Waiting
Login processing...

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

Medicine

Джин регулирования и целенаправленной терапии в перитонеальных метастазов рака желудка: радиологическое выводы от двойной энергии КТ и ПЭТ/КТ

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

Этот протокол описывает значение двойной энергии КТ и ПЭТ/КТ изображений методы в опухоли изображений и эффективность оценки. Эта статья демонстрирует методы исследования и результаты, полученные путем двойной энергии КТ и ПЭТ/КТ для оценки гена регулирования и целенаправленного лечения перитонеальных метастазов рака желудка.

Abstract

Рак желудка остается четвертое место в заболеваемости раком во всем мире с 5 летняя выживаемость лишь 20% - 30%. Перитонеальных метастазов является типом наиболее часто метастазы, который сопровождает неоперабельный рак желудка и окончательного определяющим фактором прогноза. Предотвращение и контроль разработки перитонеальных метастазов может играть определенную роль, помогая продлить выживаемость больных раком желудка. Неинвазивные и эффективной обработки изображений техника поможет нам определить вторжения и процесс метастазирования перитонеальных метастазов и мониторинга изменений в узелки опухоли в ответ на лечение. Это позволит нам получить точное описание процесса развития и молекулярные механизмы рака желудка. Недавно мы описали эксперимент с использованием двойной энергии CT (DECT) и позитронно эмиссионная томография/компьютерная томография (ПЭТ/КТ) платформ для обнаружения и мониторинга метастазов опухоли желудка в модели ню мышей. Мы показали, что еженедельный непрерывный мониторинг с DECT и PET/CT можно определить динамических изменений в перитонеальных метастазов. SFRP1-гиперэкспрессия в моделях мышей рака желудка показал положительные радиологического производительность, выше ФДГ и все большее расширение и внедорожникМакс (стандартизированные поглощение значение) конкреций продемонстрировал тенденцию к очевидные изменения в ответ для целенаправленной терапии TGF-β1 ингибитора. В этой статье мы описали подробные неинвазивной визуализации процедуры для проведения более сложных исследований по перитонеальных метастазов рака желудка с использованием животных моделей и предоставили представитель визуализации результатов. Использование методов неинвазивной визуализации позволит нам лучше понять механизмы tumorigenesis, контролировать рост опухоли, и оценить эффект терапевтических вмешательств для рака желудка.

Introduction

Рак желудка (GC) остается четвертым наиболее распространенных злокачественных и второй ведущей причиной рака смертности во всем мире1. Хотя точность в диагностике и лечении рака желудка была значительно улучшена, перитонеальных метастазов является наиболее ключевой точкой прогноза рака желудка или повторения и окончательного определитель послеоперационной смерть2. Общепризнано, что перитонеальный распространение является угрожающей жизни режим метастазов, которой болезнь становится неконтролируемым и прогноз пациента плохое после перитонеальный распространения. Таким образом, обнаружения и оценки терапевтический эффект перитонеальных метастазов рака желудка имеет решающее значение для клинической практики.

Рост заболеваемости и смертности от рака желудка побудили исследователей для определения его молекулярные механизмы. Высокая экспрессии генов, например, секретируемые Кучерявая связанные белком 1 (sFRP1) может привести к активации пути сигнала на ранних стадиях рака желудка, содействуя процессу роста, распространение, дифференциация и апоптоз опухолевых3 , 4 , 5 , 6 , 7. sFRP1-гиперэкспрессия клеток показали увеличение в выражении TGFβ, ниже по течению целей, и TGFβ-опосредованной ЕМТ8. Предыдущие исследования показали, что уровень TGF-β1 соотносится с перитонеальных метастазов и TNM стадий рака желудка. Мы описали изменения в пролиферации клеток рака, регулируется sFRP1 гиперэкспрессия и TGF-β1 ингибирование, и установленных животных моделей для перитонеальных метастазов для отображения производительности визуализации опухоли под воздействием гена регулирования.

Животные модели для рака желудка являются незаменимыми инструментами для исследования развития опухоли и экспериментировать с различными терапевтических стратегий без необходимости приносить в жертву животных. Животные модели оказались полезными в изучение механизмов формирования опухолей и клетки происхождения, определяя наличие раковых стволовых клеток и изучение Роман терапевтические стратегии. Таким образом, в реальном времени-неинвазивный метод может обеспечить точное описание развития опухолей желудка и реакции опухоли на процедуры, которые можно определить развитие перитонеальных метастазов конкреций в обнаженной мышей и отслеживать изменения опухоль в ответ на различные экспериментальные и терапевтические мероприятия.

В настоящее время несколькими детектор CT (MDCT) играет важную роль в постановке TNM желудочного рака и полезно для предсказания резектабельности опухоли preoperatively9. Однако радиологического исследования пациентов с гистологически проверенные карциномы желудка главным образом были основаны на морфологию. DECT изображений расширяет параметры, чтобы отразить информацию, функциональных, предоставляя монохромные изображения и может быть полезным для улучшения N, промежуточная точность для рака желудка. Кроме того этот метод позволит приобретение материала разложение изображений, которые могут оказаться полезными для различения между дифференцированной и недифференцированные карциномы желудка и метастатических и не метастатических лимфоузлов10 . С введением DECT функциональный аспект изображений КТ также были добавлены для клинического применения, способствуя оценки терапевтической эффективности и прогнозирования пациента прогнозы11,12,13. ПЭТ/КТ является полезным методом обработки изображений для обнаружения и постановка рака желудка и может эффективно оценить рецидива опухоли14. Пролиферацию опухолевых клеток и ангиогенез были оба считаются необходимыми в развитии обнаружить опухоль15, узелки опухоли показали позитивные показатели с выше внедорожникМакс на основе ПЭТ/КТ на их предпочтения для аэробных гликолиз, 18F-ФДГ, аналоговый глюкозы, была использована как трассировщик перспективным в диагностике злокачественных новообразований, в сочетании с PET/CT16. Этот метод опирается на быстрое глюкозы потребление опухолевой ткани и имеет широкие клинических приложений, включая помощь в деле обнаружения, постановка и оценки прогноза опухоли, а также мониторинг опухоли ответ на терапию17 , 18. как неинвазивные методы, DECT и PET/CT были использованы для диагностики злокачественных опухолей и для оценки реакции опухоли на различные терапии.

Наша группа использовала этот метод неинвазивной визуализации с DECT и ПЭТ/КТ сканеры для выявления и мониторинга процесса роста опухоли и метастазов в жизни мышей19. Мы изучили изображений выводы, индуцированных sFRP1-гиперэкспрессия в рак желудка клетки в vivo обнаженной мышей, с помощью DECT и PET/CT и описал изменения внедорожникМакс значения после целевой терапии ингибитором TGF-β1 для подтверждения развитие опухоли конкреций в брюшине после индукции генов, а также изучал изменения в узелки опухоли в ответ на экспериментальное лечение. В этой статье мы представляем подробные процедуры для моделирования перитонеальных метастазов опухоли желудка в мышей и его обнаружения и мониторинга с DECT и ПЭТ/КТ.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Эта работа была выполнена в строгом соответствии с нормами, установленными в руководящих принципах для ухода и использования в лабораторных животных от Шанхайский университет и был одобрен лабораторных животных этики Комитета Жуйцзинь больницы.

1. желудочного рака перитонеальных метастазов животную модель

  1. Разделите группу SGC-7901/sFRP1 и группу SGC-7901/вектор умеренно дифференцированная линия клетки человека рак желудка SGC-7901. Культуры двух групп клеток отдельно в RPMI 1640 дополнена плода бычьим сывороточным 10%, 100 единиц/мл стрептомицина и 100 мкг/мл пенициллина при 37 ° C в атмосфере увлажненный с 5% CO2.
  2. Используйте 4-6 недели-старые женщины Атинические BALB/c обнаженной мышей с веса тела 25-30 г. место животных при определенных условиях свободной от возбудителя в объекте животных.
  3. Разделите мышей случайно sFPR1 гиперэкспрессия группы и группы sFPR1 пустой загрузки.
    Примечание: Каждая группа имела десять обнаженной мышей; Двадцать мышей случайно были разделены в группы лечения TGF-β1 и TGF-β1 контрольной группы, до 5 обнаженной мышей за животных клетке.
  4. Создать группу моделей ксенотрансплантата перитонеальных метастазов sFPR1-гиперэкспрессия управляющими 150 мкл (2 x 106 клеток/мл) суспензии клеток SGC-7901/sFRP1 через брюшной полости; SGC-7901/вектор клетки находятся в ведении учредить группу пустой загрузки.
    Примечание: Используйте Горяева, подсчитывая метод для определения концентрации клеток20.
  5. Создать группу моделей ксенотрансплантата перитонеальных метастазов управляющими 150 мкл (2 x 106 клеток/мл) суспензии клеток SGC-7901 через брюшной полости. Применять целевой терапии TGF-β1 ингибитора SB431542 после в течение двух недель роста внутрибрюшинной инъекции в дозе 100 мкл/10 g вес тела каждый день мышей в группе лечения.
    1. Применять нормальное saline в той же дозе мышей в контрольной группе.
  6. Выполните DECT и ПЭТ/КТ сканирование 1 день до начала лечения и 1 день, 7 дней, 14 дней и через 21 день после лечения.

2. DECT для перитонеальных метастазов модели на животных

Примечание: Животное изображение эксперимент был достигнут на двойной энергии КТ-сканера (см. Таблицу материалы). Мы создали соответствующий протокол DECT изображений по данным предыдущих исследований.

  1. Установки для визуализации протокола DECT
    1. На компьютере изображений консоли выберите значок «протокол управления», чтобы войти в следующий интерфейс, а затем выберите вариант «Протокол управления» для просмотра на экране управления протокола.
    2. В интерфейсе «Протокол пользователя» выберите область живота, для входа в список протоколов живота.
    3. Щелкните пустое пространство в списке протокол и нажмите кнопку «Новый» введите имя нового протокола: «Животное DECT сканирования». Нажмите клавишу «Enter» на клавиатуре и нажмите кнопку «Скаут» во всплывающем окне, нажмите кнопку «OK» для установки серии разведчик (первая серия).
    4. Выберите режим «XY» для «Анатомический контрольной точки» и «головой лежачем положении» для «Пациент ориентации». Нажмите на опцию «Автоматический перевод» и выберите местоположение рабочей станции, где серии изображения будут загружены. Имя «Разведчик фазу» в описание серии.
    5. В окне «Представление редактирования» убедитесь, что соответствующие проверки параметры задаются следующим образом: «Отправной точкой» и «Конец расположение» параметры установлены на «S50» и «I50» соответственно, «Кв» на «100», «mA» на «80», «90°» для «Боковых разведчик позиции», «0°» для «AP разведчик позиции «и «разведчик WW/WL» на «400/40».
    6. Затем создайте второй серии для не улучшено сканирование. Нажмите кнопку «Создать новый серии», во всплывающем окне выберите «Axial» и «Создать после» иконы.
    7. Имя серии, как «-фаза C» в описание серии и очередь «Показать локализатор» на. В интерфейсе тип сканирования, выберите тип «винтовой» сканирования и 0,5 s для «Время поворота», выберите параметр «Толстые скорость» для задания параметров (детектор покрытие на 40 мм, Цилиндрические толщина 0,625 мм, высоту и скорость на 0.516:1/20.62, время поворота на 0,5 s) в всплывающем окна, интервал 0,625 мм, сиськи козловой в 0, SFOV выбрать маленькое тело, кв на 100, нажмите кнопку «mA», а затем введите 600 для ручной мА.
    8. Щелкните значок «Параметры реконструкции» и открыть всплывающее окно «Рекон вариант». Выберите «плюс» в реконструкции режиме; Нажмите значок «Срез», чтобы выбрать режим «ss50 слайс 50%» на экране ASiR установки. Задайте остальные параметры следующим образом: DFOV на 25 см, R/L и A / P центр 0 см, Recon типа выберите «Stnd», размер матрицы в 512.
    9. Создание третьей серии сканирования для сканирования, повторив шаг 2.1.8, назовите его как «+ фаза C QC» и включите «Показать локализатор»; Первая группа-это установка артериальной этап серии.
    10. В интерфейсе «Тип сканирования» нажмите на «GSI (Gemstone спектральная томография)» и выберите тип «винтовой» сканирования, выберите протокол «GSI-52» в окне «Живот GSI пресет выбора». Начальное место и конец место согласно не улучшено сканирование.
      1. Щелкните значок «Параметры реконструкции» и открыть всплывающее окно «Рекон вариант». В Рекон режиме выберите «Плюс» и в «GSI параметр» нажмите «QC»; остальные параметры такие же, как шаг 2.1.8.
    11. Щелкните значок «R2» и выберите «Да» в закладке «Рекон включена» выберите «толщина» на 0.625 и тип 0.625 для «Интервал». Открыть всплывающее окно «Рекон вариант», в режиме Recon выберите «Плюс»; в GSI параметры, выберите «Моно» и задайте кэВ до 70 кэВ; в окне Настройка Асир, выберите «GS40 40% «режим для установки GSI Асир. Остальные параметры устанавливаются с шагом 2.1.8. Назовите этот шаг как «+ C 70keV фазу».
    12. Щелкните значок «R3» и выберите «Да» в закладке «Рекон включен» набор «толщина» на 1,25 и тип 0.625 для «Интервал». Открыть всплывающее окно «Рекон вариант», в режиме Recon выберите «плюс» и «IQ Улучшено»; в параметрах GSI, нажмите кнопку «Mono», установите кэВ до 70 кэВ и нажмите «Файл данных GSI»; Убедитесь, что установки Асир GSI в соответствии с шаг 13. Остальные параметры устанавливаются как шаг 2.1.8. Назовите это как «+ моно фаза C».
    13. Нажмите кнопку «Добавить группу» для создания двух сканирования групп представлять портала фаза и фаза задержки, соответственно. Убедитесь в том, что «старт» и «Конец расположение» диапазоны каждого этапа проверки согласуются и остальные параметры такие же, как стадии артериальной. Введите время задержки в «Подготовка группы»: первая группа (артериальной фаза) в 0 s, вторая группа (портал фаза) в 8 s и третья группа (задержка фазы) в 16 s.
    14. Нажмите параметр «Принять», чтобы сохранить протокол после того, как все настройки сделаны.
  2. DECT визуализации процесса
    1. Выберите случайно Обнаженная мышей от лечения и управления группами перед каждым сканированием. Поместите выбранный животных в новых клеток и пометить их отдельно.
    2. Быстро мышей для 4 h с водой, но без пищи и постельных принадлежностей.
    3. Удалите экспериментальные мышей из центра животных эксперимент 1 час перед сканированием и убедитесь, что мышей помещаются в новой теплой среде до начала сканирования.
    4. Анестезировать все экспериментальные мышей с внутрибрюшинного введения 2,5% Пентобарбитал натрия (1,0 мл/кг массы тела) перед DECT сканирования изображений и подтвердите глубины анестезии, мыс щепотку рефлекс. Используйте мазь на глазах для предотвращения сухости под наркозом.
      Примечание: Убедитесь, что руководитель каждого обнаженной мышь находится в нижнем положении при внутривенном введении наркотиков, тем самым уменьшая повреждения внутренних органов. Обратите внимание на месте инъекции и глубина инъекции. Место кончике шприца под углом 45° к внутри правой/левой нижней части живота и убедитесь, что глубина игла таким образом, чтобы избегать инъекции в кишечника и других органов.
    5. Щелкните значок «Новый пациент», ввести основную информацию о мыши, включая его пациент ID и name. В протоколе «пользователь» нажмите «протокол живота» и выберите «Животное DECT сканировать» протокол для входа в интерфейс операции.
    6. После анестезии наведено, перемещение каждой мыши на платформу животных арматуре в лежачем положении и исправить его хвост с лентой, чтобы убедиться, что она не изгибалась. Стерилизуйте хвост с алкоголем для последующих контраст агент инъекции в Вену хвост.
    7. Перемещение кровать КТ, таким образом, чтобы внешние позиционирования лазерной линии на нижней части живота животного. Нажмите кнопку «Сброс», когда позиционирование завершена.
      Примечание: Размещение внешних позиционирования линий над нижней части живота животного гарантирует, что животных расположены максимально на внешней стороне машина для легкой контраст агента администрирования в Вену хвост.
    8. Щелкните значок «Подтвердить» и следуйте мигает порядок кнопок на клавиатуре, чтобы завершить сканирование разведчик. Выберите «следующей серии» значок после разведчик сканирование завершено и войти в интерфейс для не улучшено сканирование.
    9. В правом окне установите «начать расположение» и «конец» на разведчик просмотров для определения диапазона сканирования. Сохранять тот же диапазон «Боковых разведчик» и «AP Скаут» и охватывают объем всего тела животного.
    10. Щелкните значок «Подтвердить» и следуйте мигает порядок кнопок на клавиатуре, чтобы завершить сканирование разведчик.
    11. Придать каждой мыши йопамидол в дозе 0,2 мл/100 г через Вену хвост.
      Примечание: Мы выбрали вручную управлять контрастного вещества и сохранить курс инъекций как стабильное, максимально. Это наиболее благоприятных для захвата начале повышение опухоли во время визуализации.
    12. Нажмите кнопку «Следующая серия» для выполнения расширенной проверки. Набор «Начать расположение» и «конец» согласно-улучшено сканирование. Щелкните значок «подтвердить» и следуйте мигает порядок кнопок на клавиатуре, чтобы завершить динамического расширения проверки, includingarterial фазы, портал фазы и задержки фазы.
      Примечание: Нажмите на значок «Подтвердить» немедленно, чтобы начать сканирование после инъекции контрастного вещества. Это важно и для расширенной проверки для обеспечения что лучший образ этапа артериальной захвачен решающее значение. Однако некоторые задержки времени после того, щелкнув значок «подтвердить» может обеспечить, что экспериментальный сотрудники сняло безопасно от сканирующий комнаты.
    13. Нажмите кнопку «Конец экзамен» для выхода из интерфейс сканирования после сканирования завершения; серии изображения будут автоматически загружены на рабочую станцию.
    14. Поместите животное в пустую клетку после завершения сканирования всех мышей и соблюдать их до тех пор, пока они сознание. Не оставляйте животное без присмотра, до тех пор, пока он сознание достаточно для поддержания грудной recumbency. Затем перенесите мышей в комнату чистой животных.
  3. Пост DECT, анализ изображений
    1. Найдите мышей серии на DECT workstationinterface (см. Таблицу материалы) и выберите «+ моно фаза C» серии списки. Открыть «GSI объем просмотра» и выберите «GSI VV генерал» протокол из интерфейса ' GSI протокол Manager'.
    2. Нажмите кнопку «Просмотр типа» активные аннотации в верхнем левом углу изображения видовых экранов и выберите ориентацию «коронки» из раскрывающегося меню.
    3. Для одного изображения видового экрана нажмите кнопку активный аннотации «Том 1» в левом верхнем углу и выберите «Моно» тома из раскрывающегося меню. Аналогичным образом другого изображения видового экрана, выберите «Йод (вода)» томов. Нажмите и удерживайте левую кнопку мыши, перетащите изображение из «Йод (вода)» видового экрана «Моно» и установите флажок «микс мнения» получить изображения цвета сливается.
    4. Нажмите и перетащите из центра значок «Изображение прокрутки» соблюдать изображений. Сохраните изображения, которые показывают положительные результаты как склеенный цветных изображений.

3. ПЭТ/КТ для перитонеальных метастазов модели на животных

Примечание: Таблица материалов для PET/CT формирователя изображений используется. Мы создали связанные ПЭТ/КТ изображений протоколу согласно этой статье21.

  1. Настройка протокола микро ПЭТ/КТ
    1. Для всего тела КТ, задать текущий на 500 МКА, напряжение на 80 кв, время экспозиции на 200 мс и 240 шаги для 240° вращения. Для детектор рентгеновского излучения выберите разрешение на «нетребовательна увеличение» с 78 мм осевого поля изображений и режим односпальной кроватью. Используйте метод «Общей реконструкции конус-луч» и выберите параметр «реконструкция реального времени», таким образом, что хост-компьютер можно подключить к компьютеру реконструкции выделенный реального времени (Cobra) для инициации задачи.
    2. Для PET приобретение, в параметре «приобретать по времени» присвоено значение «время фиксированная сканирования» 600 s (10 мин). Набор «исследование изотопов» F-18 и «уровень энергии» для 350-650 кэВ.
    3. Для получения Питомца гистограммы, установите «динамическая рамка» как «черный» для обработки данных как один кадр на весь срок для достижения статической проверки. Установите тип гистограммы для «3D» и выберите параметр «нет точечной коррекции».
    4. Для реконструкции PET, реконструировать изображения с помощью алгоритма OSEM3D, следуют быстро карту или карту22 предоставляемые PET/CT-workstationsoftware (см. Таблицу материалы).
  2. Подготовка перед ПЭТ/КТ
    1. Быстро мышей, которые претерпели DECT эксперименты для 4 h и передать новые животные клетки 30 мин перед изображений мышей.
    2. Взвешивание мышей и записывать их вес.
    3. Следуйте института безопасности процедуры для приобретения и осуществления пакета, содержащего радиоактивные материалы (RAM). Используйте защитный щит для выполнения 18F-ФДГ (5 МРП), и измерения радиоактивности всего 18F-ФДГ с дозы калибратора.
    4. Разбавьте 18F-ФДГ с физиологическим соответствующие радиоактивность мышей инъекции.
      Примечание: Разреженных деятельность 18F-ФДГ должны быть доступны в 100-200 Μки/100 мкл для каждой мыши.
      1. Нарисуйте 200 мкл 18F-ФДГ раствор в шприц 1 мл. Измерения радиоактивности весь шприц с дозы калибратор и записывать время приготовления 18F-ФДГ.
    5. Придать каждой мыши с 200 мкл 18F-ФДГ решение через хвост внутривенные инъекции маршрут и записывать время впрыска 18F-ФДГ. После введения всех мышей измерить остаточная радиоактивность шприца с калибратором дозу сразу и записывать время измерения проводились после завершения инъекций.
    6. Рассчитать действие введенного 18F-ФДГ для каждой мыши по следующей формуле: вводят деятельности (Μки) = активность в шприц перед инъекцией - активности в шприц после инъекции.
  3. Процесс визуализации ПЭТ/КТ
    1. Положите животное в камеру индукции анестезии; анестезировать мыши с помощью ингаляции 3% изофлюрановая кислорода после завершения 18F-ФДГ инъекции.
      Примечание: Рекомендации всех животных для операции; Согревались мышей с помощью грелки. Используйте мазь на глазах для предотвращения сухости под наркозом.
    2. После анестезии наведено, переместите мышь на микро КТ сканирования кровать при сохранении непрерывное обезболивание и потепления. Позиция головы мыши внутри конуса маска, которая непрерывно обеспечивает изофлюрановая (2%) в кислороде при скорости потока 2 Л/мин места мыши в лежачем положении, чтобы убедиться, что позиция согласуется с тем в DECT сканирует.
    3. Перемещение животных к входу ПЭТ/КТ-сканера, нажмите значок «лазер» на панели инструментов просмотра и использовать интерфейс управления сенсорной панели для перемещения кровати так что брюшко мыши расположен в центре ПЭТ и КТ поле зрения (FOV) во время сканирования. В окне «Выравнивание лазера» выберите «первый тип сканирования» как «КТ» и «PET приобретение, включенных в рабочий процесс» как опция.
    4. Открыть окно «Разведчик вид» и получить разведчик представление рентгеновского рентгенограмме. Отрегулируйте положение животных кровати, таким образом, что центр поля зрения CT расположен в центре корпуса мыши.
    5. Выберите протокол, установленных ранее (в шаге 3.1). Введите количество мышей, чтобы быть imaged (последовательно) во всплывающем окне и выберите параметр «Настройка», затем введите вес. Затем щелкните значок «Setup» снова и следуйте инструкциям для завершения установки всплывающее окно.
    6. Щелкните значок «Запустить рабочий процесс», чтобы начать сканирование.
    7. Оцените качество полученных изображений КТ и ПЭТ, после завершения всех проверок. Передача данных через сеть к сообщению imaging анализ для дальнейшего изучения.
      Примечание: Отрегулируйте ширину окна и уровень окна изображения, чтобы убедиться, что контраст органов отображается правильно. Проверьте разрешение органов на изображениях для подтверждения качества изображений.
    8. Удаление животное из томографа и немедленно усыпить шейки матки дислокации. Можно последовательно используете система электронного фотографирования для следующего животных.
  4. Пост ПЭТ/КТ изображений анализ
    1. Откройте программное обеспечение станции PET/CT, импортировать данные серии изображений КТ и ПЭТ в программное обеспечение. В окне «Регистрация» выберите параметр «Общий анализ» для регистрации изображений КТ и ПЭТ вместе и выбрать модель «Sky» под окном «Обзор», чтобы показать идеальное выравнивание между изображениями, КТ и ПЭТ.
    2. Идентифицировать перитонеальный конкреций с ссылками, предоставляемые совместно зарегистрированные изображения в окне «Регион количественной (ROI) интерес».
    3. В окне «Регион количественной (ROI) интерес» Нарисуйте ROI с инструментами над плавленого изображения, изменить размер и форму ROI, запись внедорожник значениеmax , затем выход и сохранить выбранные объединенного изображения.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

DECT и ПЭТ/КТ сканирования были исполнены на обнаженной мышей после двух недель инъекции клеток линии. GSI изображения принесли отличные результаты для отображения подкожной метастазов за пределы контура живота для группы Сверхэкспрессия sFRP1, и метастазов с периферической повышение было подтверждено цвета масштаб изображения (рис. 1a-c). ПЭТ/КТ изображений изображали централизовано аномальные ФДГ метастазов, в том числе в брюшной полости и подкожной метастазы (рис. 1d). Перитонеальных метастазов и большой подкожной метастазов, показано на фотографии DECT и PET/CT далее иллюстрируется брутто образца и гистологическое разделе (рис. 1e-f). По сравнению с группой позитивные выражение, было без видимых повреждений, очевидным аномальные усовершенствований или высокой ФДГ в брюшной полости в группе sFRP1 пустой загрузки от DECT и PET/CT изображения (рис. 2-б). Хотя образы брутто образца и гистологические результаты подтверждены успешной имплантации для этой группы (рис. 2c-d).

Вмешательство лечение ингибитором TGF-β1 и placebowere проходит на обнаженной мышей после двух недель инъекции клеток линии, и DECT и ПЭТ-КТ сканирования были исполнены на обнаженной мышей после двух недель лечения. Для подтверждения процесса формирования конкреций перитонеальных метастазов в мышах с самого начала целевой терапии, были проведены последующие DECT и ПЭТ/КТ сканирование. Неинвазивная изображений сканирования были исполнены оценить эффект от лечения TGF-β1 ориентированы. Образы для мышей в группе лечения TGF-β1 изображены очевидным усовершенствованием и фокуса аномальные ФДГ метастазов в корональных плавленого изображения DECT и PET/CT (рис. 3a-b). Брутто образцы иллюстрируют только 8 конкреций перитонеальных метастазов (рис. 3c) с рассеянное распределение в брюшной полости. Количественно Рисунок 3 показал умеренной периферической повышение на DECT и снижение ФДГ, с внедорожникМакс недалеко от 0,83. С другой стороны в контрольной группе мышей, которые были даны нормальное saline также показан видимых повреждений и централизовано ненормальное поглощение метастазов в корональных плавленого изображения DECT и PET/CT (рис. 4a-b). Валового образцов иллюстрированный 22 конкреций перитонеальных метастазов (рис. 4c), и местные метастазов конкреций были приверженцами брюшной полости. SUVmax значения в опухоли не были изменены (на 1,26) для мышей в контрольной группе, которые были даны нормальное saline.

Примечательно, что иногда кишечного тракта вызовет FDG мягкий проглатывание и регионе яркие изображения будет производить ложных положительных результатов. Сердце и мочевого пузыря будет также собирать много ФДГ, который может показать, как яркое пятно в изображениях. Это необходимо избежать соответствующих уровня изображения для определения области поглощения реальных FDG опухоли.

Figure 1
Рисунок 1 : Томограммы sFRP1 гиперэкспрессия группы перитонеальных метастазов модели от DECT, ПЭТ/КТ и соответствующих он пятнать. (–c) Монохромные изображения GSI в портал фазе: () поперечной монохромные изображения, (b) поперечной цвет кварцевое изображение, (c) корональных цветовой шкалы изображение; (d) корональный сплавили изображения PET/CT, брутто образца (e), (f) Гистологическое разделе. Стрелки указывают перитонеальных метастазов конкреций, в то время как стрел показывают, подкожной метастазов. Рисунок 1 f является результатом патологических окрашивание опухолевых конкреций; на рисунке показана морфология и распределение опухолевых клеток; Шкалы бар = 100 мкм. Эта цифра была изменена ссылка19. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2 : Томограммы sFRP1 пустой загрузки группы перитонеальных метастазов модель от DECT, ПЭТ/КТ и гистологический анализ. () GSI цвет масштабе сплавили изображения, полученные в портал фазе, (b) снаряжен PET/CT изображения, брутто образца (c) и гистологическое разделе (d). Не видимые поражения, очевидно ненормальное расширение или высокой ФДГ был показан в брюшной полости. (c) и (d) подтвердил успешной имплантации. Стрел в рисунке 2c указал перитонеальный метастатического конкреций, вызванные SGC-7901/вектор клеточных линий. Сердце и мочевого пузыря показал очевидное повышение ФДГ в рисунке 2b. Рисунок 2 d является результатом патологических окрашивание опухолевых конкреций; на рисунке показана морфология и распределение опухолевых клеток; Шкалы бар = 100 мкм. Эта цифра была изменена ссылка19. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 3
Рисунок 3 : Томограммы TGF-β1 лечения группы перитонеальных метастазов модели DECT и PET/CT и соответствующего валового образца. () корональный сливается образ DECT, (b) расплавленный изображения брутто образца ПЭТ/КТ (c). Сердце и мочевого пузыря, показывая очевидным высота ФДГ в рисунке 3b. Валовая образца показано 8 конкреций перитонеальных метастазов. Стрелки указал метастатического конкреций, соответствующий радиографический вывод. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 4
Рисунок 4 : Томограммы TGF-β1 управления группы перитонеальных метастазов модели DECT и PET/CT и соответствующего валового образца. () корональный сливается образ DECT, изображения (b) расплавленный ПЭТ/КТ, и (c) валовой образца. Валового образец иллюстрирует 22 конкреций перитонеальных метастазов. Стрелки указал метастатического конкреций, соответствующий радиографический вывод. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Supplementary Figure 1
Дополнительный Рисунок 1: пример поперечной сплавили цвет изображения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Supplementary Figure 2
Дополнительный Рисунок 2: пример корональных сплавили цвет изображения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Животные модели широко используются в изучение молекулярных механизмов, лежащих в основе раком желудка и экспериментировать с различными терапевтические стратегии23,24,-25. В этом исследовании, мы описали подробный протокол для перитонеальных метастазов рака желудка обнаженной мышей моделирование, с помощью DECT и PET/CT изображения опухоли желудка для выявления пролиферации клеток опухоли в режиме реального времени и мониторинга перитонеальных метастазов и Ответы на терапевтических вмешательств в животных моделях рака желудка. Этот метод может позволить исследователи, которые участвуют в изучении молекулярных механизмов рака желудка, или эксперименты, визуализации опухоли, разработать более комплексный и точный планы. Кроме того мы описали использования DECT и PET/CT устройств, которые могут служить в качестве платформы для обнаружения опухоли изображений производительности с регулирования и целевой терапии гена. Таким образом этот метод может использоваться учеными понять и изучить биологические процессы рецидивирования рака и прогрессии. Мы продемонстрировали, что механизму неинвазивной визуализации может обнаружить увеличение tumorigenesis гиперэкспрессия генов с положительными результатами на DECT и ПЭТ/КТ одновременно, перитонеальных метастазов после терапевтического вмешательства с целевых ингибитор показал отрицательный результат поглощения ФДГ на ПЭТ/КТ SUVmax узелки опухоли представил тенденцию продление цикла лечения.

В нашем исследовании мы использовали изменения в ФДГ в качестве показателя оценки терапевтических эффектов для перитонеальных метастазов. Большие усилия вперед, чтобы показать, что ФДГ связан с агрессивностью опухоли26. Прогрессивного карциномы желудка, представлены по глубине вторжения, лимфатический пропитывание, сосудистая инвазия и размер опухоли, показать выше FDG поглощение27. С точки зрения количественной оценки исследования показывают, что внедорожникМакс имеет положительную корреляцию с распространения в различных злокачественных15,28. Наши результаты показывают, что, по сравнению с контрольной группой, sFRP1 гиперэкспрессия положительно индуцированной заметно больше конкреций с значительно увеличение повышение и выше ФДГ в перитонеального опухоли, как видно на рисунке 1. Кроме того SUVmax наблюдалась тенденция очевидные изменения в лечение целевых групп, в отличие от никаких изменений в контрольной группе. Эти результаты были продемонстрированы на рисунке 3 с снижение ФДГ, с SUVmax недалеко от 0,83 для лечения группы, в отличие от без изменений значение SUVmax недалеко от 1,26 для мышей в контрольной группе, которые были даны нормальное saline (Рисунок 4 ). Наши результаты указал, что неинвазивные методы обработки изображений, например DECT и PET/CT, предоставляют возможность использования технологии изображения для оценки информации на молекулярном уровне в опухолевых клетках и продемонстрировала обоснованность объединения приложений DECT и ПЭТ/КТ для обеспечения жизнеспособной, воспроизводимые и неинвазивной визуализации стратегии для мониторинга узелки опухоли индуцированные гена модуляции для исследований рака желудка. Так как ФДГ связан с агрессивностью опухоли26, утилизации ПЭТ/КТ изображений для оценки степени прорастание опухоли и лечение возможно.

В наших предыдущих исследований мы обнаружили, что время впрыска и метод может повлиять на визуализации результаты сканирования DECT. Как тираж chanages быстро в мышей и повышение перитонеальных метастазов в основном происходит в стадии артериальной перитонеальных метастазов конкреций может не отображаться полностью если сканирования начинается значительно позже, чем время впрыска. Обнаженная мышей должны быть помещены в теплой и чистой окружающей среды после экзамена, давая отдохнуть за 12 ч до ПЭТ/КТ изображений чтобы избежать воздействия на поглощение конкреций 18F-ФДГ в ПЭТ/КТ с чрезмерно остаточные контрастного вещества в мышей тело. Внимание следует уделять время впрыска и активность в подготовке и введения ФДГ. Концентрация оптимальное активности 18F-ФДГ для ПЭТ/КТ был о 100-200µCi/100µL для каждой инъекции. Слишком высокой концентрации может увеличить бремя сердечно-сосудистой системы и приводят к смерти мышей, в то время, как это слишком низкой концентрации может мешать опухоли поглощение изображений. Таким образом важно обеспечить эффективность и точность 18F-ФДГ конфигурации. Убедитесь, что ПЭТ/КТ изображений позиции обнаженной мышей с DECT imaging для облегчения сопоставления опухоль изображения.

Существует несколько ограничений для нашего исследования. Ограниченное разрешение DECT может способствовать снижению производительности для видимости, как некоторые перитонеального опухоли могут exhibit недостаточно увеличение размера. Было известно, что ПЭТ/КТ низкой специфичности и отсутствие анатомической локализации, и апоптоз и некроз клеток опухоли, вызванные химиотерапевтический препарат вмешательства могут повлиять на 18F-ФДГ поглощение29,30 . Кроме того нормальной физиологической активности в петель кишечника и 18F-ФДГ удержания в мочеточников и мочевого пузыря может способствовать ложных срабатываний, возникающих в ПЭТ/КТ изображений31. Процесс перитонеальных метастазов в модели ню мышей трудно обнаружить и следить, поэтому особенно важен выбор соответствующее время терапевтического вмешательства и визуализации экспериментов. Таким образом ранняя диагностика небольших опухолей сохраняется проблема должна быть решена.

В заключение мы описали метод, использующий DECT и PET/CT imaging технологии для точного обнаружения и оценки эффективности таргетной терапии. Наши результаты показывают, что позволяет неинвазивная изображений, используя протоколы, описанные для мониторинга и оценки перитонеальных метастазов прогрессии с использованием животных моделей. Применение этого метода будет легко адаптируется для доклинических исследований, стремясь узнать перитонеальных метастазов рака желудка, который может быть полезным для оценки заболевания диагностических или терапевтических процедур.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют никаких конфликтов интересов объявить.

Acknowledgments

Эта работа была поддержана NSFC (No. U1532107) и проект Шанхай Jiao Tong университета биомедицинской инженерии (No. YG2014MS53). Авторы хотели бы признать Цзяньин Li и Янь Шен за их полезные замечания и технической поддержки усилий по разработке DECT и ПЭТ/КТ изображений методом.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. Kobayashi, D., Kodera, Y. Intraperitoneal chemotherapy for gastric cancer with peritoneal metastasis. Gastric Cancer. 20, (Suppl 1) 111-121 (2017).
  3. 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).
  4. Sugai, T., et al. Molecular analysis of gastric differentiated-type intramucosal and submucosal cancers. Int J Cancer. 127 (11), 2500-2509 (2010).
  5. 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).
  6. Amin, N., Vincan, E. The Wnt signaling pathways and cell adhesion. Front Biosci (Landmark Ed). 17, 784-804 (2012).
  7. Jones, S. E., Jomary, C. Secreted Frizzled-related proteins: searching for relationships and patterns. Bioessays. 24 (9), 811-820 (2002).
  8. 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).
  9. Pan, Z., et al. Determining gastric cancer resectability by dynamic MDCT. Eur Radiol. 20 (3), 613-620 (2010).
  10. Pan, Z., et al. Gastric cancer staging with dual energy spectral CT imaging. PLoS One. 8 (2), 53651 (2013).
  11. 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).
  12. Maeda, H., Kobayashi, M., Sakamoto, J. Evaluation and treatment of malignant ascites secondary to gastric cancer. World J Gastroenterol. 21 (39), 10936-10947 (2015).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. Cheson, B. D. Role of functional imaging in the management of lymphoma. J Clin Oncol. 29 (14), 1844-1854 (2011).
  18. 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).
  19. 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).
  20. Cadena-Herrera, D., et al. Validation of three viable-cell counting methods: Manual, semi-automated, andautomated. Biotechnol Rep (Amst). 7, 9-16 (2015).
  21. 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).
  22. Grootjans, W., et al. Performance of 3DOSEM and MAP algorithms for reconstructing low count SPECT acquisitions. Z Med Phys. 26 (4), 311-322 (2016).
  23. Chang, H. R., et al. Improving gastric cancer preclinical studies using diverse in vitro and in vivo model systems. BMC Cancer. 16, 200 (2016).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).
  29. 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).
  30. Brepoels, L., et al. Effect of corticosteroids on 18F-FDG uptake in tumor lesions after chemotherapy. J Nucl Med. 48 (3), 390-397 (2007).
  31. 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).

Tags

Медицина выпуск 131 рак желудка перитонеальных метастазов модели на животных гена регулирование таргетная терапия изображений двойной энергии КТ ПЭТ/КТ
Джин регулирования и целенаправленной терапии в перитонеальных метастазов рака желудка: радиологическое выводы от двойной энергии КТ и ПЭТ/КТ
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Shi, B., Lin, H., Zhang, M., Lu, W., … More

Shi, B., Lin, H., Zhang, M., Lu, W., Qu, Y., Zhang, H. Gene Regulation and Targeted Therapy in Gastric Cancer Peritoneal Metastasis: Radiological Findings from Dual Energy CT and PET/CT. J. Vis. Exp. (131), e56526, doi:10.3791/56526 (2018).

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