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Regulação gênica e terapia-alvo em câncer gástrico metástase Peritoneal: achados radiológicos de dupla energia de CT e PET/CT

Published: January 22, 2018 doi: 10.3791/56526
Automatic Translation
1, 1, 2, 3, 4, 1
1Department of Radiology, Ruijin Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, 2Department of Nuclear Medicine, Ruijin Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, 3GE Healthcare China, 4Department of Surgery, Cedars-Sinai Medical Center

Summary

Este protocolo descreve o valor de energia dual CT e PET/CT imaging métodos em avaliação de eficácia e imagem do tumor. Este artigo demonstra os métodos de pesquisa e os resultados adquiridos por dupla energia CT e PET/CT para avaliar a regulação gênica e alvo tratamento de metástase peritoneal de câncer gástrico.

Abstract

Câncer gástrico permanece quarto na incidência de câncer em todo o mundo com uma sobrevida de cinco anos de apenas 20% - 30%. Metástase peritoneal é o tipo mais frequente de metástases que acompanha o câncer gástrico irressecável e é um definitivo determinante do prognóstico. Prevenindo e controlando o desenvolvimento de metástase peritoneal poderiam desempenhar um papel em ajudar a prolongar a sobrevida de pacientes de câncer gástrico. Uma técnica de imagem não-invasivos e eficiente nos ajudará a identificar a invasão e o processo de metástase de metástase peritoneal e para monitorar as alterações em nódulos de tumor em resposta aos tratamentos. Isto irá permitir-nos obter uma descrição exata do processo de desenvolvimento e os mecanismos moleculares do câncer gástrico. Recentemente descrevemos experimento usando plataformas de energia dual CT (DECT) e tomografia por emissão de pósitrons/computado tomografia computadorizada (PET/CT) para a deteção e monitoramento de metástases de tumor gástrico em modelos de camundongos. Mostramos que o monitoramento contínuo semanal com DECT e PET/CT pode identificar mudanças dinâmicas em metástase peritoneal. O sFRP1-superexpressão em modelos de ratos câncer gástrico mostrou positivo desempenho radiológico, uma maior captação FDG e crescente aprimoramento e o SUVmáx (valor de absorção padronizado) dos nódulos demonstraram uma tendência óbvia alteração na resposta à terapia-alvo de inibidor de TGF-β1. Neste artigo, nós descrito modalidades de imagem não-invasivos para realizar pesquisas mais complexas em metástase peritoneal de câncer gástrico usando modelos animais e forneceu resultados representativos da imagem latente. O uso de técnicas não-invasivas de imagem deverá permitir-na melhor compreender os mecanismos da tumorigênese, monitorar o crescimento do tumor e avaliar o efeito de intervenções terapêuticas para o câncer gástrico.

Introduction

Câncer gástrico (GC) continua a ser a quarto mais comum malignidade e a segunda principal causa de mortalidade de câncer em todo o mundo1. Embora a precisão no diagnóstico e tratamento do câncer gástrico foi muito melhorada, metástase peritoneal é o ponto mais chave de prognóstico de câncer gástrico ou recorrência e seja um determinante definitivo da morte no pós-operatório2. É geralmente aceite que disseminação peritoneal é um modo de vida em risco de metástase, em que a doença torna-se incontrolável e o prognóstico do paciente é pobre, uma vez que a disseminação peritoneal é estabelecida. Portanto, a deteção e a avaliação do efeito terapêutico da metástase peritoneal de câncer gástrico é crucial para a prática clínica.

A crescente incidência e mortalidade de câncer gástrico tinham estimulado os pesquisadores a identificar seus mecanismos moleculares. A alta expressão de genes como secretada proteína relacionada ao frisado 1 (sFRP1) pode levar à ativação da via sinal nos estágios iniciais de câncer gástrico, promovendo o processo de tumor de crescimento, proliferação, diferenciação e apoptose3 , 4 , 5 , 6 , 7. as células sFRP1-superexpressão mostraram um aumento na expressão de TGFβ, seus destinos a jusante e mediada por TGFβ EMT8. Estudos anteriores demonstraram que o nível de TGF-β1 é correlacionado com metástase peritoneal e os estágios TNM do câncer gástrico. Descrevemos as alterações na proliferação de célula de câncer regulada pela superexpressão de sFRP1 e inibição do TGF-β1 e animal estabelecido modelos para metástase peritoneal mostrar o desempenho da imagem do tumor sob os efeitos da regulação genética.

Modelos animais para câncer gástrico são ferramentas indispensáveis para pesquisando o desenvolvimento do tumor e experimentando várias estratégias terapêuticas sem ter que sacrificar animais. Modelos animais têm se mostrado útil para estudar os mecanismos de formação de tumores e células de origem, determinando a presença de câncer células-tronco e examinando várias estratégias terapêuticas romance. Portanto, uma técnica não-invasiva em tempo real pode fornecer uma descrição exata do desenvolvimento de tumores gástricos e tumor resposta aos tratamentos, que podem identificar o desenvolvimento de nódulos de metástase peritoneal em camundongos e monitorar as alterações de um tumor em resposta a várias intervenções terapêuticas e experimentais.

Atualmente, o detector multi CT (TCMD) desempenha um papel importante no estadiamento TNM do câncer gástrico e é útil para prever resectability de tumor no pré-operatório9. No entanto, estudos radiológicos de pacientes com carcinoma gástrico histologicamente comprovado principalmente tem sido baseados na morfologia. DECT imaging estende os parâmetros para refletir informações funcionais, fornecendo imagens monocromáticas e pode ser útil para melhorar o N estadiamento precisão para câncer gástrico. Além disso, esta técnica permitirá a aquisição de material-decomposição imagens, que podem ser úteis para diferenciar entre diferenciadas e indiferenciada carcinoma gástrico e entre metastáticos e não-metastático linfonodos10 . Com a introdução do DECT, o aspecto funcional da imagem latente de CT também foi adicionado para aplicações clínicas, contribuindo para avaliações de eficácia terapêutica e prever prognósticos paciente11,12,13. PET/CT é uma técnica de imagem útil para a detecção e estadiamento do câncer gástrico e pode avaliam a recorrência do tumor efetivamente14. Proliferação de células de tumor e angiogênese eram ambos considerados necessários no desenvolvimento de um tumor detectável15, nódulos de tumor mostraram um desempenho positivo com maior SUVmáx no PET/CT. com base na sua preferência por aeróbio glicólise, 18F-FDG, um análogo da glicose, tem sido explorada como um marcador promissor no diagnóstico de malignidades, combinado com PET/CT16. Este método baseia-se no consumo de glicose rápida do tecido do tumor e tem amplas aplicações clínicas, incluindo auxiliando na detecção, encenação e avaliação do prognóstico dos tumores, bem como a monitorização de resposta dos tumores à terapia17 , 18. como métodos não-invasivos, DECT e PET/CT têm sido utilizados para diagnosticar tumores malignos e para avaliar a resposta do tumor a várias terapias.

Nosso grupo vem utilizando este método de imagem não-invasivos com scanners DECT e PET/CT para detectar e monitorar o processo de crescimento do tumor e metástases em vida ratos19. Nós exploramos os achados de imagem induzidos pelo sFRP1-superexpressão em câncer gástrico células na vivo usando camundongos, com DECT e PET/CT e descreveu a terapia de alterações do SUVmax valor seguindo direcionadas pelo inibidor de TGF-β1 para confirmar o desenvolvimento de nódulos de tumor no peritônio após indução do gene e também estudou as alterações em nódulos de tumor em resposta aos tratamentos experimentais. Neste trabalho, apresentamos os procedimentos detalhados para modelagem metástase peritoneal do tumor gástrico nos ratos e a sua detecção e monitoramento com DECT e PET/CT.

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Protocol

Este trabalho foi realizado em estrita conformidade com os padrões estabelecidos pelas orientações para o cuidado e o uso do laboratório de animais de Shanghai Jiao Tong University e foi aprovado pelo laboratório de ética Comissão de Ruijin Hospital de animais.

1. modelo Animal de câncer gástrico metástase Peritoneal

  1. Divida uma linhagem de células de câncer gástrico humano SGC-7901 moderadamente diferenciada em SGC-7901/vector e um um grupo SGC-7901/sFRP1. Grupos de cultura as duas células separadamente em RPMI 1640 suplementado com 10% de soro fetal bovino, 100 unidades/mL Estreptomicina e penicilina 100 de µ g/mL a 37 ° C numa atmosfera umidificada com 5% de CO2.
  2. Use 4-6 semana-velho modelo feminino BALB/c camundongos com peso corporal dos animais de lugar 25 a 30 g. sob condições específicas e isentos de agentes patogénicos em instalações animais.
  3. Divida os ratos aleatoriamente em superexpressão do sFPR1 e o grupo de carregamento vazio sFPR1.
    Nota: Cada grupo tinha dez camundongos; vinte ratos foram aleatoriamente divididos em grupo de tratamento de TGF-β1 e TGF-β1 grupo de controle, com até 5 camundongos por gaiola do animal.
  4. Estabelecer o grupo de modelos sFPR1-superexpressão metástase peritoneal xenoenxertos ao administrar 150 suspensões µ l (2 x 106 células/mL) de células de SGC-7901/sFRP1 através da cavidade abdominal; SGC-7901/vetor células são administradas para estabelecer o grupo de carregamento vazio.
    Nota: Use um hemocytometer contando o método para determinar a concentração de células20.
  5. Estabelecer o grupo de modelos de enxerto heterólogo metástase peritoneal através da administração de suspensões de (2 x 106 células/mL) 150 µ l de células de SGC-7901 através da cavidade abdominal. Administre a terapia-alvo de TGF-β1 inibidor SB431542 após um período de duas semanas de crescimento por injeção intraperitoneal na dose de 100 µ l/10 g de peso corporal a cada outro dia aos ratos no grupo de tratamento.
    1. Administre soro fisiológico normal com a mesma dose de ratos no grupo de controle.
  6. Execute o DECT e PET/CT varredura 1 dia antes do tratamento e 1 dia, 7 dias, dias 14 e 21 dias após o tratamento.

2. DECT para metástase Peritoneal modelo Animal

Nota: O animal da imagem latente do experimento foi alcançado sobre a energia dual CT scanner (ver Tabela de materiais). Criamos o protocolo de imagem de DECT relacionado de acordo com os estudos anteriores.

  1. Instalação para DECT protocolo de imagem
    1. No computador de imagem console, selecione o ícone de "gestão de protocolo" para entrar na interface de próxima e, em seguida, clique na opção "gestão de protocolo" para exibir a tela de gerenciamento de protocolo.
    2. Na interface do 'Protocolo de usuário', selecione a área do abdômen para entrar na lista de protocolos de abdômen.
    3. Clique no espaço em branco na lista de protocolo e selecione o botão "New" para digitar o nome de um novo protocolo: "Animal DECT Scan". Pressione a tecla "Enter" no teclado e selecione o botão de "Scout" na janela pop-up, clique em "Okey" para configurar a série de escoteiro (primeira série).
    4. Selecione o modo "XY" para 'Anatômico ponto de referência' e a "head-first posição supina" para "Orientação do paciente". Clique na opção "auto transferência" e selecione o local de estação de trabalho onde a série de imagem será carregada. Nome "Fase Scout" na descrição da série.
    5. Na tela 'Editar modo de exibição', certifique-se que os parâmetros de verificação relevantes são definidos como o seguinte: "Start local" e "final" opções são definidas no "S50" e "I50" respectivamente, "KV" a "100", "mA" em "80", "90°" para "Posição de batedor Lateral", "0°" para "posição de escoteiro AP "e o WW/WL"scout"no"400/40".
    6. Em seguida, crie a segunda série para não aprimorada de digitalização. Clique em "Criar nova série", na janela pop-up para selecionar os ícones "Axial" e "criar depois".
    7. Nome da série como "-fase C" na descrição da série e turno "mostrar localizador" no. Na interface do tipo de varredura, selecione o tipo de varredura "helicoidal" e 0,5 s para "Tempo de rotação", clique em opção de "velocidade grosso" para definir os parâmetros (cobertura do Detector em 40 mm, espessura helicoidal em 0,625 mm, Pitch e velocidade em 0.516:1/20.62, tempo de rotação em 0.5 s) o pop-up janela, intervalo no 0,625 mm, peitos de pórtico em 0, SFOV selecione pequeno corpo, kV em 100, clique em "mA", em seguida, digite 600 para mA Manual.
    8. Clique no ícone de "Parâmetros de reconhecimento" e abrir a janela pop-up "Opção de reconhecimento". Selecione "mais" no modo de reconhecimento; Clique no ícone de "Fatia" para selecionar o modo "ss50 fatia 50%" na tela de configuração de ASiR. Definir os parâmetros restantes da seguinte forma: DFOV a 25 cm, R/L e A / P centro de 0 cm, tipo reconhecimento selecione "Stnd", tamanho de matriz em 512.
    9. Criar a terceira série de varredura para intensificar a digitalização, repetindo o passo 2.1.8, nomeie-o como "+ fase C QC" e ligar o "Localizador de Mostrar"; o primeiro grupo é a instalação da série fase arterial.
    10. Na interface de 'Scan tipo', clique em "GSI (Gemstone Spectral Imaging)" e selecione o tipo de verificação "helicoidal", selecione o protocolo "GSI-52" na janela 'Abdômen GSI pré seleção'. Conjunto começar a localização e acabar com localização de acordo com a varredura não-realçado.
      1. Clique no ícone de "Parâmetros de reconhecimento" e abrir a janela pop-up "Opção de reconhecimento". No modo de reconhecimento, seleccione "Plus" e na 'Opção de GSI', clique em "QC"; os restantes parâmetros são os mesmos passo 2.1.8.
    11. Clique no ícone "R2" e selecione "Sim" na guia "Recon habilitado" Select "espessura" em 0.625 e digite 0.625 "Intervalo". Abrir a janela pop-up "Opção de reconhecimento", no modo de reconhecimento selecione "Mais"; em opções de GSI, clique em "Mono" e defina o keV para 70 keV; na janela de configuração de ASiR, selecione o "GS40 40%" modo para a instalação de GSI ASiR. Os restantes parâmetros são definidos com passo 2.1.8. Este passo como o nome "+ C 70keV fase".
    12. Clique no ícone "R3" e selecione "Sim" na guia "Recon habilitado" Set "espessura" em 1,25 e tipo 0.625 para "Intervalo". Abrir a janela pop-up "Opção de reconhecimento", no modo de reconhecimento selecione "Plus" e "QI avançado"; nas opções de GSI, clique em "Mono", defina o keV para 70 keV e clique em "Arquivo de dados do GSI"; garantir que a instalação de ASiR GSI está em conformidade com a etapa 13. Os restantes parâmetros são definidos como na etapa 2.1.8. O nome isso como "+ Mono fase C".
    13. Clique em "Adicionar grupo" para criar dois grupos para representar a portal fase e a fase de atraso, respectivamente de varredura. Certifique-se que os intervalos de "localização Iniciar" e "Localização final" de cada fase de varredura são consistentes e os restantes parâmetros são os mesmos que a fase arterial. Digite o tempo de atraso em "Grupo de preparação": o primeiro grupo (fase arterial) em 0 s, o segundo grupo (fase portal) em 8 s e o terceiro grupo (fase de atraso), 16 s.
    14. Clique na opção de "Aceitar" para salvar o protocolo após todas as configurações são feitas.
  2. Processo de imagem DECT
    1. Selecione os camundongos aleatoriamente os grupos tratamento e controle antes de cada verificação. Coloque os animais selecionados em gaiolas novas e marcá-los separadamente.
    2. Rápido os ratos para 4h com água, mas sem comida ou roupas de cama.
    3. Remover os ratos experimentais do centro de animais de experimento 1 h antes da varredura e certifique-se de que os ratos são colocados em um novo ambiente quente até que a verificação comece.
    4. Anestesiar todos os ratos experimentais com a injeção intraperitoneal de 2,5% pentobarbital de sódio (1,0 mL/kg de peso corporal) antes DECT digitalizar a imagem e confirme a profundidade da anestesia com o reflexo de pitada de dedo do pé. Use pomada sobre os olhos para evitar ressecamento enquanto sob anestesia.
      Nota: Certifique-se que a cabeça de cada mouse nude está na posição mais baixa quando injetar as drogas, reduzindo, assim, danos nos órgãos internos. Preste atenção ao local da injeção e a profundidade da injeção. Colocar a ponta da seringa em um ângulo de 45° para o interior do abdômen inferior direita/esquerda e certifique-se de que a profundidade da agulha é tal que a injeção para o intestino e outros órgãos é evitada.
    5. Clique no ícone "Novo paciente", as informações básicas sobre o mouse, incluindo seu paciente ID e o nome de entrada. O 'protocolo de usuário', clique no "protocolo de abdômen" e selecione o protocolo "Animal DECT Scan" para entrar na interface de operação.
    6. Uma vez que é a indução anestésica, mova cada mouse para uma plataforma de dispositivo elétrico animal na posição supina e corrigir sua cauda com fita para certificar-se de que não se dobra. Esterilize a cauda com álcool para injeção de agente de contraste subsequentes na veia-cauda.
    7. Afastar a cama de tomografia computadorizada para que o laser de linha posicionamento externo é ao longo do abdômen inferior do animal. Clique o botão "reset", quando o posicionamento é concluído.
      Nota: A colocação de linhas de posicionamento externas ao longo do abdômen inferior do animal garante que os animais estão localizados na medida do possível, do lado de fora da máquina para a administração de agente de contraste fácil na veia da cauda.
    8. Clique no ícone de "Confirmar" e seguir a ordem intermitente dos botões do teclado para completar o scout de digitalização. Selecione a série de"próximo" ícone após o scout digitalização for concluída e entrar na interface para não aprimorada de digitalização.
    9. Na tela da direita, defina a "localização Iniciar" e "Localização final" sobre o scout vistas para definir o intervalo de varredura. Manter a mesma faixa em 'scout Lateral' e 'AP scout' e cobrir o volume de todo o corpo do animal.
    10. Clique no ícone de "Confirmar" e seguir a ordem intermitente dos botões do teclado para completar o scout de digitalização.
    11. Injete cada rato com iopamidol com uma dose de 0,2 mL/100 g na veia da cauda.
      Nota: Nós escolhemos administrar o meio de contraste manualmente e manter a taxa de injeção mais estável possível. É mais propício para capturar o realce precoce do tumor durante a imagem latente.
    12. Clique em "próxima série" para realizar a digitalização melhorada. Definir "localização Iniciar" e "Localização final" conforme o scan não aprimorado. Clique no ícone "confirmar" e seguem a ordem de piscamento dos botões do teclado para completar a dinâmicas melhoradas varreduras, fase includingarterial, fase portal e fase retardada.
      Nota: Clique no ícone de "Confirmar" para imediatamente iniciar a digitalização depois que o agente de contraste é injetado. Isto é essencial e crucial para a digitalização melhorada para garantir que a melhor imagem da fase arterial é capturada. No entanto, alguns atrasam o tempo depois de clicar no ícone "confirmar" pode assegurar que os funcionários experimental tem retirado com segurança da sala de digitalização.
    13. Clique em "Terminar o exame" para sair do interface de digitalização, depois que a varredura está completa; a série de imagem serão automaticamente enviada para a estação de trabalho.
    14. Coloque o animal em uma gaiola vazia após a conclusão da digitalização com todos os mouses e observá-los até que eles tenham recuperou a consciência. Não abandone um animal até que ele recuperou a consciência suficiente para manter a prostração esternal. Depois de transferir os ratos em uma sala limpa de animais.
  3. Postar DECT, análise de imagem
    1. Localize a série de ratos em workstationinterface o DECT (ver Tabela de materiais) e selecionar o "+ Mono fase C" listas de série. Abra "GSI Volume Viewer" e selecione "GSI VV geral" protocolo da interface do ' Gestor de protocolos GSI'.
    2. Clique em anotação ativa "Tipo de exibição" no canto superior esquerdo das viewports imagem e selecione "coronal" orientação do menu drop-down.
    3. Para visualização de uma imagem, clique em anotação ativa "Volume 1" no canto superior esquerdo e selecione volumes "Mono" do menu drop-down. Da mesma forma, em outra imagem viewport, selecione volumes "Iodo (água)". Clique e segure o botão esquerdo do mouse, arraste a imagem da viewport "Iodo (água)" para "Mono" e marque a caixa "misturar as vistas" para obter as imagens de cor fundido.
    4. Clique e arraste no centro do ícone "Rolar imagem" para observar imagens. Salve as imagens que mostram resultados positivos como imagens coloridas fundidas.

3. PET/CT para metástase Peritoneal modelo Animal

Nota: Consulte a tabela de materiais para o gerador de imagens de PET/CT usado. Criamos o PET/CT relacionado imagem protocolo de acordo com o artigo21.

  1. Configuração de protocolo de Micro-PET/CT Imaging
    1. Para um corpo inteiro tomografia computadorizada, conjunto atual em 500 µA, tensão de 80 kV, tempo de exposição em 200 ms e 240 passos para 240° de rotação. Detector de raio-x, selecione resolução "ampliação de sistema de baixo" com o campo de imagem axial de 78 mm e o modo de cama de solteiro. Use o método de "reconstrução de Cone-Beam comum" e selecione a opção "reconstrução em tempo real", para que o PC host pode conectar com o computador de reconstrução em tempo real dedicado (Cobra) para iniciar a tarefa.
    2. Para PET aquisição, na opção "adquirir por tempo" conjunto "tempo de varredura fixo" para 600 s (10 min). Defina "isótopo de estudo" F-18 e "nível de energia" para 350-650 keV.
    3. Para produzir o histograma de PET, defina o quadro"dinâmico" como "negro" para processar os dados como um quadro durante todo o tempo alcançar a verificação estática. Definir tipo de histograma para "3D" e selecione a opção "nenhuma correção de dispersão".
    4. Para a reconstrução de PET, reconstruir imagens usando um algoritmo de OSEM3D seguido pelo mapa ou rápido mapa22 fornecido pelo workstationsoftware de PET/CT (ver Tabela de materiais).
  2. Preparação antes de imagens de PET/CT
    1. Rápido os ratos que foram submetidos a experiências DECT para 4h e transferir os ratos para novas gaiolas animais 30 min antes de imagem.
    2. Pesar os ratos e registar o seu peso.
    3. Siga os procedimentos de segurança do Instituto para adquirir e carregar o pacote contendo materiais radioactivos (RAM). Usar um escudo protetor para transportar os 18F-FDG (5 mCi), e medir a radioatividade do total 18F-FDG com um calibrador de dose.
    4. Dilua a 18F-FDG com solução salina normal para a radioactividade apropriada da injeção de ratos.
      Nota: A atividade diluída de 18F-FDG deve estar disponível em 100-200 µCi/100 µ l de cada rato.
      1. Desenhe a 200 µ l 18solução F-FDG em uma seringa de 1 mL. Medir a radioactividade da seringa inteira com um calibrador de dose e registrar o tempo de preparação de 18F-FDG.
    5. Injetar cada rato com 200 µ l 18solução F-FDG através da rota de injeção intravenosa de cauda e registrar o tempo de injeção de 18F-FDG. Após a injeção de todos os mouses, medir a radioatividade residual da seringa com o calibrador de dose imediatamente e registrar o tempo em que as medidas foram feitas após a conclusão da injeção.
    6. Calcular a atividade injetado 18F-FDG para cada mouse pela seguinte fórmula: injetado atividade (µCi) = atividade na seringa antes da injeção - atividade na seringa após a injeção.
  3. Processo de geração de imagens de PET/CT
    1. Colocar o animal em uma câmara de indução da anestesia; anestesiar o rato usando inalado 3% isoflurano em oxigênio após a conclusão da injeção de 18F-FDG.
      Nota: Siga todas as orientações do bem-estar animal apropriadas para a operação; aquece os ratos usando a compressa. Use a pomada nos olhos para evitar ressecamento enquanto sob anestesia.
    2. Uma vez que é a indução anestésica, mova o mouse para a cama de digitalização de micro-CT, mantendo a anestesia contínua e aquecimento. Posicione a cabeça do rato dentro de uma máscara de rosto de cone que oferece continuamente isoflurano (2%) em oxigênio a uma vazão de 2 L/min. colocar o mouse na posição supina, para garantir que a postura é consistente com a em scans DECT.
    3. Mova o animal para a entrada do scanner PET/CT, clique no ícone de "laser" a partir do Visualizador de barra de ferramentas e usar a interface de controle do touchpad para mover a cama para que o abdômen do mouse está localizado no centro do animal de estimação e CT campo de visão (FOV) durante a digitalização. Na janela "Laser Align", selecione "primeiro tipo de digitalização" como "TC" e "PET aquisição incluída no fluxo de trabalho" como a opção.
    4. Abra a janela de "Scout View" e adquirir um modo de escoteiro radiografia raio-x. Ajuste a posição da cama animal para que o centro do campo de visão de CT está localizado no centro do corpo do mouse.
    5. Selecione o protocolo estabelecido anteriormente (na etapa 3.1). O número de ratos para ser fotografado (sucessivamente) na janela pop-up e clique na opção "Setup" de entrada e, em seguida, digite o peso. Em seguida, clique na opção "Setup" novamente e siga as instruções da janela pop-up para concluir a configuração.
    6. Clique no ícone de "Trabalho" para iniciar a digitalização.
    7. Avalie a qualidade das imagens adquiridas CT e PET após todos os exames sejam concluídos. Transferi os dados através da rede para o post de imagem análise para um estudo mais aprofundado.
      Nota: Ajuste a largura da janela e nível de janela da imagem para garantir que o contraste dos órgãos é exibido corretamente. Verifique a resolução dos órgãos nas imagens para confirmar a qualidade de imagem.
    8. Remova o tonalizador do animal e imediatamente eutanásia por deslocamento cervical. Use o sistema de imagem para o próximo animal sucessivamente.
  4. Post de análise de imagens de PET/CT
    1. Abra o software de estação de trabalho de PET/CT, importar os dados de série de imagem CT e PET para o software. Na janela de "Registro", clique na opção "Análise geral" para registrar imagens de CT e PET juntos e escolher o modelo de "Céu" sob a janela de "Revisão" para mostrar um perfeito alinhamento entre imagens de CT e PET.
    2. Identifica os nódulos peritoneais com referências fornecidas pelas imagens co registradas na janela de "Região de interesse (ROI) quantificação".
    3. Na janela "Região de interesse (ROI) quantificação", desenhar ROI com ferramentas sobre as imagens fundidas, edite o tamanho e forma do ROI, registro o valormáximo de SUV, em seguida, saída e salvar as imagens selecionadas mescladas.

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Representative Results

DECT e PET/CT varredura foram realizados em camundongos, após duas semanas de injeções de linha celular. Imagens GSI renderam excelentes resultados para exibir subcutâneo metástase além do contorno do abdômen para o grupo de superexpressão de sFRP1, e metástase com realce periférico foi confirmado pela imagem de escala de cores (Figura 1a-c). Imagens de PET/CT retratado captação FDG focally anormal de metástase, incluindo as metástases peritoneais e subcutâneas (Figura 1d). A metástase peritoneal e grande metástase subcutâneo mostrado as imagens DECT e PET/CT mais foram ilustrados por amostra bruta e seção histológica (Figura 1e-f). Comparado com o grupo de expressão positiva, não havia lesões visíveis, óbvias melhorias anormais ou alta captação FDG na cavidade abdominal no grupo de carregamento vazio de sFRP1 de imagens DECT e PET/CT (Figura 2a-b). Embora as imagens da amostra bruta e resultados histológicos confirmaram a implantação bem sucedida para este grupo (Figura 2c-d).

O tratamento de intervenção de inibidor de TGF-β1 e placebowere realizado em camundongos, após duas semanas de injeções de linha celular e DECT e PET-CT varredura foram realizados em camundongos após duas semanas de tratamento. Para confirmar o processo de formação de nódulos de metástase peritoneal em ratos desde o início da terapia de alvo, realizaram-se acompanhamento DECT e PET/CT scans. Exames de imagem não-invasivos foram realizados para avaliar o efeito do tratamento de TGF-β1 direcionados. As imagens para os ratos no grupo de tratamento de TGF-β1 retratado óbvio aprimoramento e captação FDG anormal focal de metástases nas imagens fundidas coronais do DECT e PET/CT (Figura 3a-b). Espécimes brutas ilustrado apenas 8 nódulos de metástase peritoneal (Figura 3c) com distribuição difusa na cavidade abdominal. Quantitativamente, Figura 3 mostrou moderado realce periférico na DECT e captação FDG reduzida, com um SUVmáx perto de 0,83. Por outro lado, ratos no grupo de controle que receberam solução salina normal também mostraram lesões visíveis e absorção focally anormal de metástases nas imagens fundidas coronais do DECT e PET/CT (Figura 4a-b). Espécimes brutas ilustrado 22 nódulos de metástase peritoneal (Figura 4c), e os nódulos de metástase local foram aderentes à cavidade abdominal. Os valores de SUVmax nos tumores não foram alterados (at 1,26) para ratos no grupo de controle que receberam solução salina normal.

Vale ressaltar que às vezes o trato intestinal causará a ingestão moderada de FDG e região brilhante nas imagens irá produzir resultados falso-positivos. O coração e a bexiga também vão reunir um monte de FDG, que pode mostrar como um ponto brilhante nas imagens. É necessário evitar as imagens nível relevantes para determinar a área de captação FDG real do tumor.

Figure 1
Figura 1 : Tomografia do modelo de metástase peritoneal de grupo sFRP1 superexpressão do DECT, PET/CT e ele mancha correspondente. (um–c) Imagens monocromáticas de GSI na fase portal: (um) transversal imagem monocromática, imagem de cor-fundido transversal (b), (c) imagem de cor-escala coronal; (d) coronal fundidos imagens de PET/CT, a amostra bruta (e), a seção histológica (f). As setas indicam os nódulos metastáticos peritoneais, enquanto cabeças de seta indicam a metástase subcutâneo. Figura 1 f é o resultado de coloração patológico de um nódulo de tumor; a imagem mostra a morfologia e a distribuição de células tumorais; Barra de escala = 100 µm. Esta figura foi modificada de referência19. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2 : Tomografia de sFRP1 vazio carregar modelo de metástase peritoneal grupo de DECT, PET/CT e análise histológica. (um) GSI-escala de cores fundidos imagens obtidas na fase portal, (b) fundido PET/CT imagem amostra bruta (c) e (d) seção histológica. Nenhuma lesão visível, óbvio realce anormal ou alta captação FDG mostrou-se na cavidade abdominal. (c) e (d) confirmou a implantação bem sucedida. As cabeças de seta na Figura 2c apontam os nódulos metastáticos peritoneais causados por linhas celulares SGC-7901/vetor. O coração e bexiga mostraram evidente elevação de FDG em Figura 2b. Figura 2 d é o resultado de coloração patológico de um nódulo de tumor; a imagem mostra a morfologia e a distribuição de células tumorais; Barra de escala = 100 µm. Esta figura foi modificada de referência19. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 3
Figura 3 : Tomografia de modelo de TGF-β1 tratamento grupo metástase peritoneal por DECT e PET/CT e amostra bruta correspondente. (um) a coronal fundido imagem de DECT, (b) as imagens fundidas de PET/CT. (c) amostra bruta. O coração e bexiga mostrando evidente elevação de FDG no Figura 3b. Amostra bruta ilustrado 8 nódulos de metástase peritoneal. As setas apontam para os nódulos metastáticos correspondente para o achado radiográfico. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 4
Figura 4 : Tomografia de modelo de metástase peritoneal de grupo de controle de TGF-β1 DECT e PET/CT e amostra bruta correspondente. (um) a coronal fundido imagem do DECT, (b) o fundido imagens de PET/CT e (c) amostra bruta. Amostra bruta ilustrado 22 nódulos de metástase peritoneal. As setas apontam para os nódulos metastáticos correspondente para o achado radiográfico. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Supplementary Figure 1
Complementar Figura 1: imagem transversal amostra de cor-fundida. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Supplementary Figure 2
Complementar Figura 2: imagem coronal de cor-fundido exemplo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Discussion

Modelos animais têm sido utilizados amplamente no estudo dos mecanismos moleculares subjacentes câncer gástrico e fazer experiências com várias estratégias terapêuticas23,24,25. Neste estudo, descrevemos um protocolo detalhado para câncer gástrico metástase peritoneal camundongos modelagem, usando DECT e PET/CT para tumores gástricos de imagem para identificação de proliferação de célula de tumor em metástase peritoneal em tempo real e monitoramento e respostas para intervenções terapêuticas em modelos animais de câncer gástrico. Esse método poderia permitir aos investigadores que estão envolvidos em estudar os mecanismos moleculares do câncer gástrico, ou experiências de imagens de tumores, para estabelecer planos mais integrados e precisos. Além disso, descrevemos a utilização de dispositivos DECT e PET/CT que pode servir como plataformas para descobrir o tumor desempenho com terapia genética de regulamento e alvo de imagem. Portanto, o método pode ser usado pelos cientistas para entender e explorar os processos biológicos de recorrência do câncer e progressão. Temos demonstrado que a modalidade de imagem não-invasivos poderia detectar aumento tumorigênese pela superexpressão de genes com resultados positivos na DECT e PET/CT. simultaneamente, metástase peritoneal após intervenção terapêutica com alvo inibidor mostrou desempenho negativo de captação FDG PET/CT. O SUVmax dos nódulos de tumor apresentou uma tendência descendente pela extensão do ciclo de tratamento.

Em nosso estudo, utilizamos a mudança na captação de FDG como um indicador de avaliação dos efeitos terapêuticos para metástase peritoneal. Grande esforço foi colocado para a frente para mostrar que a captação FDG é associada com tumor agressividade26. Carcinomas gástricos progressivas, representados pela profundidade da invasão, a permeação linfática, invasão vascular e tamanho do tumor, mostram maior captação FDG27. Em termos de avaliação quantitativa, estudos sugeriram que o SUVmáx tem uma correlação positiva com a proliferação em várias malignidades15,28. Nossos resultados demonstraram que, em comparação com o grupo de controle, sFRP1 superexpressão positivamente induzido visivelmente maiores nódulos com aumentando significativamente o aprimoramento e maior captação FDG em tumores peritoneais, como foi evidenciado na Figura 1. Além disso, o SUVmax mostrou uma tendência óbvia alteração nos grupos alvo Tratado, em contraste com nenhuma mudança no grupo controle. Estes resultados foram demonstrados na Figura 3 , com uma diminuição da captação FDG, com um SUVmax perto de 0,83 para o grupo de tratamento, ao contrário de um SUVmax valor inalterado perto de 1,26 para ratos no grupo de controle que receberam soro fisiológico normal (Figura 4 ). Nossos resultados indicaram que técnicas de imagem não-invasivos, tais como DECT e PET/CT, oferecem a possibilidade de utilizar a tecnologia de imagem para avaliar informações a nível molecular nas células tumorais e demonstraram a validade de combinar as aplicações de DECT e PET/CT para fornecer uma estratégia de imagem viável, reprodutível e não-invasiva para monitorar nódulos de tumor induzidos pela modulação de gene para pesquisa do câncer gástrico. Desde a captação FDG é associada com tumor agressividade26, a utilização de PET/CT para avaliar o grau de invasão do tumor e tratamento de imagem é viável.

Em nossos estudos anteriores, achamos que o tempo de injeção e método poderia influenciar os resultados de imagens de varredura DECT. Como a circulação chanages rapidamente em ratos e o reforço da metástase peritoneal ocorre principalmente na fase arterial, os nódulos de metástases peritoneais podem não ser visualizados completamente se a varredura começa significativamente mais tarde do que o tempo de injeção. Os camundongos devem ser colocados em um ambiente acolhedor e limpo após o exame, deixando os ratos descansar por 12h antes da imagem latente para evitar os efeitos sobre a captação dos nódulos de 18F-FDG em imagens de PET/CT com agente de contraste residual excessivo no PET/CT a corpo. Atenção ao tempo de injeção e atividade na preparação e injeção de FDG. A concentração de atividade ideal de 18F-FDG para PET/CT foi sobre 100-200µCi/100 µ l de cada injeção. Muito alta de uma concentração poderia aumentar a carga do sistema circulatório e resultado na morte de ratos, enquanto muito baixo de uma concentração pode interferir com a imagem de captação do tumor. Então, é fundamental para garantir a eficiência e precisão da configuração 18F-FDG. Certifique-se que a posição de camundongos de imagem PET/CT é consistente com a imagem de DECT para facilitar a comparação de imagens de tumor.

Existem várias limitações ao nosso estudo. A resolução limitada do DECT pode contribuir para o desempenho negativo para visibilidade como alguns tumores peritoneais podem apresentar insuficientemente aumentando de tamanho. Sabe-se que o PET/CT tem baixa especificidade e a falta de localização anatômica, e a apoptose e a necrose das células do tumor induzido por intervenções de drogas quimioterápicas poderiam influenciar a 18F-FDG captação29,30 . Além disso, a atividade fisiológica normal no intestino loops e 18retenção F-FDG em ureteres e bexiga pode contribuir para falsos positivos emergentes em imagens de PET/CT31. O processo de metástase peritoneal em modelos de camundongos é difícil de detectar e monitorar, portanto a escolha do momento adequado em intervenção terapêutica e experimentos de imagem é particularmente importante. Portanto, o diagnóstico precoce de tumores pequenos ainda é um problema a ser resolvido.

Em conclusão, descrevemos um método que explora DECT e PET/CT, tecnologia de detecção precisa e avaliação da eficácia da terapia-alvo de imagem. Nossos resultados demonstram que imagens não-invasiva usando os protocolos descritos permite o acompanhamento e a avaliação da progressão de metástase peritoneal utilizando modelos animais. Aplicações desse método serão facilmente adaptadas para pesquisa pré-clínica, com o objetivo de descobrir a metástase peritoneal do câncer gástrico, que pode ser útil para avaliar as modalidades de diagnóstico ou terapêutica de doenças.

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Disclosures

Os autores têm sem conflitos de interesse para declarar.

Acknowledgments

Este trabalho foi apoiado pela NSFC (n. º U1532107) e a engenharia biomédica Shanghai Jiao Tong University project (n. º YG2014MS53). Os autores gostaria de reconhecer Jianying Li e Yan Shen para seus comentários úteis e os esforços de apoio técnico no desenvolvimento do DECT e PET/CT, método de imagem.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

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Medicina questão 131 câncer gástrico metástase peritoneal modelo animal regulação gênica terapia-alvo imagem latente dupla energia CT PET/CT
Regulação gênica e terapia-alvo em câncer gástrico metástase Peritoneal: achados radiológicos de dupla energia de CT e PET/CT
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