Genregulatie en gerichte therapie in maagkanker peritoneale metastase: radiologische bevindingen van dubbele energie CT en PET/CT
Summary
Dit protocol beschrijft de waarde van dubbele energie CT en PET/CT beeldvorming van methoden in de tumor beeldvorming en werkzaamheid evaluatie. Dit artikel demonstreert de onderzoeksmethodieken en de resultaten verkregen door dubbele energie CT en PET/CT genregulatie en gerichte behandeling van maagkanker peritoneale metastase te evalueren.
Abstract
Maagkanker blijft vierde in kankergevallen wereldwijd met een vijf jaar overleven van slechts 20% – 30%. Peritoneale metastase is het meest voorkomende type van metastase die begeleidt unresectable maagkanker en is een definitieve determinant van de prognose. Preventie en beheersing van de ontwikkeling van peritoneale metastase kon spelen een rol bij het verlengen van de overleving van patiënten met kanker van de maag. Een niet-invasieve en efficiënte beeldvormende techniek zal ons helpen de invasie en metastase proces van peritoneale metastase identificeren en controleren van de wijzigingen in de knobbeltjes van de tumor in reactie op de behandelingen. Hierdoor kunnen wij een nauwkeurige beschrijving van het ontwikkelingsproces en moleculaire mechanismen van maagkanker te verkrijgen. Wij hebben onlangs experiment met behulp van dubbele energie CT (DECT) en positron emissie tomografie/berekend tomografie (PET/CT) platforms voor de opsporing en monitoring van maag tumor metastase in naakt muizen modellen beschreven. We hebben aangetoond dat het per continu bewaking met DECT en PET/CT dynamische veranderingen in peritoneale metastase kan identificeren. De sFRP1-overexpressie in maagkanker muizen modellen toonde positieve radiologische prestaties, een hogere FDG-opname en toenemende verbetering en de SUVmax (gestandaardiseerde opname waarde) van knobbeltjes aangetoond een duidelijke wijziging trend in reactie op gerichte therapie van TGF-β1-remmer. In dit artikel, we beschreven de gedetailleerde niet-invasieve beeldvormende procedures meer complexe onderzoek op maagkanker peritoneale metastase gebruik van diermodellen en representatieve imaging resultaten opgeleverd. Het gebruik van niet-invasieve beeldvormende technieken moet kunnen we beter begrijpen van de mechanismen van tumorvorming, tumorgroei controleren en evalueren van het effect van therapeutische interventies voor maagkanker.
Introduction
Maagkanker (GC) blijft de vierde meest voorkomende maligniteit en de tweede belangrijkste oorzaak van kanker sterfte wereldwijd1. Hoewel de nauwkeurigheid in de diagnose en behandeling van maagkanker werd enorm verbeterd, peritoneale metastase is het meest belangrijke punt van maagkanker prognose of herhaling en een definitieve determinant van postoperatieve dood2. Het is algemeen aanvaard dat peritoneale verspreiding een levensbedreigende modus van metastase is, waarin de ziekte wordt oncontroleerbaar en de prognose voor de patiënt is slecht, zodra peritoneale verspreiding wordt gevestigd. Dus, de opsporing en evaluatie van het therapeutisch effect van maagkanker peritoneale metastase is van cruciaal belang voor de klinische praktijk.
De toenemende incidentie en mortaliteit van maagkanker had aangespoord onderzoekers te identificeren van de moleculaire mechanismen. De hoge expressie van genen zoals secreted Gekroesd-gerelateerde eiwitten 1 (sFRP1) kan leiden tot activering van het signaal-traject in de vroege stadia van maagkanker, bevordering van het proces van tumor groei, proliferatie, differentiatie en apoptosis3 , 4 , 5 , 6 , 7. sFRP1-overexpressie cellen sprake van een toename in de expressie van de TGFβ, de stroomafwaartse doelen en TGFβ-gemedieerde EMT8. Eerdere studies hebben aangetoond dat de TGF-β1-niveau is gecorreleerd met peritoneale metastase en de TNM stadia van maagkanker. Wij hebben de veranderingen in kanker celproliferatie geregeld sFRP1 overexpressie en TGF-β1 inhibitie beschreven en gevestigde diermodellen voor peritoneale metastase zodat de prestaties van tumor beeldvorming onder de gevolgen van de genexpressie.
Dierlijke modellen voor maagkanker zijn onmisbare tools voor het onderzoeken van de ontwikkeling van de tumor en experimenteren met verschillende therapeutische strategieën zonder te offeren van dieren. Dierlijke modellen hebben bewezen nuttig zijn bij het bestuderen van de mechanismen van de vorming van tumoren en cellen van oorsprong, het bepalen van de aanwezigheid van cellen van de stam van kanker en behandeling van diverse nieuwe therapeutische strategieën. Dus, een real-time niet-invasieve techniek vindt een nauwkeurige beschrijving van de ontwikkeling van tumoren van de maag en tumor reactie op de behandelingen, die kan de ontwikkeling van peritoneale metastase knobbeltjes in naakt muizen identificeren en controleren van de veranderingen van een tumor in reactie op verschillende experimentele en therapeutische interventies.
Op dit moment meerdere detector CT (MDCT) speelt een belangrijke rol in de TNM-enscenering van kanker van de maag en is handig voor het voorspellen van tumor resectability preoperatively9. Röntgenonderzoek van patiënten met een Histologisch bewezen maag carcinoom zijn echter voornamelijk gebaseerd op de morfologie. DECT beeldvorming breidt de parameters om te reflecteren functionele informatie doordat monochromatisch beelden en nuttig voor de verbetering van de nauwkeurigheid voor maag kanker enscenering N kan zijn. Bovendien, deze techniek zal in staat stellen de aankoop van materiaal-ontleding beelden, die nuttig zijn kunnen voor het onderscheid tussen gesplitste en niet-gedifferentieerdeproductie maag carcinoom en tussen metastatische en niet-metastatische lymfklieren10 . Met de introductie van DECT, is er ook de functionele beeldvorming aspect van CT toegevoegd aan klinische toepassingen, die bijdragen aan evaluaties van therapeutische werking en voorspellende patiënt prognoses11,–12,13. PET/CT is een nuttige beeldvormende techniek voor de detectie en de enscenering van maagkanker en kunnen de herhaling van de tumor effectief evalueren14. Celproliferatie van de tumor en angiogenese waren beiden beschouwd als nodig is in de ontwikkeling van een aantoonbaar tumor15, tumor knobbeltjes toonde een positieve resultaten met hogere SUVmax PET/CT. gebaseerd op hun voorkeur voor aërobe glycolyse, 18F-FDG, een glucose-analoog, heeft benut als een veelbelovende tracer in de diagnose van maligniteiten, gecombineerd met PET/CT16. Deze methode is gebaseerd op de snelle glucose consumptie van tumor weefsel en heeft brede klinische toepassingen, met inbegrip van assisteren bij de opsporing, de fasering en de evaluatie van de prognose van tumoren, alsmede het toezicht op de tumoren reactie op therapie17 , 18. als niet-invasieve methoden, DECT en PET/CT hebben gebruikt voor de diagnose van tumoren en te beoordelen tumor reactie op verschillende therapieën.
Onze fractie heeft gebruikt deze niet-invasieve beeldvormende methode met DECT en PET/CT-scanners detecteren en controleren van het proces van tumorgroei en uitzaaiing in levende muizen19. Verkenden we imaging bevindingen te bevestigen door de sFRP1-overexpressie in maagkanker cellen in vivo naakt muizen, met DECT en PET/CT, en de wijzigingen van de SUVmax waarde na gerichte therapie beschreven door de TGF-β1-remmer geïnduceerde de ontwikkeling van tumor knobbeltjes in de buikvlies na gene inductie, en bestudeerde ook de veranderingen in de knobbeltjes van de tumor in reactie op experimentele behandelingen. In deze paper presenteren we gedetailleerde procedures voor het modelleren, en opsporing van kanker maag tumor peritoneale metastase in muizen en bewaking met DECT en PET/CT.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dierlijke modellen zijn wijd gebruikt in de studie van moleculaire mechanismen ten grondslag liggen aan maagkanker, en om te experimenteren met verschillende therapeutische strategieën23,24,25. In deze studie hebben we een gedetailleerd protocol voor maagkanker peritoneale metastase naakt muizen modellering, met behulp van DECT en PET/CT aan maag tumors van de afbeelding voor het identificeren van de tumor celproliferatie in re…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd gesteund door het NSFC (nr. U1532107) en Shanghai Jiao Tong Universiteit Biomedical Engineering project (nr. YG2014MS53). De auteurs wil Jianying Li en Yan Shen erkennen voor hun nuttige opmerkingen en de inspanningen van de technische ondersteuning bij de ontwikkeling van het DECT en PET/CT beeldvorming methode.
Materials
| Iohexol | BEJING BEILU PHARMACEUTICAL CO,LTD | NMPN:H20053800 | non-ionic contrast medium for DECT scan |
| normal saline | HUNAN KELUN PHARMACEUTICAL CO,LTD | NMPN:H43020455 | placebo of control group |
| BALB/c nude mice | SLAC LABORATORY ANIMAL | BALB/cASlac-nu | animal model |
| SGC-7901 cells | Library of typical culture of Chinese academy of sciences | TCHu 46 | gastric cancer cell |
| SB431542 | Selleck | No.S1067 | TGF-β1 inhibitor |
| GE Discovery CT750 HD | GE Healthcare | dual-energy spectral CT scanner | |
| AW Volumeshare5 | GE Healthcare | dual-energy spectral CT workstation | |
| Siemens Inveon micro-PET/CT | Siemens Preclinical Solution | positron emission tomography/ computed tomography scanner |
|
| Inveon Acquisition Workplace | Siemens Preclinical Solution | PET-CT workstation |
References
- Ferlay, J., et al. Cancer incidence and mortality worldwide: sources, methods and major patterns in GLOBOCAN 2012. Int J Cancer. 136 (5), 359-386 (2015).
- Kobayashi, D., Kodera, Y. Intraperitoneal chemotherapy for gastric cancer with peritoneal metastasis. Gastric Cancer. 20, 111-121 (2017).
- Gu, W., Li, X., Wang, J. miR-139 regulates the proliferation and invasion of hepatocellular carcinoma through the WNT/TCF-4 pathway. Oncol Rep. 31 (1), 397-404 (2014).
- Sugai, T., et al. Molecular analysis of gastric differentiated-type intramucosal and submucosal cancers. Int J Cancer. 127 (11), 2500-2509 (2010).
- Shi, Y., He, B., You, L., Jablons, D. M. Roles of secreted frizzled-related proteins in cancer. Acta Pharmacol Sin. 28 (9), 1499-1504 (2007).
- Amin, N., Vincan, E. The Wnt signaling pathways and cell adhesion. Front Biosci (Landmark Ed). 17, 784-804 (2012).
- Jones, S. E., Jomary, C. Secreted Frizzled-related proteins: searching for relationships and patterns. Bioessays. 24 (9), 811-820 (2002).
- Qu, Y., et al. High levels of secreted frizzled-related protein 1 correlate with poor prognosis and promote tumourigenesis in gastric cancer. Eur J Cancer. 49 (17), 3718-3728 (2013).
- Pan, Z., et al. Determining gastric cancer resectability by dynamic MDCT. Eur Radiol. 20 (3), 613-620 (2010).
- Pan, Z., et al. Gastric cancer staging with dual energy spectral CT imaging. PLoS One. 8 (2), 53651 (2013).
- Kim, M. J., Hong, J. H., Park, E. S., Byun, J. H. Gastric metastasis from primary lung adenocarcinoma mimicking primary gastric cancer. World J Gastrointest Oncol. 7 (3), 12-16 (2015).
- Maeda, H., Kobayashi, M., Sakamoto, J. Evaluation and treatment of malignant ascites secondary to gastric cancer. World J Gastroenterol. 21 (39), 10936-10947 (2015).
- Bensinger, S. J., Christofk, H. R. New aspects of the Warburg effect in cancer cell biology. Semin Cell Dev Biol. 23 (4), 352-361 (2012).
- Smyth, E., et al. A prospective evaluation of the utility of 2-deoxy-2-[(18) F]fluoro-D-glucose positron emission tomography and computed tomography in staging locally advanced gastric cancer. Cancer. 118 (22), 5481-5488 (2012).
- Oka, S., Uramoto, H., Shimokawa, H., Iwanami, T., Tanaka, F. The expression of Ki-67, but not proliferating cell nuclear antigen, predicts poor disease free survival in patients with adenocarcinoma of the lung. Anticancer Res. 31 (12), 4277-4282 (2011).
- Zhao, C. H., Bu, X. M., Zhang, N. Hypermethylation and aberrant expression of Wnt antagonist secreted frizzled-related protein 1 in gastric cancer. World J Gastroenterol. 13 (15), 2214-2217 (2007).
- Cheson, B. D. Role of functional imaging in the management of lymphoma. J Clin Oncol. 29 (14), 1844-1854 (2011).
- Fuster, D., et al. Preoperative staging of large primary breast cancer with [18F]fluorodeoxyglucose positron emission tomography/computed tomography compared with conventional imaging procedures. J Clin Oncol. 26 (29), 4746-4751 (2008).
- Lin, H., et al. Secreted frizzled-related protein 1 overexpression in gastric cancer: Relationship with radiological findings of dual-energy spectral CT and PET-CT. Scientific Reports. 7, 42020 (2017).
- Cadena-Herrera, D., et al. Validation of three viable-cell counting methods: Manual, semi-automated, andautomated. Biotechnol Rep (Amst). 7, 9-16 (2015).
- Wang, X., Minze, L. J., Shi, Z. Z. Functional imaging of brown fat in mice with 18F-FDG micro-PET/CT. J Vis Exp. (69), (2012).
- Grootjans, W., et al. Performance of 3DOSEM and MAP algorithms for reconstructing low count SPECT acquisitions. Z Med Phys. 26 (4), 311-322 (2016).
- Chang, H. R., et al. Improving gastric cancer preclinical studies using diverse in vitro and in vivo model systems. BMC Cancer. 16, 200 (2016).
- Chang, H. R., et al. HNF4alpha is a therapeutic target that links AMPK to WNT signalling in early-stage gastric cancer. Gut. 65 (1), 19-32 (2016).
- Zheng, H. C., et al. BTG1 expression correlates with pathogenesis, aggressive behaviors and prognosis of gastric cancer: a potential target for gene therapy. Oncotarget. 6 (23), 19685-19705 (2015).
- Yamada, A., Oguchi, K., Fukushima, M., Imai, Y., Kadoya, M. Evaluation of 2-deoxy-2-[18F]fluoro-D-glucose positron emission tomography in gastric carcinoma: relation to histological subtypes depth of tumor invasion, and glucose transporter-1 expression. Ann Nucl Med. 20 (9), 597-604 (2006).
- Hirose, Y., et al. Relationship between 2-deoxy-2-[(18)F]-fluoro-d-glucose uptake and clinicopathological factors in patients with diffuse large B-cell lymphoma. Leuk Lymphoma. 55 (3), 520-525 (2014).
- Tchou, J., et al. Degree of tumor FDG uptake correlates with proliferation index in triple negative breast cancer. Mol Imaging Biol. 12 (6), 657-662 (2010).
- Coleman, R. E., et al. Concurrent PET/CT with an integrated imaging system: intersociety dialogue from the Joint Working Group of the American College of Radiology the Society of Nuclear Medicine, and the Society of Computed Body Tomography and Magnetic Resonance. J Am Coll Radiol. 2 (7), 568-584 (2005).
- Brepoels, L., et al. Effect of corticosteroids on 18F-FDG uptake in tumor lesions after chemotherapy. J Nucl Med. 48 (3), 390-397 (2007).
- Spaepen, K., et al. [18)F]FDG PET monitoring of tumour response to chemotherapy: does [(18)F]FDG uptake correlate with the viable tumour cell fraction. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 30 (5), 682-688 (2003).
