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Cancer Research

उपयोग 18F-FDG पीईटी/सीटी इमेजिंग और मात्रात्मक प्रोटोकॉल में ग्लूकोज चयापचय में गतिशील परिवर्तन को मापने के लिए माउस मॉडल फेफड़ों के कैंसर

Published: July 21, 2018 doi: 10.3791/57167
Automatic Translation
1, 2, 3, 3, 3, 1, 4, 5, 1
1Division of Pulmonary and Critical Care Medicine, University of California Los Angeles David Geffen School of Medicine, 2University of North Carolina at Chapel Hill, 3Department of Molecular and Medical Pharmacology, University of California Los Angeles, 4Andor Technology, 5Division of Orthopaedic Surgery, University of California Los Angeles David Geffen School of Medicine

Summary

इस प्रोटोकॉल में, हम वर्णन कैसे [18f] -2-fluoro-2-deoxy-D-ग्लूकोज पोजीट्रान उत्सर्जन टोमोग्राफी और गणना टोमोग्राफी का उपयोग करने के लिए (18एफ FDG पीईटी/इमेजिंग को मापने के लिए ट्यूमर चयापचय प्रतिक्रिया करने के लिए लक्षित थेरेपी में MLN0128 एक Kras/Lkb1 उत्परिवर्ती माउस फेफड़ों के कैंसर के मॉडल और उच्च संकल्प पूर्व vivo autoradiography और मात्रात्मक प्रोटोकॉल के साथ युग्मित इमेजिंग ।

Abstract

उन्नत ट्यूमर की एक बानगी है एरोबिक glycolysis करने के लिए एक स्विच है कि आसानी से मापा जाता है [18f] -2-fluoro-2-deoxy-D-ग्लूकोज पोजीट्रान उत्सर्जन टोमोग्राफी (18एफ-FDG पीईटी) इमेजिंग. सह KRAS आद्य-oncogene और LKB1 ट्यूमर दमन जीन में उत्परिवर्तनों फेफड़ों के कैंसर में लगातार घटनाओं रहे है कि ड्राइव hypermetabolic, glycolytic ट्यूमर विकास । विकास और इन ट्यूमर के चयापचय को विनियमित एक महत्वपूर्ण मार्ग rapamycin (mTOR) मार्ग है, जो प्रभावी ढंग से चयनात्मक उत्प्रेरक mTOR कळेनासे अवरोधकों का उपयोग कर लक्षित किया जा सकता है की यंत्रवत लक्ष्य है । mTOR अवरोध करनेवाला MLN0128 चूहों Kras और Lkb1 सह उत्परिवर्तनों, के साथ ट्यूमर असर में glycolysis दबा, केरल चूहों के रूप में भेजा । केरल चूहों में चिकित्सा प्रतिक्रिया पहले 18एफ द्वारा मापा जाता है-FDG पीईटी और गणना टोमोग्राफी (सीटी) इमेजिंग से पहले और MLN0128 की डिलीवरी के बाद । 18F-FDG पीईटी/सीटी का उपयोग करके, शोधकर्ताओं को लक्षित चिकित्सा के साथ एक चिकित्सीय हस्तक्षेप के बाद फेफड़ों के कैंसर के आनुवंशिक रूप से इंजीनियर माउस मॉडल (GEMMs) में ग्लूकोज चयापचय में गतिशील परिवर्तन को मापने के लिए सक्षम हैं । यह पूर्व vivo autoradiography और morphometric सॉफ्टवेयर का उपयोग कर एक मात्रात्मक immunohistochemical (qIHC) विश्लेषण के बाद है । qIHC के उपयोग का पता लगाने और ठहराव के रूप में अच्छी तरह से अलग ट्यूमर विकृतियों के लक्षण वर्णन के रूप में उपचार के बाद में विशिष्ट परिवर्तन के लिए सक्षम बनाता है । पीईटी इमेजिंग के युग्मन मात्रात्मक प्रोटोकॉल करने के लिए एक प्रभावी रणनीति में vivo में चयापचय और चिकित्सीय प्रतिक्रियाओं की पहचान करने के लिए है रोग के माउस मॉडल ।

Introduction

हमारे अनुसंधान की जांच और जिगर कळेनासे B1 में उत्परिवर्तन के साथ कैंसर लक्ष्यीकरण पर ध्यान केंद्रित किया है (LKB1, भी STK11 के रूप में भेजा) उत्परिवर्ती कैंसर1। LKB1 एक मास्टर ट्यूमर शमन करनेवाला है कि AMP कळेनासे (AMPK) विकास और चयापचय के विनियमन के लिए अग्रणी के सक्रियकरण के माध्यम से mTOR जटिल 1 (mTORC1) दमित है । इसलिए, LKB1 की हानि एक अनर्गल mTORC1 सक्रियण की ओर जाता है, एक glycolytic चयापचय phenotype में HIF1-अल्फा परिणामी के सक्रियण सामांयतः Warburg प्रभाव2,3,4के रूप में जाना जाता है । LKB1 निष्क्रिय उत्परिवर्तनों सीधे एक दुर्लभ पारिवारिक कैंसर पूर्व स्वभाव Peutz के रूप में जाना जाता सिंड्रोम के विकास के लिए सीसा-Jeghers सिंड्रोम (PJS) कि सौम्य गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल hamartomas5 के रूप में जाना जाता है जंतु के विकास की विशेषता है , 6 , 7. इसके अलावा, LKB1 अक्सर oncogenic KRAS hypermetabolic और आक्रामक मानव फेफड़े ट्यूमर8,9में जिसके परिणामस्वरूप के साथ सह-रूपांतरों ।

Lkb1 से संबंधित रोग आसानी से चूहों में मॉडलिंग कर रहे हैं । चूहों में Lkb1 की heterozygous निष्क्रियता hamartomas सही मॉडलिंग PJS10,11,12,13के विकास की ओर जाता है । इसके अतिरिक्त, Lkb1 उत्परिवर्तनों कि आसानी से चूहों में मॉडलिंग कर रहे हैं दोहराऊंगा फेफड़ों के कैंसर phenotypes, त्वचा, अग्ंयाशय, और स्तन14। ट्रांसजेनिक चूहों के फेफड़े के ऊतकों में Kras/Lkb1 के सह उत्परिवर्तन, recombinase oncogenic Kras G12D और एलील विलोपन के एक Cre biallelic-मध्यस्थता सक्रियण का उपयोग कर, आक्रामक और Lkb1 फेफड़ों के ट्यूमर के गठन में परिणाम15 ,16. KrasG12Dके लक्षण वर्णन; Lkb1-/- (केरल) फेफड़ों के ट्यूमर चूहों से अलग से पता चलता है इन ट्यूमर एक उच्च mTORC1 सक्रियण है और अत्यधिक glycolytic हैं, ग्लूकोज के दोनों प्रत्यक्ष metabolite माप का उपयोग कर या स्तनपान या की खपत को मापने [18F]-2- गणना टोमोग्राफी (सीटी) के साथ पोजीट्रान उत्सर्जन टोमोग्राफी (पीईटी) द्वारा fluoro-2-deoxy-डी-ग्लूकोज (18एफ-FDG) 17. LKB1 उत्परिवर्ती ट्यूमर में mTORC1 हाइपर-सक्रियकरण इन कैंसर के इलाज के लिए mTOR के दोनों allosteric और उत्प्रेरक कळेनासे अवरोधकों के परीक्षण के लिए एक स्पष्ट औचित्य प्रदान करता है ।

पिछले एक अध्ययन में, हम का प्रदर्शन किया है कि allosteric mTORC1 अवरोध करनेवाला rapamycin (रॅप) के विकास को सफलतापूर्वक बाधित और जठरांत्र में glycolysis (सैनिक) ट्यूमर का उपयोग कर एक Lkb1+/- ट्रांसजेनिक माउस मॉडल की PJS3. रॅप वर्तमान में गुर्दे सेल कार्सिनोमा के उपचार के लिए एक एजेंट चिकित्सा के रूप में मंजूरी दे दी है, लेकिन NSCLC18,19,20में सीमित प्रभावकारिता दिखाया । रॅप एक allosteric mTORC1 अवरोध करनेवाला है और अगली पीढ़ी के mTOR उत्प्रेरक कळेनासे अवरोधकों के विकास के द्वारा पर सुधार किया जा सकता है कि mTOR परिसरों 1 और 2 (mTORC1 और mTORC2, क्रमशः)21का एक और लगभग पूरा निषेध उद्धार । MLN0128 के रूप में दवाओं अब नैदानिक अध्ययन में मूल्यांकन किया जा रहा है और प्रारंभिक चरण नैदानिक परीक्षण22,23। हमारी प्रयोगशाला से एक ताजा अध्ययन का प्रदर्शन किया है कि MLN0128 मानव फेफड़ों के ट्यूमर सेल लाइनों में एक शक्तिशाली mTOR अवरोधक और vivo में फेफड़ों के कैंसर के केरल GEMMs में15,16है । MLN0128 इन चूहों24में फेफड़े के ट्यूमर के विकास और ग्लूकोज चयापचय दबा दिया ।

इस अध्ययन में, हम अच्छी तरह से विशेषता adenoviral Cre-प्रेरित फेफड़े के कैंसर के एक वातानुकूलित सक्रिय लोक्स द्वारा शुरू की माउस मॉडल-रोक-लोक्स-KRASG12D oncogene15,25का लाभ ले लो । ये KrasG12D चूहे Lkb1 Lkb1 उत्पन्न करने के लिए floxed के alleles (Krasएल/एल) वाले चूहों के साथपार कर गए थे; Lkb1l/l (केरल) चूहों16. adeno-या lentivirus व्यक्त Cre recombinase के intranasal वितरण के बाद, एल. ए. चूहों 4 सप्ताह के बाद ट्यूमर प्रेरण जल्दी घावों का विकास । 6 सप्ताह तक, एल. ए. चूहों में ट्यूमर एडिनोमेटस ट्यूमर से एक अधिक घातक, आक्रामक ट्यूमर फेफड़ों के कार्सिनोमा की विशिष्ट phenotype, और 8-10 सप्ताह तक, चूहों एक १००% penetrance16,26के साथ फ्रैंक कार्सिनोमा विकसित ।

दोनों पीईटी/सीटी इमेजिंग और मात्रात्मक immunohistochemistry आणविक और चयापचय प्रतिक्रियाओं के रूप में के रूप में अच्छी तरह से MLN012817जैसे लक्षित चिकित्सा के वितरण के बाद ट्यूमर में चिकित्सीय प्रतिक्रियाओं का निर्धारण करने के लिए उपयोग किया जा सकता है, २६,२७. यहां वर्णित एक प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल है कि 18एफ FDG पीईटी इमेजिंग का इस्तेमाल एक MLN0128-लक्षित चिकित्सा के लिए चयापचय प्रतिक्रिया को मापने है । परिमाणात्मक प्रोटोकॉल के साथ पीईटी इमेजिंग युग्मन mTOR निषेध के लिए आणविक प्रतिक्रिया की माप के रूप में के रूप में अच्छी तरह से ट्यूमर के बोझ और ट्यूमर प्रोटोकॉल के ठहराव में सक्षम बनाता है ।

Protocol

प्रोटोकॉल में वर्णित सभी प्रक्रियाओं को कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स में संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (IACUC) द्वारा अनुमोदित किया गया है ।

1. 18एफ चूहों में FDG पीईटी और सीटी इमेजिंग

चेतावनी: रेडियोधर्मिता हैंडलिंग जब सुरक्षात्मक उपकरणों का उपयोग करें. रेडियोधर्मिता हैंडलिंग जब सभी लागू विनियामक प्रक्रियाओं का पालन करें.

  1. 18 एफ-FDG की ब्राउन फैट की खपत को कम करने के लिए 18एफ-FDG इंजेक्शन से पहले ३७ ° c 1 h पर एक गर्म बिस्तर पर imaged किया जा करने के लिए चूहों के साथ पिंजरे प्लेस ।
    नोट: 4-16 घंटे के लिए चूहों उपवास 18एफ FDG के रोधगलन की खपत को कम करने में मदद कर सकते हैं ।
  2. माउस वजन और रिकॉर्ड अपने वजन ।
  3. Anesthetize ०.५ पर ऑक्सीजन में 2-3% isoflurane का उपयोग कर माउस-2-3 मिनट के लिए एक संज्ञाहरण ३७ डिग्री सेल्सियस पर रखा कक्ष का उपयोग कर-2 L/। सुनिश्चित करें कि माउस के पाँव चुटकी से anesthetized गया है; अगर माउस को anesthetized गया है तो कोई प्रतिक्रिया नहीं देखी जाएगी । संज्ञाहरण के दौरान किसी भी सूखापन को रोकने के लिए आंखों के लिए नेत्र मरहम लागू करें ।
  4. पतला 18एफ-FDG (१०९ ंयूनतम रेडियोधर्मी आधा जीवन) बाँझ खारा में एक समायोजित क्षय-सही इंजेक्शन एकाग्रता में ७०-७५ µ ci/100 µ l
    नोट: इष्टतम स्कैनर इमेजिंग के लिए पीईटी स्कैनर निर्माता की सिफारिश की 18एफ खुराक का पालन करें ।
  5. ड्रा ७०-७५ µ ci एक इंसुलिन सिरिंज के साथ एक 28 जी सुई के साथ, एक खुराक औजार का उपयोग कर रेडियोधर्मिता खुराक को मापने, और माप और समय रिकॉर्ड. एक लीड सिरिंज धारक में सिरिंज रखें.
    नोट: प्रत्येक खुराक में 18एफ-FDG रेडियोधर्मिता की मात्रा एक खुराक औजार के साथ मापा जाता है, जो एक मानक संदर्भ सामग्री, जैसे सीज़ियम-१३७, निर्माता के प्रोटोकॉल के अनुसार के खिलाफ तुले हुए है । क्षय सुधार का निर्धारण करने के लिए पठन-पाठन का समय भी दर्ज किया गया है ।
  6. माउस पूंछ के बाहर अंत चुभन और एक ग्लूकोमीटर के साथ माउस के रक्त ग्लूकोज को मापने ।
  7. गर्म पानी में भिगो धुंध के साथ 1-2 मिनट के लिए पूंछ गर्म । ७०% isopropanol के साथ पूंछ पोंछ बस इंजेक्शन से पहले पूंछ नस को चौड़ा करने के लिए । प्रशासन १०० 18एफ के µ एल-FDG (सिरिंज में पूरी मात्रा) पार्श्व पूंछ नस के माध्यम से एक बोल्स इंजेक्शन के साथ और इंजेक्शन के समय रिकॉर्ड. खुराक औजार का उपयोग कर सिरिंज में शेष खुराक को मापने और माप और समय रिकॉर्ड.
    नोट: जांच के कुछ राशि सिरिंज में छोड़ दिया जाएगा । इंजेक्शन का प्रबंध किया गया है के बाद इंसुलिन सीरिंज का उपयोग सिरिंज में फंस खुराक की कमी हुई राशि के कारण Luer ताले के माध्यम से सुई से जुड़ा सीरिंज से अधिक पसंद है.
  8. संज्ञाहरण कक्ष में इंजेक्शन माउस प्लेस १.५-2% isoflurane के तहत ३७ डिग्री सेल्सियस पर रखा जांच करने के लिए 1 पालतू स्कैन करने से पहले एच के लिए है माउस प्रणालीगत संचलन के माध्यम से वितरित की अनुमति ।
    नोट: यह शूंय मूत्राशय के लिए पहले स्कैनिंग के लिए एक आसान 18F-FDG माउस के निचले पार्श्वों में प्रत्यारोपित ट्यूमर के पालतू दृश्य के लिए अनुमति देने के लिए फायदेमंद हो सकता है ।
  9. 1 ज के बाद, नाक शंकु isoflurane संज्ञाहरण के तहत एक इमेजिंग चैंबर में माउस प्लेस और ३७ डिग्री सेल्सियस पर, और एक लापरवाह स्थिति में चिकित्सा टेप के साथ जगह में अपने अंगों को सुरक्षित ।
  10. पालतू/सीटी स्कैनर में इमेजिंग चैंबर प्लेस ।
  11. पालतू में वर्णित के रूप में पीईटी और सीटी स्कैन प्राप्त/
    नोट: पीईटी छवियों १५० के एक ऊर्जा खिड़की के साथ ६०० एस के लिए अधिग्रहीत कर रहे हैं-६५० कीव, फोटॉन क्षीणन, डिटेक्टर सामान्यीकरण, और रेडियो आइसोटोप क्षय के लिए सुधार के साथ अधिकतम संभावना उम्मीद प्रीहीट का उपयोग कर खंगाला (एक तितर बितर सुधार किया गया लागू नहीं) । सीटी छवियों ५० एस एक ५० kVp, २०० µA एक्स-रे स्रोत और एक फ्लैट पैनल डिटेक्टर का उपयोग कर के लिए एक सतत मोड में अधिग्रहीत कर रहे हैं, और वे Feldkamp एल्गोरिथ्म का उपयोग कर खंगाला जाता है ।
  12. के बाद पीईटी/सीटी पूरा हो गया है, इमेजिंग चैंबर से माउस को हटा दें और इसे अपने पिंजरे में ठीक करने के लिए अनुमति देते हैं । माउस की निगरानी जब तक यह पूरी तरह से चेतना फिर से प्राप्त किया है और स्टर्नल recumbency बनाए रख सकते हैं ।
  13. फ़ाइल, तो खुलाहै, और उचित फ़ाइल का चयन करके सॉफ्टवेयर के बीच में खंगाला पीईटी/सीटी छवियों आयात करें ।
  14. प्रतिशत की इकाई के लिए पीईटी डेटा कन्वर्ट-ग्राम प्रति खुराक इंजेक्शन (% आईडी/किसी भी अवशिष्ट सिरिंज में छोड़ दिया खुराक के लिए लेखांकन के बाद इंजेक्शन के समय में प्रवेश करके, या मानकीकृत के इकाई के लिए मूल्य (एसयूवी) में प्रवेश करके अतिरिक्त है विषय वजन. ऐसा करने के लिए, पीईटी डेटा सेट पर राइट-क्लिक करें और मूल जानकारी टैब पर% id/g फ़ील्ड की स्थिति जानें पहले दर्ज की गई% id/
  15. ट्यूमर और सामान्य ऊतकों (जिगर, मांसपेशी, फेफड़े, दिल, मस्तिष्क, और चमड़े के नीचे वसा) पर क्षेत्रों के हित (ROIs) ड्रा. ऐसा करने के लिए, संपादनपर क्लिक करें, roi जोड़ेंचुनें, roi आकार चुनें और roi को एक नाम दें. ट्यूमर और ऊतकों पर ROIs ड्रा और सभी 3 अक्षों में ब्याज की ऊतक को कवर करने के लिए उनके आयामों को समायोजित ।
    नोट: पालतू जानवरों के बीच जांच में अंतर के लिए खाते के लिए, ट्यूमर रॉय मूल्यों को आगे जिगर के रॉय मूल्यों को सामान्यीकृत किया जा सकता है, ंयूनतम glycolytic गतिविधि के साथ एक अच्छी तरह से perfused अंग 18एफ संचलन में FDG का प्रतिनिधित्व । ट्यूमर और सामांय ऊतकों के रॉय विश्लेषण एक ही माउस पर प्रदर्शन कर रहे हैं । फेफड़ों के ट्यूमर घावों आम तौर पर 18 एफ-FDG पीईटी द्वारा 18f-FDG एक सामान्य फेफड़ों में अवधारण अपेक्षाकृत कम है के बाद से पहचाने जाते हैं । सीटी भी घावों, विशेष रूप से 18F-FDG गैर avid है कि घावों की पहचान करने के लिए प्रयोग किया जाता है । एक पूर्व vivo अलग फेफड़ों के विश्लेषण भी ट्यूमर घावों स्थानीयकृत करने में मदद करता है ।

2. 18एफ-FDG Autoradiography

  1. 18एफ के साथ इमेजिंग के लिए माउस तैयार-FDG चरणों का पालन करके १.१-१.१२, अब को छोड़कर, पतला 18एफ FDG में बाँझ खारा में एक समायोजित क्षय-सही इंजेक्शन एकाग्रता of १,००० µ ci/200 µ l
    नोट: 18एफ FDG की उच्च खुराक autoradiography के लिए अतिरिक्त नमूना प्रसंस्करण समय और फास्फोरस प्लेटों द्वारा एक इष्टतम पता लगाने के लिए खाते के लिए उपयोग किया जाता है ।
  2. Euthanize 5% पर isoflurane की एक घातक साँस लेना के माध्यम से या2 सह द्वारा माउस (एक IACUC-प्रक्रिया को मंजूरी दे दी) ।
    नोट: यह फेफड़ों के ऊतकों को नुकसान पहुंचा सकता है के रूप में गर्भाशय ग्रीवा के विस्थापन नहीं किया जाना चाहिए ।
  3. नीचे ventral सतह के साथ माउस पिन उजागर और यह ७०% इथेनॉल के साथ स्प्रे करने के लिए अपने बाल नीचे चटाई को चीरा से पहले ।
  4. एक midline चीरा लगाने, दूर डायाफ्राम काटने और छाती की दीवारों को हटाने के द्वारा वक्ष गुहा खोलें । ध्यान से लार ग्रंथि को हटाने के द्वारा श्वासनली बेनकाब । श्वासनली पर बुलडॉग दबाना संभव के रूप में जबड़े के करीब के रूप में, श्वासनली पर एक तंग फिट सुनिश्चित करने के लिए जगह है । एक 23 जी सुई बुलडॉग क्लैंप नीचे श्वासनली के अंदर एक 3 मिलीलीटर सिरिंज से जुड़ी प्लेस और एक अक्टूबर के ~ 2 मिलीलीटर: पंजाब (1:1) (इष्टतम काटने तापमान: फास्फेट बफर खारा) समाधान सुई ।
    नोट: OCT बहुत चिपचिपा है और पंजाब के साथ मिश्रित है फेफड़ों में एक आसान इंजेक्शन के लिए अनुमति देते हैं ।
  5. श्वासनली से सुई निकालें और संदंश का उपयोग करने के लिए इंजेक्शन बिंदु पर दबाना OCT के किसी भी लीक: पंजाब के समाधान को रोकने के लिए ।
  6. ध्यान से फेफड़ों को वक्ष गुहार से निकालकर बाएँ पालि को फेफड़ों के बाकी हिस्सों से अलग कर दें. अक्टूबर की कुछ बूंदों से भरा लेबल cryomold में बाईं पालि प्लेस । एक बार फेफड़ों पालि मोल्ड के अंदर है, अक्टूबर के साथ शीर्ष करने के लिए cryomold भरें ।
  7. फेफड़ों के ठीक आधे के साथ एक ही प्रक्रिया को दोहराएँ ।
    नोट: यदि दिल में 18एफ-FDG संकेत उच्च होने की उंमीद है या फेफड़ों के ट्यूमर दिल के करीब स्थित हैं, यह दिल को दूर करने के लिए लाभप्रद हो सकता है ताकि किसी भी अनुरेखक रिसाव को रोकने के लिए. वैकल्पिक रूप से, पूरे फेफड़ों में एक एकल cryomold एंबेड किया जा सकता है । यह हवा के बुलबुले से बचने के लिए महत्वपूर्ण है जब OCT के साथ काम कर रहे ।
  8. लंबे समय संदंश का उपयोग करना, एक बंद सेल में तैयार cryomold जगह बाहर निकाला polystyrene फोम कंटेनर सूखी बर्फ और isopentane का एक मिश्रण युक्त ।
    नोट: यह मिश्रण ठंड के लिए यह में cryomold रखने से पहले लगभग ७० डिग्री सेल्सियस पर होना चाहिए । सख्त करने के बाद, OCT यौगिक सफेद हो जाएगा । एक ही समय में एक से अधिक नमूने संसाधित कर रहे हैं, तो अक्टूबर cryomolds में जमे हुए नमूनों अस्थायी रूप से सूखी बर्फ पर संग्रहीत किया जा सकता है ।
  9. cryomold से जमे हुए ब्लॉक निकालें और यह खंड के लिए एक cryostat पर माउंट । खंड पर एक 4 µm मोटाई का उपयोग कर microtome ब्लेड (34 °/80 mm, हाई प्रोफाइल) । कमरे के तापमान पर संग्रहित किया गया है कि एक गिलास स्लाइड करने के लिए ऊतक वर्गों स्थानांतरण ।
  10. एक फॉस्फोरस इमेजिंग प्लेट पर नमूना स्लाइड प्लेस । कैसेट में थाली प्लेस और धीरे से इसे बंद स्लाइड स्थानांतरण से रोकने के लिए । दुकान में कैसेट एक-20 ° c फ्रीजर प्लेट जोखिम के लिए, आम तौर पर रातोंरात ।
    नोट: उपयोग करने से पहले प्लेटों और कैसेट को-20 डिग्री सेल्सियस पूर्व ठंडा करने की आवश्यकता है । -८० डिग्री सेल्सियस पर नमूने रखने के रूप में अच्छी तरह से स्वीकार्य है ।
  11. एक्सपोजर के बाद स्लाइड को प्लेट से निकालकर इमेज रीडर पर प्लेट लगाकर पढ़ें ।
  12. स्लाइड प्लास्टिक लपेटो में लपेटा जा सकता है और पर संग्रहित-८० ° c, या वे hematoxylin और eosin धुंधला या immunohistochemistry के लिए तैयार किया जा सकता है ।

3. प्रोटोकॉल के लिए फसल फेफड़ों के ऊतकों

  1. चरणों का पालन करें २.२-२.४, अब सिवाय, के बजाय OCT का उपयोग कर: पंजाबियों समाधान, 10% के 2-3 मिलीलीटर सुई सामान्य बफर formalin फेफड़ों को ठीक करने के लिए.
  2. श्वासनली से सुई निकालें और formalin के किसी भी लीक को रोकने के लिए इंजेक्शन बिंदु पर दबाना करने के लिए संदंश का उपयोग करें । ध्यान से फेफड़ों को वक्ष गुहा से निकालें और उन्हें एक ५० मिलीलीटर शंकु ट्यूब में रखें जिसमें एक पूर्ण निर्धारण सुनिश्चित करने के लिए 16-24 h के लिए 10% सामान्य बफ़र्ड formalin के ~ 20 मिलीलीटर हैं ।
    नोट: फेफड़ों फिक्सिंग इष्टतम संरचनात्मक सुविधाओं के संरक्षण के लिए अनुमति देता है ।
  3. अगले दिन, formalin से फिक्स्ड फेफड़ों को हस्तांतरण करने के लिए ७०% इथेनॉल और फेफड़ों के लिए एक ऊतक कैसेट में रखा जा करने के लिए तैयार.
  4. प्रोटोकॉल के लिए ध्यान से विच्छेदन कैंची का उपयोग कर 5 पालियों के बीच शाखा अंक में कटौती से फेफड़ों को तैयार, 1-5 गिने के रूप में चित्रा 1डीमें दिखाया गया है, और उंहें एक गैर में जगह ऊतक कैसेट में उंमुखीकरण अतिव्यापी । एक फोम पैड धीरे फेफड़ों के ऊतकों पर रखें अभिविंयास बरकरार रखने के लिए ।
  5. तेल embedding जब तक ७०% इथेनॉल में विच्छेदित फेफड़ों पालियों की दुकान ।
  6. आयल-कैसेट में ऊतक एंबेड और धुंधला के लिए 4 µm मोटी वर्गों में कटौती, मानक प्रक्रियाओं का उपयोग कर ।

4. ऊतक विभाजन और वाणिज्यिक सॉफ्टवेयर का उपयोग कर ठहराव

  1. छवि hematoxylin और eosin (एच एंड ई) एक वाणिज्यिक multispectral इमेजिंग प्रणाली का उपयोग कर एक 1.25 x आवर्धन पर दाग फेफड़ों वर्गों ।
  2. डिजिटल छवि cubes और लोड करने के लिए छवियों को कंवर्ट ( फ़ाइलपर क्लिक करें, तो लोड वर्णक्रमीय पुस्तकालयपर) पूर्व बनाया वर्णक्रमीय पुस्तकालयों के लिए एच & ई ।
    नोट: वर्णक्रमीय पुस्तकालयों अकेले दाग फेफड़ों वर्गों से वर्णक्रमीय छवियों को प्राप्त करने के द्वारा विकसित किया गया था, एक अनुभाग केवल eosin और अन्य केवल hematoxylin, जो एक मुक्त स्रोत स्वामित्व वर्णक्रमीय पुस्तकालय में बच गए थे के साथ दाग के साथ दाग फ़ाइल (. सीएसएल) । इमेजिंग प्रणाली ऑपरेटिंग सॉफ्टवेयर है कि प्रत्येक तरंग दैर्ध्य की जरूरत है कि (के रूप में अधिग्रहण प्रोटोकॉल द्वारा परिभाषित) पर एक छवि प्राप्त है । उन छवियों ("छवि घन") एक खुला स्रोत स्वामित्व multispectral फ़ाइल स्वरूप (. im3) में जमा हो जाती है । स्पेक्ट्रा छवि घन से morphometric सॉफ्टवेयर का उपयोग कर निकाले जाते है और अलग वर्णक्रमीय पुस्तकालय फ़ाइलों में संग्रहीत ।
  3. वर्णक्रम unmix बटन पर क्लिक करके पूरे फेफड़ों के छद्म रंग एच और ई छवियों unmix ।
    नोट: मिश्रण 1 से कम लेता है । प्रत्येक ऊतक प्रकार में पिक्सल की संख्या morphometric छवि विश्लेषण सॉफ्टवेयर का उपयोग कर quantified थे ।
  4. प्रत्येक छवि की तीव्रता के साथ आंख की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर रंग प्रतिक्रिया convolved का उपयोग करके बराबर 3 रंग (लाल, हरे, नीले) छवि में multispectral डेटा परिवर्तित करके प्रत्येक छवि घन कल्पना ।
    नोट: परिणामी 3 छवियाँ एक मानक 24-बिट रंग छवि के रूप में प्रदर्शित किए जाते हैं ।
  5. छद्म रंग एक उपयोगकर्ता के चुने हुए रंग में है कि छवि स्केलिंग द्वारा प्रत्येक unmixed छवि (जैसे, लाल, हरे, बैंगनी, आदि) और एक मानक 24 बिट रंग छवि में अन्य छद्म रंग का मिश्रित छवियों के साथ कि एक साथ जोड़ सकते हैं ।
  6. सभी विश्लेषणों के लिए डिफ़ॉल्ट सेटिंग्स का उपयोग करें ।
    नोट: आम तौर पर, के बाद से इस तरह के विभाजन के परिणाम के एक दृश्य मूल्यांकन पर निर्भर करता है (यानी, कैसे अच्छी तरह से प्रशिक्षण सेट के बाहर छवियों पर विभाजन का आकलन काम करती है), यह महत्वपूर्ण है के लिए ठीक से छवियों को विभाजित प्रशिक्षण में, परीक्षण, और मांयता सेट करता है ।
  7. एक प्रशिक्षण सेट (10-15 मानव बायोप्सी नमूनों के लिए) के रूप में 2-3 छवियों के साथ शुरू करो, उन पर ट्रेन जब तक परिणाम अच्छे लगते हैं, और फिर एक और 2-3 छवियों के लिए कि एल्गोरिथ्म लागू होते हैं । उसके बाद, पूर्ण मान्यता सेट करने के लिए परिणामी एल्गोरिथ्म लागू होते हैं ।
    नोट: सबसे अधिक संभावना है, कुछ पुनर्प्रशिक्षण की जरूरत होगी ।
  8. प्रत्येक माउस की 1-5 पालियों में लाल छद्म रंग ट्यूमर के लिए कुल पिक्सेल गिनती की गणना करके पूरे फेफड़ों के वर्गों में ट्यूमर क्षेत्र का विश्लेषण ।
    नोट: सामांय ऊतक था छद्म रंग का हरा और रक्त/रक्त वाहिकाओं छद्म रंग गुलाबी थे के रूप में चित्रा 3में दिखाया गया है । प्रत्येक उपचार समूह के लिए मतलब ट्यूमर बोझ उपचार समूह में प्रत्येक माउस के लिए कुल पिक्सेल गिनती को मापने के द्वारा गणना की गई थी ।

Representative Results

18 एफ FDG पीईटी इमेजिंग एल.ए. चूहों पर प्रदर्शन किया और दिखाया गया है कि इन चूहों में ट्यूमर अत्यधिक glycolytic के रूप में एक ऊंचा 18F-FDG उपभोग द्वारा दिखाए गए थे (1 चित्रा), पहले से प्रकाशित अध्ययन26के साथ सहमत, 29. पूरे फेफड़ों के एक लकीर कई ट्यूमर की उपस्थिति का पता चला (चित्रा 1बी). माउस फेफड़ों के आंकड़े 1C और 1 डीमें प्रतिनिधित्व 5 अलग पालियों में विभाजित किया जा सकता है । पालियों 1-5 खोदी गई फेफड़ों कि एच एंड ई या ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर 1 (Glut1) (चित्रा 1डी) के साथ दाग थे पर लेबल थे । Glut1 दोनों ग्लूकोज और 18एफ FDG और इसकी अभिव्यक्ति और ट्यूमर कोशिकाओं की प्लाज्मा झिल्ली को स्थानीयकरण सीधे 18एफ FDG एसयूवी29के साथ सहसंबंधी के एक प्राथमिक ट्रांसपोर्टर है । 18F-FDG-avid फेफड़ों ट्यूमर में Glut1 धुंधला (40X) के एक उच्च संकल्प विश्लेषण एक ऊंचा अभिव्यक्ति और प्लाज्मा झिल्ली (चित्रा 1डी) में ट्रांसपोर्टर के स्थानीयकरण से पता चलता है ।

पीईटी इमेजिंग के सीमित संकल्प के कारण, दोनों पीईटी/सीटी और ऊतक autoradiography प्रदर्शन किया गया । autoradiography के उच्च संकल्प ट्यूमर 18F-FDG वितरण के छोटे ट्यूमर और विविधता की पहचान हो सकती है । ट्यूमर प्रेरण, 18एफ FDG पीईटी/सीटी इमेजिंग के बाद केरल चूहों पर प्रदर्शन किया गया था (चित्रा 2ए) इन चूहों से अलग फेफड़ों पर autoradiography द्वारा पीछा (आंकड़े २ बी और 2c). के रूप में आंकड़े 2 बी और 2cमें देखा, autoradiography दो अतिरिक्त छोटे ट्यूमर है कि 18एफ के लिए सकारात्मक थे FDG अभी तक पालतू द्वारा आसानी से दिखाई नहीं थे की पहचान की । autoradiography के बाद, ऊतक के साथ स्लाइड भी immunohistochemical (आइएचसी) के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है (ओं) के दाग । एच एंड ई ट्यूमर के लिए धुंधला छोड़ पालि में ट्यूमर की उपस्थिति की पुष्टि (चित्रा 2डी) ।

अगला, 18एफ FDG पीईटी इमेजिंग MLN0128-इलाज Kras G12D पर प्रदर्शन किया गया था ; Lkb1-/- चूहों फेफड़ों ट्यूमर (चित्रा 3) में ग्लूकोज चयापचय के एक कार्यात्मक उपचिह्न के रूप में 18एफ-FDG का उपयोग करने के लिए. हम की पहचान की है कि MLN0128 के साथ एक इलाज मजबूती से mTORC1 संकेतन और glycolysis के रूप में एक कम 18 एफ FDG खपत (आंकड़े 3 ए और बी 1) द्वारा दिखाए बाधित । इन परिणामों के पहले से ही हमारे17,27प्रयोगशाला द्वारा प्रकाशित के रूप में केरल चूहों में MLN0128 का आकलन पूर्व नैदानिक अध्ययन के साथ सहमत हैं । अंत में, आइएचसी धुंधला ट्यूमर (चित्रा 3सी) पर प्रदर्शन किया गया था । ट्यूमर एच एंड ई या phospho-s6, जो mTORC1 के एक संरक्षित सब्सट्रेट है और एक mTORC1 सक्रियण (पी-s6) बनाम निष्क्रियता (s6) के संकेत के लिए प्रयोग किया जाता है के खिलाफ एंटीबॉडी के साथ या तो दाग थे । चित्रा 3 सी एक वाहन है, जो पहले से प्रकाशित काम17से सहमत के साथ इलाज करने वालों की तुलना में केरल के ट्यूमर में MLN0128 द्वारा पी के एक मजबूत निषेध से पता चलता है । KRAS के अलावा, oncogenic ड्राइवरों जैसे एपिडर्मल वृद्धि कारक रिसेप्टर (EGFR) फेफड़े के ट्यूमर में glycolytic चयापचय के रूप में अच्छी तरह से समर्थन करते हैं । इसलिए, हम परीक्षण किया है कि erlotinib के साथ constitutively सक्रिय उत्परिवर्ती EGFR के निषेध माउस xenografts में 18एफ FDG चयापचय दबा दिया । आंकड़े 3 डी और 3E बताते है कि मानव फेफड़ों के ट्यूमर लाइन HCC827, जो एक EGFR del19 उत्परिवर्तन बंदरगाह, एक काफी कम 18एफ FDG खपत erlotinib उपचार के पांच दिनों के बाद दिखाया ।

अंत में, morphometric ऊतक विश्लेषण खोदी फेफड़ों और फेफड़ों के ट्यूमर पर प्रदर्शन के लिए कुल ट्यूमर के बोझ को मात्रा के रूप में अच्छी तरह के रूप में ट्यूमर विकृतियों कि ऊतक उपप्रकार, परिगलन सामान्य फेफड़ों के ऊतकों से रक्त वाहिकाओं, और हवा अंतरिक्ष शामिल अंतर करने के लिए किया गया था । के. एल. GEMMs एक जटिल और रोग विषम रोग है कि अलग histopathologies के फेफड़े के ट्यूमर के साथ ही प्रस्तुत विकसित की है । इनमें adenocarcinomas (एडीसी) और स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा (SCC) शामिल हैं-यह विविधता इस कैंसर के इलाज को एक दुर्जेय चैलेंज बनाता है । चित्र 4 एक दो बड़े ट्यूमर मौजूद के साथ एक एकल एच और ई सना हुआ फेफड़ों पालि से पता चलता है । चित्रा 4बी में दिखाया गया उच्च आवर्धन छवियों एक सामान्य फेफड़े, जहाजों, और हवाई क्षेत्र, और साथ ही ग्रंथिकर्कटता, एक अच्छी तरह से परिभाषित इल्लों संरचना और एक स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा द्वारा विशेषता ट्यूमर परिगलन की पहचान । चित्र 4 सी छद्म फेफड़ों पालि और morphometric सॉफ्टवेयर की सूचना का उपयोग ट्यूमर का रंग का प्रतिनिधित्व करता है । चित्र 4 डी सामांय फेफड़े, जहाजों, और ट्यूमर परिगलन और ट्यूमर उपप्रकार है कि अच्छी तरह से विभेदित ग्रंथिकर्कटता स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा से विभाजित के रूप में व्यक्तिगत विकृतियों के प्रतिशत से पता चलता है ।

Figure 1
चित्रा 1 : चयापचयी सक्रिय KrasG12D; Lkb1-/- (केरल) उत्परिवर्ती फेफड़ों के ट्यूमर 18एफ FDG सकारात्मक और ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर 1 (Glut1) के उच्च स्तर व्यक्त कर रहे हैं । पैनल ए और बी एक अधिक से अधिक तीव्रता प्रक्षेपण शो [भी एक 3 आयामी के रूप में संदर्भित (3 डी) छवि के 18एफ-FDG-पीईटी और कुछ FDG पर सीटी विश्लेषण-avid के केरल स्क्वैमस फेफड़ों के ट्यूमर बंदरगाह चूहों । दिखाया गया है (क) एक 3 डी पुनर्निर्माण और (ख) अनुप्रस्थ, sagittal और फेफड़ों के ट्यूमर (ओं) के रूप में (टी) के राज्याभिषेक विचारों । (ग) इस पैनल के एक पूरे फेफड़ों प्रोटोकॉल से पता चलता है केरल के पैनल ए और बीमें imaged माउस, या तो एच एंड ई के लिए सना हुआ (शीर्ष पैनल) या एक एंटीबॉडी Glut1 (नीचे पैनल) के लिए विशिष्ट के साथ । फेफड़ों पालियों गिने जाते हैं । स्केल बार = 2 मिमी । (घ) यह आरेख चूहों (शीर्ष पैनल) में और उच्च संकल्प 40X छवियों और एच एंड ई के लिए पैनल सी में दिखाए गए स्लाइड से दाग ट्यूमर (मध्य पैनल) में पालियों के अभिविन्यास और संख्याओं का प्रतिनिधित्व करता है (मध्यम कक्ष) या Glut1 (नीचे पैनल) के लिए एक विशिष्ट एंटीबॉडी के साथ दाग । स्केल बार = 25 µm. कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 2
चित्रा 2: 18 F-FDG autoradiography छोटे ट्यूमर की पहचान कर सकते हैं जो चयापचय रूप से सक्रिय हैं । (क) यह 18f-FDG पालतू/सीटी छवि एक अधिकतम तीव्रता प्रक्षेपण छवि के रूप में दिखाया गया एक केरल माउस में 18f-FDG-avid ट्यूमर से पता चलता है । T1 और टी 2 = ट्यूमर, एच = दिल, बी = मूत्राशय, कश्मीर = गुर्दे । (ख) यह पैनल माउस के दाएँ और बाएँ फेफड़े पालियों के धारावाहिक वर्गों पर पूर्व vivo autoradiography से पता चलता है. बाएं और दाएं पैनल में फेफड़ों समान हैं । बाएं पैनलों में फेफड़ों छद्म रंग का नारंगी हैं । सही पैनलों में फेफड़े काले और सफेद रंग के होते हैं । ट्यूमर (T1, टी 2, और T3) तीर के साथ संकेत दिया जाता है । (ग) इस autoradiography pseudocolored नारंगी (शीर्ष पैनल) और काले और सफेद (नीचे पैनल) का एक बढ़ाया दृश्य है । (घ) इस पैनल के एच एंड ई पैनल बीमें दिखाया बाईं पालि के शीर्ष टुकड़ा के धुंधला से पता चलता है । स्केल बार = २०० µm कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए । 

Figure 3
चित्रा 3 : mTOR अवरोध करनेवाला MLN0128 के रूप में 18एफ-FDG पालतू जानवर द्वारा पता लगाया के एल. ए. चूहों के फेफड़ों के ट्यूमर में ग्लूकोज की खपत को रोकता है । (क) इस पैनल के प्रतिनिधि 18एफ FDG पालतू/एक वाहन (18एफ FDG शौकीन चावला, बाएं) या MLN0128 (18एफ-FDG गैर avid, सही) के साथ इलाज चूहों की सीटी छवियों से पता चलता है । अनुप्रस्थ (शीर्ष पैनल), राज्याभिषेक (मध्य पैनल), और sagittal (निचला फलक) दृश्य दिखाए गए हैं. ट्यूमर लाल लाइनों के साथ उल्लिखित कर रहे हैं; ज = दिल, एल = जिगर । (ख) यह पैनल वाहन-और MLN0128-उपचारित ट्यूमरों के बीच SUVmax (% ID/g) का एक ठहराव दिखाता है । (ग) इस पैनल के एच एंड ई और पी-S6 के साथ पूरे फेफड़ों के वर्गों से पता चलता है केरल वाहन या MLN0128 के साथ इलाज चूहों । स्केल बार = 25 µm. (घ) इस पैनल के प्रतिनिधि 18F-FDG-पीईटी और HCC827 EGFR (del19) xenografts पूर्व और पोस्ट-erlotinib उपचार के सीटी छवियों से पता चलता है । ट्यूमर (टी) एक तीर के साथ संकेत दिया है, कश्मीर = गुर्दे, बी = मस्तिष्क । (ङ) यह पैनल erlotinib उपचार से पहले और बाद में HCC827 xenografts के लिए SUVmax (% ID/g) का एक ठहराव दिखाता है । n = 10 ट्यूमर समूह/ कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्र 4 : ट्यूमर बोझ और ट्यूमर प्रोटोकॉल morphometric सॉफ्टवेयर का उपयोग कर quantified हैं ।
(क) इस पैनल से पता चलता है एच एंड ई एक एक एल माउस से एकत्र ट्यूमर के साथ एक चूहा फेफड़ों पालि के धुंधला । (ख) इन उच्च संकल्प छवियों स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा (ऊपर छोड़ दिया), सामांय फेफड़े, जहाजों, और हवा अंतरिक्ष (ऊपर सही), और अच्छी तरह से विभेदित इल्लों ग्रंथिकर्कटता (नीचे बाएं) और परिगलन (नीचे सही) दिखाते हैं । (ग) यह पैनल morphometric सॉफ्टवेयर का उपयोग करते हुए एच एंड ई सना लंग पालि के pseudocoloring से पता चलता है. (घ) इस पैनल को सूचित द्वारा मापा व्यक्तिगत फेफड़े पालि और ट्यूमर विकृतियों के लिए प्रतिशत से पता चलता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Discussion

इस अनुच्छेद के एक इमेजिंग आधारित प्रयोगात्मक दृष्टिकोण है कि 18एफ FDG पालतू/qIHC के साथ सीटी इमेजिंग का उपयोग किया क्रम में mTOR अवरोधक MLN0128 की डिलीवरी के बाद फेफड़े के ट्यूमर में दोनों चयापचय और आणविक प्रतिक्रियाओं को मापने के लिए । MLN0128 प्रभावी रूप से 18एफ FDG खपत कम, ट्यूमर में एक महत्वपूर्ण चयापचय प्रतिक्रिया का संकेत है । पालतू/सीटी इमेजिंग immunohistochemistry करने के लिए जोड़ने के द्वारा, हम स्थानिक 3 डी पीईटी/सीटी छवियों के लिए खोदी ट्यूमर रजिस्टर करने के लिए और एक सेलुलर और आणविक स्तर पर पूरे ट्यूमर की एक विस्तृत परीक्षा प्रदर्शन करने में सक्षम थे । यह यह पुष्टि करने के लिए संभव बनाया है कि MLN0128 mTOR संकेतन हिचकते हैं, इस प्रकार ट्यूमर में दवा के लिए एक पर लक्ष्य आणविक प्रतिक्रिया की पुष्टि. अंत में, मात्रात्मक प्रोटोकॉल का लाभ लेने के द्वारा, हम नक्शा और अलग ट्यूमर परिगलन से समग्र ट्यूमर द्रव्यमान के रूप में विशिष्ट ट्यूमर विकृतियों, कर रहे थे, स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा से ग्रंथिकर्कटता को परिभाषित, और microPET इमेजिंग पूरक ।

MicroPET वर्तमान में लगभग 1 मिमी के एक स्थानिक संकल्प द्वारा सीमित है । इसके अलावा, 18एफ FDG प्रतिधारण कुछ ऊतकों में प्लाज्मा ग्लूकोज का स्तर, प्रकार और संवेदनाहारी जोखिम की अवधि, पर्यावरण के तापमान, और पशु के सामान्य स्वास्थ्य, जो प्रभाव हो सकता है सहित विभिन्न कारकों से प्रभावित किया जा सकता 18 F-FDG फार्माकोकाइनेटिक्स30. इन मापदंडों इस प्रोटोकॉल के लिए अनुकूलित किया गया है, लेकिन प्रत्येक पशु मॉडल के लिए अनुकूलित किया जाना चाहिए । 18F-FDG के Reproducibility अध्ययन चूहों में चमड़े के नीचे ट्यूमर के इमेजिंग का मतलब% आईडी के लिए भिन्नता का एक गुणांक लगभग 15% का प्रदर्शन, सुझाव है कि एक व्यक्ति माउस के ट्यूमर चिकित्सीय प्रतिक्रिया 18 द्वारा मूल्यांकन F-FDG पालतू इस सीमा से बड़ा होना चाहिए विश्वसनीय और महत्वपूर्ण31माना जाता है ।

सेलुलर और पालतू खोजकर्ताओं के भी उपसेलुलर वितरण ऊतक autoradiography द्वारा बाद में दाग और सह qIHC के साथ पंजीकृत वर्गों के साथ मूल्यांकन किया जा सकता है । सह सीटी के साथ पीईटी पंजीकरण एक पालतू छवि एक संरचनात्मक संदर्भ में रखा जा करने के लिए अनुमति देता है; यह भी कम कोमल ऊतक कंट्रास्ट के साथ, अत्यंत मूल्यवान है । सीटी द्वारा कोमल ऊतक इसके विपरीत की कमी चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) के साथ दूर किया जा सकता है । इसके अलावा, प्रतिदीप्ति इमेजिंग के लिए glycolysis में vivoका आकलन किया जा सकता है, लेकिन फोटॉन अवशोषण और फेफड़े गुहा में तितर बितर सटीक quantitation या खोज संवेदनशीलता३२को प्रभावित कर सकते हैं । सारांश में, पूरे पशु पीईटी का उपयोग/मात्रात्मक प्रोटोकॉल के साथ सीटी इमेजिंग उपचारात्मक हस्तक्षेप के बाद ट्यूमर जीव विज्ञान के एक सटीक और वास्तविक समय नक्शा प्रदान करता है ।

Multispectral इमेजिंग (MSI) किसी भी स्थिति में लागू होता है जहां एक रंग छवि का उपयोग किया जा सकता है । बेहद कम से कम, msi एक रंग छवि के रूप में एक ही जानकारी प्रदान करता है, और कुछ अनुप्रयोगों के लिए, msi एक साधारण ब्रॉड-बैंड तीन-रंग (RGB) छवि से एक नमूने के वर्णक्रमीय गुणों के बारे में अधिक विस्तृत जानकारी प्रदान कर सकते हैं । सामांय में, msi की सीमाएं रंग इमेजिंग के वे हैं, सिवाय इसके कि msi धीमी है और छवियों को प्राप्त करने के लिए अधिक समय लेता है । morphometric सॉफ्टवेयर reproducible प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया गया था, छवियों के लिए सटीक विभाजन परिणाम और सामग्री की तालिकामें वर्णित है. वहां अतिरिक्त व्यावसायिक रूप से उपलब्ध उत्पादों है कि ऊतक विभाजन और प्रोटोकॉल के ठहराव के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।

कैंसर चयापचय की जटिलता Warburg प्रभाव और ग्लूकोज चयापचय३३,३४से परे फैली हुई है । यह बहुत संभावना है कि ट्यूमर आसानी से एक एजेंट उपचार है कि glycolysis बाधित करने के लिए अनुकूल होगा । एमिनो एसिड चयापचय पर निर्भरता अच्छी तरह से कैंसर में प्रलेखित किया गया है, और यह उंमीद है कि ट्यूमर ऐसे glutamine, glycine के रूप में अमीनो एसिड की एक मेजबान पर भरोसा करते हैं, और serine, साथ ही साथ अंय चयापचयों जैसे मुक्त फैटी एसिड३५,३६, ३७. 18एफ-FDG के अलावा, जांच के रूप में इस तरह के 18एफ-और 11सी-लेबल glutamine, choline, एसीटेट, 1-(2 '-Deoxy-2'-fluoroarabinofuranosyl) cytosine (FAC), और fluorothymidine (FLT) सफलतापूर्वक छवि एमिनो एसिड के लिए इस्तेमाल किया गया है, न्यूक्लियोटाइड, और लिपिड कैंसर के पशु मॉडलों में चयापचय३८,३९,४०,४१। स्वचालन और अतिसूक्ष्म अनुरेखक radiochemistry उच्च संकल्प के साथ मिलकर प्रौद्योगिकियों, उच्च संवेदनशीलता पालतू स्कैनर विभिन्न जैविक प्रक्रियाओं को मापने के लिए पीईटी की पहुँच में सुधार होगा४२,४३. चयापचय वृद्धि की समझ के रूप में, यह तार्किक है कि पीईटी radiotracers की प्रदर्शनियों के रूप में अच्छी तरह से वृद्धि होगी, शोधकर्ताओं और चिकित्सकों को सक्षम करने के लिए इनवेसिव प्रोफ़ाइल ट्यूमर चयापचय ।

पीईटी/सीटी इमेजिंग और मात्रात्मक प्रोटोकॉल का उपयोग एक नैदानिक जरूरत है, जो तेजी से नैदानिक उपयोग में बेंच खोजों अनुवाद करने के लिए है पते । यह पूरा करने के लिए, शोधकर्ताओं को सही चिकित्सकीय प्रतिक्रिया के रूप में अच्छी तरह से दवाओं के लिए अधिग्रहण प्रतिरोध, जो पालतू/ इसके अलावा, पालतू/सीटी और फेफड़े के ट्यूमर के immunohistochemical विश्लेषण रोगियों के लिए देखभाल के मानक के रूप में उपयोग किया जाता है, और इस प्रकार, सीधे नैदानिक अभ्यास में अनुवाद कर रहे हैं । महत्वपूर्ण बात, पीईटी/सीटी इमेजिंग आसानी से चिकित्सा प्रतिरोधी ट्यूमर है, जो शोधकर्ताओं को अलग और एक आणविक स्तर पर पूछताछ के लिए बेहतर रोग के तंत्र को समझने के लिए कर सकते है की पहचान करता है । यह एक चलने प्रक्रिया है कि यह बेहतर प्रतिरोध और डिजाइन नैदानिक अनुवाद के लिए और अधिक प्रभावी चिकित्सीय रणनीतियों के तंत्र को समझने के लिए संभव बना दिया है ।

Disclosures

केविन पी फ्रांसिस Perkin Elmer के एक कर्मचारी हैं । जेंस Mansfield NASDAQ पर PerkinElmer, Inc (PKI) शेयरों की एक सार्वजनिक अंशभागी है । लेखकों का खुलासा करने के सिवा और कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

हम कैलिफोर्निया लॉस एंजिल्स के विश्वविद्यालय ' Crump नैदानिक इमेजिंग प्रौद्योगिकी केंद्र के पालतू जानवरों के साथ उनकी सहायता के लिए/सीटी इमेजिंग, अनुवाद पैथोलॉजी कोर प्रयोगशाला और सांख्यिकी कोर कैलिफोर्निया लॉस एंजिल्स विश्वविद्यालय में ' डेविड Geffen दवा के ट्यूमर नमूना तैयारी और विश्लेषण के साथ उनकी सहायता के लिए स्कूल । धन के लिए, डेविड बी Shackelford CTSI और KL2 अनुवाद विज्ञान पुरस्कार अनुदान संख्या KL2TR000122 और UL1TR000124 द्वारा UCLA में चिकित्सा के डेविड Geffen स्कूल में और प्रतिरक्षा विभाग द्वारा समर्थित किया गया था फेफड़ों के कैंसर अनुसंधान कार्यक्रम शोधों अनुसंधान भागीदारी W81XWH-13-1-0459 और ACS RSG-16-234-01-TBG. शॉन टी बेली एक NIH T32 प्रशिक्षण अनुदान HL072752 द्वारा UCLA में डेविड Geffen स्कूल चिकित्सा के माध्यम से समर्थन किया गया था । एंथनी जोंस UCLA ट्यूमर सेल जीवविज्ञान प्रशिक्षण कार्यक्रम द्वारा समर्थित है (USHHS रूथ एल Kirschstein संस्थागत राष्ट्रीय अनुसंधान सेवा पुरस्कार # T32 CA009056) । Gihad Abdelhady एक NIH/NCI विविधता अनुपूरक R01CA208642 द्वारा समर्थित है ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
G8 PET/CT Perkin Elmer CLS139564 Used for 18F-FDG PET and CT imaging of mice
Axio Imager.M2 Zeiss 490020-0003-000 Acquiring images of FFPE lung tumor sections
Inform software Perkin Elmer CLS135781 Morphometric used for image analysis of tumor pathologies
Glut1 antibody Alpha Diagnostics GT12-A IHC staining of FFPE lung tumor sections
Phospho-S6 Ribosomal Protein (Ser235/236) (D57.2.2E) XP™ Rabbit mAb Cell Signaling Technologies 4858 IHC staining of FFPE lung tumor sections
MX35 Premier microtome blades  Thermo Fisher Scientific 3051835 Microtome blades for sectioning tissue for autoradiography

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कैंसर रिसर्च इश्यू १३७ 18एफ-FDG पीईटी इमेजिंग लंग कैंसर glycolysis LKB1 KRAS mTOR
उपयोग <sup>18</sup>F-FDG पीईटी/सीटी इमेजिंग और मात्रात्मक प्रोटोकॉल में ग्लूकोज चयापचय में गतिशील परिवर्तन को मापने के लिए माउस मॉडल फेफड़ों के कैंसर
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Momcilovic, M., Bailey, S. T., Lee,… More

Momcilovic, M., Bailey, S. T., Lee, J. T., Zamilpa, C., Jones, A., Abdelhady, G., Mansfield, J., Francis, K. P., Shackelford, D. B. Utilizing 18F-FDG PET/CT Imaging and Quantitative Histology to Measure Dynamic Changes in the Glucose Metabolism in Mouse Models of Lung Cancer. J. Vis. Exp. (137), e57167, doi:10.3791/57167 (2018).

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