to Bone: Evaluation of Bioluminescent Imaging and MicroSPECT/CT for Detecting Bone Metastasis in Immunodeficient Mice. Clinical and Experimental Metastasis. 24, 389-401 (2007).
- Labrinidis, A., Hay, S., Liapis, V., Ponomarev, V., Findlay, D. M., Evdokiou, A. Zoledronic Acid Inhibits Both the Osteolytic and Osteoblastic Components of Osteosarcoma Lesions in a Mouse Model. Clinical Cancer Research. 15, (2009).
- Kaijzel, E. L., Pluijm, G. vander, Lowik, C. W. G. M. Whole-Body Optical Imaging in Animal Models to Assess Cancer Development and Progression. Clinical Cancer Research. 13, 3490-3497 (2007).
- Minn, A. J., Kang, Y., Serganova, I., Gupta, G. P., Giri, D. D., Doubrovin, M., Ponomarev, V., Gerald, W. L., Blasberg, R., Massague, J. Distinct Organ-Specific Metastatic Potential of Individual Breast Cancer Cells and Primary Tumors. The Journal of Clinical Investigation. 115, (2005).
- Xu, H., Christensen, A., Kuo, C., Nilson, D., Lim, E., Whalen, J., Kim, J. B., Zhang, N., Singh, R., Oldfield, S., Troy, T., Rice, B. Co-registration of in vivo Optical Tomography and Micro-CT for Longitudinal Studies. Word Molecular Imaging Congress. , (2010).
