Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

التباين الديناميكي المحسن التصوير بالرنين المغناطيسي لنموذج مثلي سرطان البنكرياس ماوس

Published: April 18, 2015 doi: 10.3791/52641
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 2, 3
1Radiology, University of Alabama at Birmingham, 2Comprehensive Cancer Center, University of Alabama at Birmingham, 3Radiation Oncology, University of Alabama at Birmingham

Introduction

ويتمثل الهدف العام من هذه الطريقة هو تطبيق ديناميكي النقيض تعزيز التصوير بالرنين المغناطيسي (DCE-MRI) لمثلي xenografts ورم البنكرياس في الفئران. DCE-MRI هو أسلوب غير الغازية لتقييم الأوعية الدموية الدقيقة في النسيج المستهدف من خلال رصد تغير MR المقابل على مدى فترة معينة من الزمن بعد الحقن. وقد استخدمت DCE-MRI لتشخيص الأورام الخبيثة وتقييم استجابة الورم لمختلف العلاجات 1-4. وقد قدمت الكمي DCE-MRI استنساخ عالية 5. ل quantitate المعلمات الدوائية وكيل النقيض MR في الأنسجة المستهدفة، وجميع الصور DCE-MR المكتسبة في نقاط زمنية مختلفة وخريطة T1 التي تم الحصول عليها قبل الحقن النقيض من ذلك يجب أن coregistered 6. ولكن نظرا لحركات التنفس وتحوي في منطقة البطن، تمت زيارتها الكمي DCE-MRI التطبيق المحدود للأورام الجهاز الهضمي.

وقد استخدمت مثلي نماذج ورم البنكرياس لتقييماستجابة للورم البنكرياس التالية العلاجات البيولوجية والكيميائي 7،8. تعتبر نماذج ورم مثلي متفوقة على نماذج تحت الجلد التقليدية، منذ ينعكس المكروية في موقع الورم الأصلي واستجابة الورم للعلاج وبالتالي الإنسان يمكن التنبؤ بشكل أكثر دقة. ومع ذلك، يقع البنكرياس الماوس في الربع العلوي الأيسر من البطن، الكمي حتى DCE-MRI من مثلي xenografts ورم البنكرياس في الفئران لم ينفذ بسهولة.

لقد وضعنا بروتوكولا للDCE-MRI للأورام البطن في الفئران عن طريق تحديد الأورام باستخدام لوحة من البلاستيك عازمة متعامد لمنع نقل الحركة من منطقة الصدر 9. كان مترجم الضغوط التي مورست من قبل هذا المجلس على منطقة البطن، ولم يؤد إلى صعوبة في التنفس. تم التحقق من صحة تقنية الصورة coregistration الآلي لDCE-MRI من أعضاء البطن في وضع خالية من التنفس، ولكنه يؤدي بفعاليهذ فقط عندما تتحرك المناطق المستهدفة ببطء وبشكل منتظم 10. معدل التنفس من الحيوانات متغيرة أثناء التصوير، وضبط النفس الجسدي وذلك في منطقة البطن تكون ضرورية لاسترداد معلمات الدوائية يمكن الاعتماد عليها في مثلي نماذج ورم البنكرياس الماوس. لقد quantitated بنجاح المعلمات الدوائية وكيل النقيض MR مثلي في xenografts ورم البنكرياس باستخدام لوحة من البلاستيك عازمة متعامد في DCE-MRI 11-13. هنا نقدم الإجراء مفصل لمثلي النمذجة ورم البنكرياس، DCE-MRI من xenografts الورم في الفئران، وتقدير حجم المعلمات الدوائية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

تمت الموافقة على جميع الإجراءات من قبل لجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسية في جامعة ألاباما في برمنغهام.

النمذجة 1. مثلي البنكرياس ورم ماوس

  1. خطوط الخلايا البنكرياس للسرطان ثقافة القياسية الإنسان في المتوسط ​​تعديل النسر Dulbecco لفي (DMEM) تستكمل مع 10٪ مصل بقري جنيني. الحفاظ على جميع الثقافات في 37 درجة مئوية في جو مرطب مع 5٪ CO 2.
  2. استخدام 8-10 إناث الفئران شديدة العوز المناعي جنبا إلى جنب أسابيع من العمر. وضع أقفاص الحيوانات في 12 ساعة ضوء ودورة الظلام 12 ساعة على RT (21 ± 2 ° C) و 60٪ الرطوبة.
  3. تخدير جميع الحيوانات باستخدام التهوية مع 2٪ من الأيزوفلورين مختلطة مع الأكسجين (2 لتر / دقيقة) في جميع أنحاء الجراحة. تأكيد عمق التخدير عن طريق قرصة أخمص قدميه المنعكس. مكان الحيوانات على وسادة التدفئة (37 ° C) للحفاظ على درجة حرارة الجسم. تطبيق مرهم للعين البيطري على العينين لمنع جفاف بينما تحت التخدير. و# 160؛
  4. إزالة الشعر في الربع العلوي الأيسر من البطن من كل فأر، وإعطاء دواء مسكن (carpofen، 5 ملغم / كغم من وزن الجسم تحت الجلد) في المنطقة. تطبيق حل بتدين على الجلد عرضة للخطر. إعداد الأدوات الجراحية تعقيمها.
  5. جعل 1 سم شق في الجلد أو الغشاء البريتوني باستخدام مقص القزحية على التوالي. بلطف إزالة البنكرياس من البطن باستخدام الملقط الجراحية.
  6. إدراج 28 G إبرة حقنة 0.5 مل الأنسولين في ذيل البنكرياس ومن ثم ضخ ببطء حل من 2.5 مليون الخلايا السرطانية في البنكرياس الإنسان في 30 ميكرولتر من DMEM. تأكيد أن فقاعة صغيرة تم إنشاؤه في رأس البنكرياس عن طريق الحل.
  7. وضع بلطف البنكرياس مرة أخرى في البطن باستخدام الملقط الجراحية. إغلاق الصفاق والجلد في طبقة 1 مع 2 توقف 5-0 الغرز البرولين، ومن ثم إنهاء التخدير. لا يعودون الحيوان الذي خضع لعملية جراحية للشركة من الحيوانات الأخرى حتى تعافى تماما.60؛ إزالة الغرز في 7 ~ 10 أيام بعد الجراحة.
  8. إعطاء جرعة أخرى من المخدرات مسكن (carpofen، 5 ملغم / كغم من وزن الجسم تحت الجلد) في 24 ساعة بعد الجراحة.
  9. التحقق من حجم الورم عن طريق تحسس منطقة الجراحة باستخدام إصبعين. الأورام عادة يشعر أكثر كثافة ويشوبه مزيد من الصعوبات من الأنسجة والأعضاء المحيطة بها. وعادة ما يستغرق ~ 1 - 2 أسابيع لتبدأ الشعور الورم.
  10. مراقبة الحيوانات يوميا لعلامات المرض. عندما تظهر الحيوانات سوء (قلة النظافة الشخصية وتجنب السلوكيات العادية)، ونحن إنهاء لهم باستخدام خلع عنق الرحم في حين تحت التخدير.

2. التصوير بالرنين المغناطيسي

  1. تطبيق MRI عند حجم الورم حوالي 5 - 7 ملم في القطر على عادة 2 ~ 4 أسابيع بعد زرع الخلايا. استخدام الماسح الضوئي MR مخصصة لتصوير الحيوانات الصغيرة أو الماسح الضوئي MR السريري مجهزة لفائف متخصص للتصوير الحيوانات الصغيرة.
    ملاحظة: استخدمنا 9.4T الحيوانات الصغيرة MR الماسح الضوئي مع مزيج من 1 H حجم مرنان/ الارسال والاستقبال لفائف السطحية (30 ملم في القطر) (بروكر BIOSPIN شركة، فالجهاز يبث اشعة تماثل، MA). يوفر فائف سطح نسبة أفضل إشارة إلى الضوضاء (SNR) 14.
  2. إعداد MRI عامل تباين القائم على الجادولينيوم لحقن ~ 0،1-0،2 مليمول / كجم لكل حيوان في ~ 0،1-0،2 مل PBS (الفوسفات مخزنة المالحة).
    ملاحظة: استخدمنا gadoteridol، وحقن 0.2 مليمول / كغ في 0.15 مل PBS على مدى فترة من 15 ثانية (0.1 مل / ثانية).
  3. إعداد أنبوب polyethelene الصغير (طول: 7.62 ملم، القطر الداخلي: 0.28 ملم، القطر الخارجي: 0.64 مم). إدراج 30 G إبرة (12.7 ملم طول) في واحدة من نهاية الأنبوب، و 30 G حادة إبرة طرف (9.5 ملم طول) إلى الطرف الآخر. توصيل حقنة 1 مل تحتوي على MR كيل النقيض من الإبرة طرف حادة، ودفع ببطء حقنة لملء أنبوب كامل مع وكيل MR التباين.
  4. تخدير الحيوانات باستخدام التهوية مع ~ 1 - 2٪ من الأيزوفلورين مختلطة مع الأكسجين (2 لتر / دقيقة) في جميع أنحاء إعداد والتصوير. تأكيد عمق anesthesia بواسطة إصبع قرصة المنعكس. تطبيق مرهم للعين البيطري على العينين لمنع جفاف بينما تحت التخدير. تمدد الذيل الوريد باستخدام مصباح الحرارة قبل الإدراج الإبرة. انتزاع منتصف إبرة 30 G باستخدام ملقط كيلي، وأدخله في الوريد الذيل. الشريط كل من الذيل وأنبوب على قطعة من البلاستيك أو الورق المقوى (10 مم عرض × 100 ملم طول) للحفاظ على التوالي الذيل.
  5. وضع الحيوان في موقف ضعيف في سرير الحيوانات مجهزة تدوير المياه الدافئة (أو الهواء الدافئ) لتنظيم درجة حرارة الجسم أثناء التصوير. ضبط درجة الحرارة على السرير إلى 37 درجة مئوية. إدراج التحقيق في درجة الحرارة المستقيم لمراقبة درجة حرارة الجسم أثناء التصوير.
  6. تطبيق لوحة من البلاستيك عازمة متعامد في منطقة البطن. تأكد من يقع الورم وراء نهاية العلوي من لوحة، ومن ثم سحب أسفل اللوحة قليلا (~ 2 مم) لضمان الورم القبض عليهم من قبل مجلس الإدارة. الشريط المجلس إلى الفراش الحيوان بحزم.
  7. الشريط لوحة التنفس تنبيغص (SA الصك، وشركة، ستوني بروك، NY) على منطقة الصدر لمراقبة التنفس الحيوان أثناء التصوير. وضع لفائف سطح على الجزء العلوي من منطقة الورم، والشريط على السرير الحيوان بحزم. دفع السرير الحيوان في الماسح الضوئي MR لوضع منطقة الورم في وسط لفائف حجم (القطر الداخلي: 72 ملم).
  8. أداء مطابقة وضبط لكل من الاستقبال والارسال، تليها الملئ.
  9. بادئ ذي بدء تسلسل MR التشريحية لتحديد موقع الورم. استخدام (T2W) توربو تدور صدى التسلسل المرجحة T2 للحصول على صور المحورية مع المعلمات الاستحواذ التالية. الوقت التكرار (TR) / صدى الزمن (TE) = 3،000 / 34 ميللي ثانية، 128 × 128 مصفوفة، 30 × 30 ملم مجال الرؤية، وعدد من المتوسطات = 1، طول القطار صدى = 4، و 20 متجاورة 1 ملم شرائح سميكة في ووضع المتداخلة لتغطية المنطقة بأسرها الورم (إجمالي وقت المسح: 1.6 دقيقة).
    ملاحظة: منذ أورام البنكرياس مثلي أكثر صعوبة أن يكون موجودا من تلك تحت الجلد، locali التقليديةالصور ذر وجود دقة أقل قد لا يكون مفيدا.
  10. الحصول على (T1W) صور المرجحة T1 مع مختلف زوايا الوجه لاسترداد خريطة T1. لهذا الغرض، واستخدام التدرج صدى نهج زاوية multiflip مع المعلمات التالية: الوقت التكرار (TR) / صدى الزمن (TE) = 115/3 ميللي ثانية، 128 × 128 مصفوفة، حقل 30 × 30 ملم للعرض، عدد من المتوسطات = 4، ~ 5-7 متجاورة 1 ملم شرائح سميكة في وضع المتداخلة لتغطية منطقة الورم، وسبعة زوايا الوجه من 10، 20، 30، 40، 50، 60، و 70 (مجموع وقت المسح في زاوية الوجه: 1 دقيقة).
    ملاحظة: ومع ذلك، نهج زاوية multiflip فعال فقط عندما تجانس الحقل B1 مرتفع. إن لم يكن، خرائط T1 يمكن الحصول عليها مع نهج TR متعددة بدلا من ذلك 15.
  11. الحصول على صور T1W قبل وبعد الجادولينيوم القائم حقن MR التباين. استخدام نفس المعلمات اقتناء والهندسة لرسم الخرائط T1 ولكن مع زاوية الوجه ثابت من 30. استخدام الترميز الخطي لضمان حالة مستقرة عندما يتم الحصول على مركز ك الفضاء، وإسبانياecially عندما يتم استخدام TR قصيرة وانخفاض درجة زاوية الوجه. الحصول على 5 صور أساسية قبل حقن التباين. ثم الحصول على 40 صور بعد الحقن النقيض (إجمالي وقت المسح: 45 دقيقة). استخدام مضخة الحقن لحقن عامل تباين بمعدل ثابت (0.01 مل / ثانية).
  12. مراقبة التنفس الحيوان بشكل مستمر، وضبط تركيز الأيزوفلورين للحفاظ على معدل التنفس إلى 50-100 الأنفاس لكل دقيقة. مراقبة درجة حرارة الجسم الحيوانية طوال التصوير.
  13. بعد الانتهاء من DCE-MRI، خلع الإبرة وتحقيقات أخرى، ووضع الحيوان في قفص فارغ سريرا مع المناشف الورقية. تدليك بهدوء منطقة البطن السفلية. يجب وضع القفص نصف تحت مصباح الحرارة إلى السماح للحيوان للتحرك داخل وخارج التدرج الحراري حيث يتعافى. لا تترك حيوان غير المراقب حتى استعاد وعيه أنه كاف للحفاظ على الاستلقاء القصية.

3. معالجة الصور وتحليل

  1. ريجي الورم شريحة على الصور في T2W. في الصور T2W، وشدة إشارة في منطقة الورم هو أكثر إشراقا من أن من الأنسجة المحيطة بها، وبالتالي فإن حدود الورم ويمكن تحديد يدويا.
    ملاحظة: تقنيات تقسيم شبه آلية مثل العتبة العالمية أو الكنتوري نشط يمكن استخدام 16،17، ولكن ينبغي تصحيح كثافة الخلفية متفاوتة وخصوصا عندما يستخدم لفائف السطح.
  2. خلق T1 وكثافة البروتون الخرائط. في الصور T1W المكتسبة مع التدرج تسلسل صدى، على افتراض أن الوقت الصدى (TE) أقل بكثير من T2 * القيمة، يتم تحديد قيمة بكسل
    المعادلة 1
    حيث S 0 هو كثافة البروتون، T T 1 1 غير وقت الاسترخاء المستمر، TR حان الوقت التكرار، وθ هو زاوية الوجه. المعادلة (1) ويمكن إعادة كتابة ل
    641eq2.jpg "/>
    عندما (θ) S / يتم استبدال sinθ مع Y، وS (θ) / يتم استبدال tanθ مع X. المعادلة (2) هو المعادلة الخطية، والمنحدر، واعتراض يمكن استخدامها لاسترداد T1 وS 0 القيم، على التوالي.
  3. حساب MR تركيز التباين في الصور DCE-MR. عندما يتم حقن الجادولينيوم القائم كيل MR النقيض من ذلك، يتم تغيير T الوقت 1 الاسترخاء ثابتة على مر الزمن. لذلك، المعادلة (1) ويمكن إعادة كتابة ل
    المعادلة 3
    T 1 (ر) يرتبط مع MR تركيز النقيض من ذلك، C (ر)، على النحو التالي،
    المعادلة 4
    حيث r 1 هو relaxivity الطولي للMR كيل التباين. لذلك، من خلال الجمع بين المعادلات (3) و (4)، يتم تحديد MR تركيز على النقيض من
    "المعادلة
  4. Quantitate المعلمات الدوائية للMR النقيض من وكيل. C ص (ر) يقدم MR تركيز التباين في بلازما الدم في الزمن t بعد بدء حقن التباين. C ص (ر) ويسمى وظيفة الإدخال الشريانية (AIF). إذا AIF هو متاح، ويمكن حساب المعلمات الدوائية للMR كيل النقيض من
    المعادلة 6
    حيث C ر (ر) هو MR تركيز التباين في الأنسجة المستهدفة، والخامس p غير كسور حجم بلازما الدم، والخامس e غير كسور الحجم خارج الخلوي خارج الأوعية، وK غير المشبعة نقل حجم ثابت. تدفق ثابت معدل، ك الجيش الشعبي، ويساوي K ترانق مقسوما ضد ه. إذا AIF غير متوفر، ثم المنطقة النموذج المرجعي يمكن استخدامها بدلا 18،19. ويستند نموذج منطقة إشارة على محدودة تدفق Kety نموذج 20 و يستخدم تركيز التباين في منطقة إشارة إلى إزالة الحاجة إلى AIF على النحو التالي،
    المعادلة 7
    حيث C ر، العائد على الاستثمار (ر)، K العابرة، وعائدات الاستثمار، والخامس الإلكترونية، والعائد على الاستثمار وتركيز المقابل، نقل حجم ثابت، وكسور الحجم خارج الأوعية خارج الخلية، على التوالي، في المنطقة ذات الاهتمام (ROI)، بينما C ر، RR (ر)، K العابرة، RR، والخامس الإلكترونية، RR هي تلك في المنطقة المرجعية. وغالبا ما المختارة العضلات مجاورة للفقرة باسم المنطقة المرجعية، والخامس الإلكترونية، RR في السلطة الفلسطينية الفئرانويفترض العضلات ravertebral أن تكون ثابتة عند 0.08 21. استخدمنا المنطقة النموذج المرجعي.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

الخلايا السرطانية في البنكرياس الإنسان تنمو بنجاح في الماوس البنكرياس خلق الأورام الصلبة الشكل 1 يظهر صورا ل(A) والبنكرياس العادية حيث يتم حقن محلول الخلايا السرطانية، و (ب) ماوس تمثيلي تحمل على مثلي البنكرياس طعم أجنبي الورم (MIA باكا-2 ). يقع ورم في الربع العلوي الأيسر من البطن، إلى جانب الطحال. وعادة ما يستغرق 2-4 أسابيع للأورام لتنمو لتصل إلى 5-7 مم في القطر بعد زرع الخلايا.

قمعت حركة مثلي xenografts ورم البنكرياس بشكل كبير، على الرغم من أن الحركة قطعة أثرية كانت موجودة في الصور MR إلى حجم معين. في الصور T2W MR، كان الانحراف المعياري للإشارة MR في الهواء فوق منطقة الورم حوالي 2.5 أضعاف أكبر عندما الخلايا السرطانية في البنكرياس تم زرعها orthotopically من ذلك عندما كان يعمل نموذج ورم تحت الجلد. ويبين الشكل 2A التخطيطي من الإعداد لDCE -MRI من pancreati مثليج الورم طعم أجنبي. وتمثل دائرة برتقالية الورم، واشتعلت من قبل نهاية العلوي من لوحة البلاستيك عازمة متعامد. ويبين الشكل 2B التخطيطي لوحة من البلاستيك مع أبعاد. وقد تم تصميم عرض لوحة (30 ملم) لتكون هي نفسها مع عرض السرير الحيوانات بالنسبة للفئران. وقد تم تصميم طول المجلس لتكون طويلة بما فيه الكفاية لتطبيق الشريط بحزم. وقد تم تصميم عمق من طرف المجلس (4 مم) لمدة 20 ز الفئران. ويبين الشكل 2C الصور T2W MR (عرض سهمي) على فأرة الحاسوب تمثيلي تحمل على مثلي البنكرياس الورم طعم أجنبي (MIA باكا-2). يشار إلى ورم في الدائرة الحمراء المنقطة، ويشار إلى المسافة البادئة الناجمة عن لوحة من البلاستيك مع السهم الأبيض.

يتم تطبيق الكمي DCE-MRI بنجاح لمثلي xenografts ورم البنكرياس باستخدام المنطقة المرجعية (RR) نموذج، كما هو موضح في المعادلة (7). ويبين الشكل 3A خرائط التباين في منطقة الورم (مقياس اللون) في 1 دقيقة قبل MR ج ontrast (gadoteridol) الحقن وفي 5 و 40 دقيقة بعد الحقن، على التوالي، يتداخل مع الصور T2W MR (مقياس الرمادية). الماوس وتحمل MIA باكا-2 الورم طعم أجنبي orthotopically. الشكل 3B يظهر منحنيات تعزيز النقيض المتوسط ​​في منطقة الورم (3 × 3 نافذة) والمنطقة العضلات مجاورة للفقرة (9 × 9 نافذة) أشار مع اثنين من المربعات البيضاء، على التوالي، في الشكل 3A. أرقام 3C و 3D تظهر K خرائط الجيش الشعبي المتحولة و k، على التوالي.

الشكل (1)
الشكل 1. صور من (A) والبنكرياس العادية حقن مع الحل الخلايا السرطانية و (ب) من مثلي طعم أجنبي الورم البنكرياس في الماوس العوز المناعي. يقع ورم في الربع العلوي الأيسر من البطن، وأشار مع دائرة بيضاء منقطة.وفاق / ftp_upload / 52641 / 52641fig1highres.jpg "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2
الشكل 2. الخطط في DCE-MRI لمثلي البنكرياس طعم أجنبي الورم. (A) تخطيطي من الإعداد لDCE-MRI لمثلي البنكرياس طعم أجنبي الورم (المنطقة الدائرية البرتقالية). يتم إدخال قسطرة في الوريد الذيل للبث MR كيل التباين. (B) تخطيطي لوحة من البلاستيك عازمة متعامد مع أبعاد. (C) وصور T2W MR (عرض سهمي) على فأرة الحاسوب تحمل على orthothopic طعم أجنبي الورم البنكرياس وأشار مع منقط دائرة حمراء، عندما تم تطبيق لوحة البلاستيك عازمة متعامد (المشار إليها مع السهم الأبيض). الرجاء انقر هنا لعرض أكبر فيرسيعلى هذا الرقم.

الشكل (3)
الشكل 3. الصور DCE-MR والخرائط paramatric من مثلي البنكرياس طعم أجنبي الورم. (A) خرائط التباين في 1 دقيقة قبل أو في الساعة 5 و 40 دقيقة بعد MR النقيض (gadoteridol) الحقن. (B) منحنيات تعزيز التباين وبلغ متوسط ​​في منطقة الورم (3 × 3 نافذة) والمنطقة العضلات مجاورة للفقرة (9 × 9 نافذة) وأشار مع 2 المربعات البيضاء، على التوالي، في الشكل 3A. (C) K خريطة المتحولة. (D) خريطة ك الجيش الشعبي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

وأدخلنا أساليب مفصلة من مثلي النمذجة ورم البنكرياس باستخدام الفئران العوز المناعي، DCE-MRI للأورام البطن في الفئران، وتقدير المعلمات الحركية. في مثلي النمذجة ورم البنكرياس، يجب توخي الحذر عند إدخال إبرة في ذيل البنكرياس. في حال نجاحها، وسيتم نقل الخلايا إلى رأس البنكرياس خلق فقاعة صغيرة. عند تطبيق لوحة البلاستيك عازمة متعامد، فمن الأهمية بمكان أن نؤكد أن الورم يقع تحت نهاية العلوي من اللوحة. منذ ورم البنكرياس هو بالقرب من الحجاب الحاجز، قد يكون المجلس لم يتمكن من الاحتفاظ بها بإحكام، وخاصة عندما يكون حجم الورم أقل من 5 مم في القطر. بعد التصوير، ويجب أن تقوم بتدليك منطقة البطن برفق حتى الحيوان واعيا. فمن المستحسن أن لا يتجاوز مجموع التصوير وإعداد الوقت لكل حيوان أطول من 90 دقيقة من أجل منع آلام في البطن.

البعد من البلاستيكقد يحتاج المجلس إلى إعادة تعديل وفقا لحجم الأورام أو الحيوانات. إذا كان حجم الورم أقل من 5 مم، لا يجوز القبض على الأورام بحزم من قبل مجلس عازمة متعامد وجود 4 مم العمق وبالتالي قطعة أثرية الحركة قد تحدث في الصور MR. أيضا إذا كان حجم الحيوان هو أكبر من 20 غراما، وعمق 4 مم قد لا يكون كافيا لعقد الورم. ومع ذلك، وارتفاع ضغط جدا في البطن يمكن ان يسبب تلفا في الجهاز العصبي البطن شل الجزء الأسفل من الجسم من الحيوان.

وقد استخدم مثلي النمذجة ورم البنكرياس في الفئران باستخدام البنكرياس خطوط الخلايا السرطانية البشرية القياسية لدراسة الاستجابة العلاجية للأورام البنكرياس. ومع ذلك، ورم يأخذ معدل (نسبة مئوية من أن حيوان سوف يكون ورم واضح بعد الزرع) وكان معدل النمو يعتمد بشكل كبير على خصائص الخلايا السرطانية، لذلك فمن المستحسن أن تبدأ مع اثنين أضعاف أكثر الحيوانات ونصف حدد منهم تحمل حجم مماثل الأورام. ينبغي استبعاد الأورام مع شكل غير منتظم،لأنها قد تستجيب للعلاج بشكل مختلف. يمكن الكشف عن شكل عدم انتظام بالجس روتيني، ولكن التصوير بالموجات فوق الصوتية توفير أفضل تقييم 9. يمكن لبعض خطوط الخلايا تطوير الانبثاث عادة في الكبد. ويمكن الكشف عن الانبثاث الكبد (ميتس) عادة باستخدام التصوير إضاءة الحيوية عندما تم زرع خلايا luciferase المراسل إيجابية أو عن طريق تشريح الكبد بعد وفاة والحيوانات. ميتس الكبد تقصير العمر الافتراضي للحيوانات، لذلك ينبغي إنشاء الخطة الدراسية وفقا لذلك.

وقد تم تنفيذ الكمي DCE-MRI بنجاح لالبنكرياس نموذج الورم الماوس مثلي. ل quantitate المعلمات الدوائية للMR عامل تباين على أساس محدودة تدفق Kety نموذج 20، يجب أن تكون وظيفة الإدخال الشرياني (AIF) متوفرة. في هذا التطبيق، الشريان الأورطي البطني هو داخل مجال الرؤية، لذلك AIF يمكن الحصول عليها عن طريق قياس مباشرة تغير تركيز MR التباين في الشريان الأورطي البطني. ومع ذلك، ر انه القطر الداخلي من الشريان الأورطي البطني الفأر هو أقل من 1 ملم (0،5-0،7 مم) 22، وتجريبيا حجم بكسل يجب أن تكون على الأقل أربع مرات أصغر من قطر (0.125 مم) لمنع تأثير شديد حجم جزئي. وعلاوة على ذلك، فإن معدل أخذ العينات المثالي من AIF يكون من 1 - 2 ثانية 23. في MRI، والقرارات المكانية والزمانية حل وسط مع SNR. وبالتالي فإنه يمثل تحديا للحصول على AIF موثوق بها في DCE-MRI من الفئران. بدلا من ذلك، يمكن استخدام المنطقة المرجعية (RR) نموذج. نموذج RR توظف البيانات من تعزيز التباين في منطقة المرجعية (الأنسجة العضلية عادة) لإزالة الحاجة إلى AIF في الكمي الدوائية المعلمة. ومع ذلك، يجب أن يفترض أن حجم الخلية خارج الأوعية كسور في المنطقة إشارة، وهو ما تسبب خطأ حوالي 35٪ في دراسة واحدة (ن = 9) 21. ومع ذلك، فإن التغيير من الأوعية الدموية الدقيقة الورم بعد العلاج يمكن قياسها بدقة، إذا تم تحديد المنطقة المرجعية نفسها في كل مرة.

"jove_content"> وفي الختام، لقد أثبتت طريقة غير مكلفة وبسيطة لقمع الحركة قطعة أثرية في منطقة البطن من الفئران خلال DCE-MRI. هذه التقنية يمكن تكييفها بسهولة لنماذج الماوس مثلي أخرى من السرطانات المعوية مثل المعدة والقولون والمستقيم سرطان 24،25.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
DMEM Invitrogen 11965-118
Fetal bovine serum Harlan Laboratories BT-9501
Betadine Purdue products 67618-153-01
5-0 Prolene sutures Ethicon 8720H
9.4T MR scanner Bruker Biospin Corporation BioSpec 94/20 USR
Gadoteridol Bracco Diagnostics Inc NDC 0270-1111-03
Micro-polyethelene tube Strategic Applications, Inc #PE-10-25
30 G blunt tip needle Strategic Applications, Inc 89134-194
Monitoring and gating system SA instruments, Inc Model 1030 This is an MR compatiable system to measure resiratory rating and body temperature of small animals at the same time.
Syringe pump New Era Pump Systems, Inc. NE-1600

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ergul, N., et al. Assessment of multifocality and axillary nodal involvement in early-stage breast cancer patients using 18F-FDG PET/CT compared to contrast-enhanced and diffusion-weighted magnetic resonance imaging and sentinel node biopsy. Acta Radiol. , (2014).
  2. Park, J. J., et al. Assessment of early response to concurrent chemoradiotherapy in cervical cancer: value of diffusion-weighted and dynamic contrast-enhanced MR imaging. Magn Reson Imaging. , (2014).
  3. Nguyen, H. T., et al. Prediction of chemotherapeutic response in bladder cancer using K-means clustering of dynamic contrast-enhanced (DCE)-MRI pharmacokinetic parameters. J Magn Reson Imaging. 10, (2014).
  4. Teo, Q. Q., Thng, C. H., Koh, T. S., Ng, Q. S. Dynamic Contrast-enhanced Magnetic Resonance Imaging: Applications in Oncology. Clin Oncol (R Coll Radiol). , (2014).
  5. Zhang, X., Pagel, M. D., Baker, A. F., Gillies, R. J. Reproducibility of magnetic resonance perfusion imaging. PLoS One. 9 (2), e89797 (2014).
  6. Kim, H., et al. Pancreatic adenocarcinoma: a pilot study of quantitative perfusion and diffusion-weighted breath-hold magnetic resonance imaging. Abdominal imaging. , (2014).
  7. Derosier, L. C., et al. Combination Treatment with TRA-8 Anti Death Receptor 5 Antibody and CPT-11 Induces Tumor Regression in an Orthotopic Model of Pancreatic Cancer. Clin Cancer Res. 13 (18), 5535s-5543s (2007).
  8. Derosier, L. C., et al. TRA-8 anti-DR5 monoclonal antibody and gemcitabine induce apoptosis and inhibit radiologically validated orthotopic pancreatic tumor growth. Mol Cancer Ther. 6 (12), 3198-3207 (2007).
  9. Kim, H., et al. Early therapy evaluation of combined anti-death receptor 5 antibody and gemcitabine in orthotopic pancreatic tumor xenografts by diffusion-weighted magnetic resonance imaging. Cancer Res. 68 (20), 8369-8376 (2008).
  10. Klein, S., Staring, M., Murphy, K., Viergever, M. A., Pluim, J. P. elastix: a toolbox for intensity-based medical image registration. IEEE Trans Med Imaging. 29 (1), 196-205 (2010).
  11. Kim, H., et al. Early therapy evaluation of combined cetuximab and irinotecan in orthotopic pancreatic tumor xenografts by dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging. Mol Imaging. 10 (3), 153-167 (2011).
  12. Kim, H., et al. Antagonistic effects of anti-EMMPRIN antibody when combined with chemotherapy against hypovascular pancreatic cancers. M Mol Imaging Biol. 16 (1), 85-94 (2014).
  13. Kim, H., et al. Dual combination therapy targeting DR5 and EMMPRIN in pancreatic adenocarcinoma. Mol Cancer Ther. 11 (2), 405-415 (2012).
  14. Moyher, S. E., Vigneron, D. B., Nelson, S. J. Surface coil MR imaging of the human brain with an analytic reception profile correction. J Magn Reson Imaging. 5 (2), 139-144 (1995).
  15. Voigt, T., Nehrke, K., Doessel, O., Katscher, U. T1 corrected B1 mapping using multi-TR gradient echo sequences. Magn Reson Med. 64 (3), 725-733 (2010).
  16. Liu, H., Liu, Y., Zhao, Z., Zhang, L., Qiu, T. A new background distribution-based active contour model for three-dimensional lesion segmentation in breast DCE-MRI. Medical physics. 41 (8), 082303 (2014).
  17. Sarkar, S., Das, S. Multilevel image thresholding based on 2D histogram and maximum Tsallis entropy--a differential evolution approach. IEEE Trans Image Process. 22 (12), 4788-4797 (2013).
  18. Yankeelov, T. E., et al. Quantitative pharmacokinetic analysis of DCE-MRI data without an arterial input function: a reference region model. Magn Reson Imaging. 23 (4), 519-529 (2005).
  19. Cardenas-Rodriguez, J., Howison, C. M., Pagel, M. D. A linear algorithm of the reference region model for DCE-MRI is robust and relaxes requirements for temporal resolution. Magn Reson Imaging. 31 (4), 497-507 (2013).
  20. Tofts, P. S., et al. Estimating kinetic parameters from dynamic contrast-enhanced T(1)-weighted MRI of a diffusable tracer: standardized quantities and symbols. J Magn Reson Imaging. 10 (3), 223-232 (1999).
  21. Yankeelov, T. E., et al. Comparison of a reference region model with direct measurement of an AIF in the analysis of DCE-MRI data. Magn Reson Med. 57 (2), 353-361 (2007).
  22. Cao, R. Y., Amand, T., Ford, M. D., Piomelli, U., Funk, C. D. The Murine Angiotensin II-Induced Abdominal Aortic Aneurysm Model: Rupture Risk and Inflammatory Progression Patterns. Front Pharmacol. 1 (9), (2010).
  23. Parker, G. J., et al. Experimentally-derived functional form for a population-averaged high-temporal-resolution arterial input function for dynamic contrast-enhanced MRI. Magn Reson Med. 56 (5), 993-1000 (2006).
  24. Tseng, W., Leong, X., Engleman, E. Orthotopic mouse model of colorectal cancer. J Vis Exp. (10), 484 (2007).
  25. Bhullar, J. S., et al. A true orthotopic gastric cancer murine model using electrocoagulation. J Am Coll Surg. 217 (1), 64-70 (2013).

Tags

الطب، العدد 98، التصوير، السرطان، البنكرياس، الفأر، طعم أجنبي، DCE-MRI
التباين الديناميكي المحسن التصوير بالرنين المغناطيسي لنموذج مثلي سرطان البنكرياس ماوس
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kim, H., Samuel, S., Totenhagen, J.… More

Kim, H., Samuel, S., Totenhagen, J. W., Warren, M., Sellers, J. C., Buchsbaum, D. J. Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging of an Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model. J. Vis. Exp. (98), e52641, doi:10.3791/52641 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter