Method Article

Bir fare modelinde mikro bilgisayarlı tomografi ve kan örneklemesi kullanılarak pulmoner nodül ilerlemesinin izlenmesi

DOI:

10.3791/67746

⸱

December 6th, 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Affiliated Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 2State Key Laboratory of Southwestern Chinese Medicine Resources, Innovative Institute of Chinese Medicine and Pharmacy/Academy for Interdisciplinary, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 3Research Institute of Integrated Traditional Chinese Medicine and Western Medicine, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 4Chengdu University of CTM, Basic Medical College, 5Chengdu Fifth People's Hospital, 6TCM Regulating Metabolic Diseases Key Laboratory of Sichuan Province, Affiliated Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu protokol, pulmoner nodülleri incelemek için etkili, basit ve minimal invaziv bir yöntemi tanımlar. Araştırma tekniği olarak submaksiller ven kanı alınması ve mikro-BT görüntüleme kullanılmaktadır.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mikro bilgisayarlı tomografi (mikro-BT), pulmoner nodüllerden (PN) akciğer kanserine (LC) kadar değişiklikleri izlemek için gerçek zamanlı, sezgisel, hassas ve minimal invaziv bir tekniktir. Submandibular ven kan örneklemesinin entegrasyonu, PN'den LC'ye ilerlemesi sırasında görüntüleme ve anahtar hedef değişikliklerinin hızlı, stabil ve basit bir şekilde tespit edilmesini sağlar. Bu çalışmada, bir akciğer adenokarsinomu modeli geliştirmek için A / J farelerde 100 mg / kg 4- (metilnitrosamino) -1- (3-piridil) -1-bütanon dozu uyguladık. Deney hayvanlarında hastalığın ilerlemesi daha sonra submandibular ven kan örneklemesi ve mikro-BT testi ile izlendi. Deneysel sonuçlar, bazı hayvanların akciğerlerinde 10. haftaya kadar nodüler odakların varlığını gösterdi ve akciğer adenokarsinomu görüntülerinin gelişimi 21. haftaya kadar belirginleşti. Sonuç olarak, mikro-BT, farelerin akciğerlerindeki patolojik değişiklikleri etkili bir şekilde gözlemleyebilir ve submandibular ven kan örneklemesi ile birleştirildiğinde kan, protein ve hedeflerdeki değişiklikleri dinamik olarak izleyebilir. Bu yöntem, ilaç taraması, farmakokinetik testler, toksikolojik deneyler ve güvenlik çalışmaları için oldukça spesifik, basit ve hassas bir yaklaşım sağlar.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Akciğer kanseri (LK), bronş mukozasından veya akciğer bezlerinden kaynaklanan ciddi bir neoplazmdır. 2021 istatistiklerine göre, LC her yıl küresel olarak yaklaşık iki milyon ölüme neden oluyor ve insidans ve ölüm oranları artıyor1. LK'da erken tanı ve müdahale, daha yüksek kür oranlarına, daha düşük mortaliteye ve daha düşük tedavi maliyetlerine katkıda bulunur. Pulmoner nodüller (PN), akciğer kollapsı, mediastinal lenf nodu büyümesi veya plevral efüzyon kanıtı olmaksızın, radyolojik incelemelerde lokalize, yuvarlak ve daha yoğun katı veya subsolid gölgeler ≤30 mm ile karakterize LK'nin spesifik öncüleridir2. 2022'de Ulusal Kapsamlı Kanser Ağı (NCCN), PN'yi sayı, çap ve yoğunluğa göre sınıflandırdı ve sağ akciğerde 5 mm'lik izole buzlu cam nodül gibi kombinasyonları belirledi3. Bununla birlikte, NCCN kılavuzları, PN'de malignite riskinin nodüllerin çapı ve miktarı ile arttığını göstermektedir. Düşük doz bilgisayarlı tomografinin yaygın olarak uygulanması, her yıl milyonlarca yeni vakanın tespit edilmesiyle PN tanılarını önemli ölçüde artırmıştır4.

A/J farelerinin 4- (metilnitrosamino) -1- (3-piridil) -1-bütanon (NNK) ile kombinasyonu, akciğer kanseri (LC) için en yaygın kullanılan hayvan modelidir5,6. Submandibuler ven kan örneklemesi ile birlikte mikro-BT kullanımı, pulmoner nodüllerden (PN) LC'ye değişikliklerin gerçek zamanlı izlenmesi için etkili bir yaklaşımdır. Kimyasal kanserojen indüksiyon, özellikle NNK ve A/J farelerde, akciğer kanseri modellemesi için en yaygın yöntemdir ve karsinoma in situ oluşturmak için etkili bir yaklaşım olduğu kanıtlanmıştır 7,8. Bu modelleme yöntemi, aksiller inokülasyon yöntemine kıyasla PN'nin LC'ye ilerlemesini daha doğru bir şekilde simüle eder.

Önceki çalışmalar, ötenazi sonrası nodül morfolojisinin istatistiksel analizine ve doku örneklerinin patolojik boyanmasına odaklanmıştır9. Bununla birlikte, bu yöntemler, PN'den LC10'a dinamik ilerlemenin gerçek zamanlı olarak izlenmesi için kapasiteden yoksundur. Non-invaziv bir görüntüleme tekniği olan mikro-BT, yüksek çözünürlük, hızlı görüntüleme, düşük radyasyon dozu ve güvenlik ile doğru boylamsal veriler sağlayarak akciğer görüntülerini gerçek zamanlı olarak tespit etmek için uygun hale getirir11,12. Submandibular ven kan örneklemesi, farelerden kan örnekleri almak için en son, en basit ve en hızlı yöntemdir13. Bu non-invaziv teknik, minimum hayvan muamelesi gerektirir ve araştırmada kullanılan hayvan sayısını azaltmayı, rahatsızlığı en aza indirmeyi ve etik tedaviyi teşvik etmeyi amaçlayan 3R ilkeleriyle uyumlu olarak hızlı iyileşmeye izin verir. Toplanan kan hacmi, yaklaşık 0.2-0.5 mL, orta derecede gereksinimleri olan kan parametrelerinin izlenmesi için yeterlidir14.

Mikro-BT ve submandibuler ven kan örneklemesinin eşzamanlı kullanımı, görüntülemede PN'den LC'ye ilerlemenin dinamik, gerçek zamanlı gözlemine ve kan dolaşımındaki kilit hedeflerin gerçek zamanlı tespitine olanak tanır15. Ek olarak, bu yaklaşım, yüksek performanslı kromatografi gibi tekniklerle birleştirildiğinde LC16,17 anlayışımızı geliştiren metabolitlerin ve diğer biyokimyasalların gerçek zamanlı olarak araştırılmasını sağlar.

Bu çalışmada, in-situ akciğer kanseri fare modeli oluşturmak için NNK ile birleştirilmiş A/J fareleri kullanıldı. Akciğer görüntülerini yakalamak için model indüksiyonundan 4, 10 ve 20. haftalarda mikro-BT taramaları gerçekleştirilirken, deney boyunca submandibular ven örneklemesi yoluyla kan toplandı. Bu çalışmanın amacı, submandibuler ven kan örneklemesi ile mikro-BT'yi birleştirerek PN ve LK araştırmaları için bir temel oluşturmaktır.

Onkolojide mikro-BT, tümör büyümesini tespit etmek için oldukça etkili bir araçtır ve bu tür çalışmalar sırasında herhangi bir zamanda lokal gölge odak değişikliklerini ölçmek için yüksek çözünürlüklü bir teknik sunar18,19. Bununla birlikte, mikro-BT'nin tek başına gölge odak özellikleri, hayvanın fizyolojik durumu veya temel biyolojik faktörlerin seviyeleri hakkında bilgi sağlamadığını bilmek önemlidir. Bu nedenle bu çalışmada tamamlayıcı bir yöntem olarak submandibuler ven örneklemesi kullanılmıştır.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışmada açıklanan tüm hayvan deneyleri, Chengdu Geleneksel Çin Tıbbı Üniversitesi Deneysel Hayvan Refahı Etik Komitesi tarafından onaylanmıştır ve hayvan araştırmaları için ilgili yasalara ve etik standartlara uygun olarak yürütülmüştür (inceleme numarası: 2024035). Dişi akraba A / JGpt fareleri (7-8 haftalık), % 40 -% 70 bağıl nem ile 20-24 ° C sıcaklıkta tutuldu. Onlara 12 saatlik bir aydınlık-karanlık döngüsü boyunca standart hayvan yemi ve arıtılmış su ad libitum sağlandı. Deneyden önce her hayvan 7 gün boyunca bu ortama alıştırıldı. Kullanılan reaktiflerin ve ekipmanın ayrıntıları Malzeme Tablosunda listelenmiştir.

1. Reaktifler ve hayvan hazırlama

  1. Kimyasallar ve reaktifler
    1. 10 mg / mL ana karışım20 oluşturmak için NNK'yi tuzlu suda çözün. NNK grubuna 100 mg / kg konsantrasyonda 0.2 mL'lik tek bir intraperitoneal enjeksiyon uygulayın ve boş gruba eşit hacimde normal salin sağlayın.
      NOT: Mikro-BT taraması ve kan örneklemesi için zamanlamayı belirlemek için Jang ve ark.21'i takip edin.
  2. Kan alma
    NOT: Farelerin sağlığını sağlamak için, kan alımını her seferinde 0,2 mL'den fazla olmayacak şekilde sınırlayın ve iyileşme için bir hafta bekleyin. Submental bölgedeki saç bolluğu nedeniyle, toplama sırasında kan örneğinin saç tarafından kontaminasyonunu önlemeye dikkat edin.
    1. Deneyden bir gün önce uygun bir tıraş makinesi kullanarak hayvanın yüz tüylerini alın.
    2. Herhangi bir hareketi önlemek ve farenin kafasını sabit bir konumda tutmak için farenin kafasının arka tarafındaki cildi sol elinizle sıkıca kavrayın.
    3. Kan alma iğnesini, eğik göz yuvasının arkasındaki mandibular bölgeden submaksiller artere hızlı bir şekilde sokun. Optimum kan akışını sağlamak için iğneyi en az 3 saniye yerinde tutun. 50-200 μL kan toplayın.
    4. Kanı bir EDTA tüpüne toplayın. Kanamayı durdurmak için cilde hafif bir baskı uygulamak için pamuklu çubuk kullanın. Kanama durduğunda, fareyi bırakın ve 30 saniye boyunca gözlemleyin.
    5. Kanın pıhtılaştırıcı ile iyice karıştığından emin olmak için test tüpünü hafifçe çalkalayın.
    6. Rutin kan testi için, toplanan kanı veteriner kan rutin test cihazına yerleştirin, toplama düğmesine basın ve aletin kanı toplamasına izin verin. Görüntülenen sonuçları kaydedin. Kalan kanı güvenli bir şekilde atın.

2. Mikro-BT ile in vivo görüntüleme

NOT: Mikro-CT taramasını kullanmadan önce her zaman kulak küpeleri gibi metal nesneleri test hayvanından çıkarın. Metal nesneler görüntüde ciddi bozulmalara neden olabilir. Mikro-CT belirli bir miktarda radyasyon yayar; Diğer deneysel sonuçların etkilenmediğinden emin olun.

  1. Üniteyi başlatın, mikro-CT yazılımını başlatın ve prob kalibrasyonunu ve ısınmasını gerçekleştirin. Tarama için fareye özel araç yatağını kullanın.
  2. Yeni bir veritabanı oluşturun ve bu tarama için bir ad verin veya varolan bir veritabanına bağlayın.
  3. Yazılım kurulum penceresindeki parametreleri değiştirin. X-ışını filtresini 70 kV voltaj, 80 μA akım, 36 mm × 36 mm görüş alanı, 360° rotasyonel tarama ve 4 dakika22 tarama süresi ile Cu0.06 + Al0.5'e ayarlayın.
  4. 23'ü taramadan önce fareleri% 3 izofluran ile uyuşturun (kurumsal olarak onaylanmış protokolleri izleyerek). Mikro-CT görüntüleme ekranını açın ve fareleri yapışkan bantla alet yatağına sabitleyin. Alet yatağındaki mikro-BT aletinin içine yerleştirilmiş bir nazogastrik tüp kullanarak anesteziyi sürekli olarak koruyun.
  5. Hayvanı dikkatlice aparatın içine yönlendirin ve konumunu gerçek zamanlı olarak izleyin. Farenin konumunu ayarlamak için uygun düğmeleri kullanın ve göğsünün görüş alanı içinde tamamen görünür olduğundan emin olun.
  6. Fareyi konumlandırmak için alet yatağını 90° döndürün. Farenin konumunu ayarlamak için düğmeleri kullanın ve akciğer bölgesinin görüş alanı içinde merkezi bir konuma yerleştirildiğinden emin olun. Ardından, alet yatağını orijinal konumuna geri getirin.
  7. Taramayı başlatmak için Tara düğmesini seçin. Sistemin taramayı kesintisiz olarak tamamlamasına izin verin ve işlem sırasında görüntüleme ekranını açmaktan kaçının. Yazılım aracılığıyla rekonstrüksiyonun transaksiyal, koronal ve sagital dilimlerini gözlemleyin.
  8. Taramadan hemen sonra görüntü kalitesini değerlendirin. Artefaktlar veya bulanık görüntüler ortaya çıkarsa, tarama prosedürünü tekrarlayın.
  9. Fareleri cihazdan çıkarın ve kafeslerine geri koymadan önce stabil durumda olduklarından emin olmak için sağlıklarını izleyin.
  10. Deneyin sonunda, yapışkan bandı alet yatağından çıkarın ve ardından yatağı temizleyin. Verileri kaydedin ve cihazı kapatın.
  11. Stresi en aza indirmek için fareleri nazikçe kafeslerine geri aktarın. Kafeslerin temiz olduğundan ve uygun yatak takımlarına sahip olduğundan emin olun.
  12. Fareleri anesteziden iyileşme belirtileri açısından izleyin. Davranışlarını, hareketliliklerini ve iştahlarını gözlemleyin. Gerektiği kadar yiyecek ve su sağlayın.
  13. Anesteziden sonra hipotermiyi önlemek için fareler için sıcak bir ortam sağlayın. Gerekirse ısıtma yastıkları veya battaniyeler kullanın.
  14. Gelecek hafta için günlük sağlık kontrolleri yapın. Sıkıntı, olağandışı davranış veya herhangi bir yaralanma belirtisi olup olmadığına bakın. Her fare için gözlemleri belgeleyin.
  15. Herhangi bir fare hastalık veya sıkıntı belirtileri gösteriyorsa, uygun müdahale ve bakım için bir veterinere danışın.
  16. Farelerin tamamen iyileştikten ve stabil hale geldikten sonra normal barınma koşullarına geri döndüklerinden emin olun.

3. Veri işleme ve analizi

  1. İstatistik ve grafik yazılımını, veri analizi ve sonuçları sunmak için tablolar oluşturmak için değerli bir araç olarak kullanın.
  2. Yazılımı açın. Yeni oluşturulan veri tablosundan XY grafiklerini seçin, NNK ve kontrol grupları için haftalık verileri girin ve farelerin ağırlığındaki değişiklikleri gösteren bir grafik oluşturun.
  3. Yazılımı tekrar açın, yeni oluşturulan veri tablosundan acil durum diyagramını seçin, NNK grubu ve kontrol grubu için kan rutin verilerini girin ve bir simge oluşturun.
  4. Yazılımdaki analiz seçeneklerini seçin. Tek yönlü ANOVA kullanarak genel verileri analiz edin, ardından bir t-testi uygulayarak verilerin doğrulanmasını sağlayın. Önemli farklılıkları işaretleyin.
  5. Mikro-CT verilerini SimpleViewer formatında veya DICOM olarak kaydedin. SimpleViewer yazılımını açın ve profesyonel bir görüntüleme doktorunun rehberliğinde görüntüleme verilerini gözlemleyin. Nodülleri etiketleyin ve sağlanan ölçüm araçlarını kullanarak gölge hacmini ölçün.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma, A / J fareleri ile kombinasyon halinde NNK kullanarak stabil bir akciğer kanseri modelinin inşasını göstermiştir. Deney tasarımı Şekil 1'de gösterilmiştir. Amaç, mikro-BT ve submandibular ven kan örneklemesi kullanarak fare akciğerlerinde pulmoner nodüllerden (PN) akciğer kanserine (LC) geçişin gerçek zamanlı sürecini gözlemlemekti. Buna göre, mikro-BT taraması ve fare akciğerlerinden kan örneklemesi dördüncü, onuncu ve yirminci haftalarda yapıldı.

Deneysel sonuçlar, NNK'nın A/J farelerle birlikte modelleme yaklaşımının, PN'den LC'ye patolojik süreci etkili bir şekilde taklit ettiğini gösterdi. İlk olarak, bu çalışmada kullanılan testin deney hayvanlarının refahını önemli ölçüde etkilemediği söylenebilir. Şekil 2'de gösterildiği gibi, deney hayvanlarının 20 haftalık beslenme periyodu boyunca vücut ağırlıkları, kontrol grubuna kıyasla kayda değer farklılıklar göstermemiştir. İkinci olarak, deney hayvanlarından alınan örnekler üzerinde yapılan rutin kan testlerinin sonuçları, model grubundaki lökosit ve trombosit sayısında önemli bir artış olduğunu ortaya koyarken, kırmızı kan hücreleri ve hemoglobin sayıları değişmeden kalmıştır (Şekil 3). Bu, PN'den LC'ye dönüşüm sürecinin aynı zamanda kronik inflamasyonda kademeli bir artışla ilişkili olduğunu gösterir. Daha da önemlisi, hem mikro-BT taraması hem de submandibular ven kan örneklemesi, daha önce yapılan çok sayıda çalışmadan elde edilen bulgularla tutarlı olarak, deney hayvanlarının hematopoietik fonksiyonuna zarar vermedi. Ek olarak, çalışma boyunca deney hayvanlarının davranışlarının, tüy durumlarının, solunumlarının, diyetlerinin ve su alımlarının yakından gözlemlenmesi herhangi bir anormallik ortaya çıkarmadı.

NNK'nın deney hayvanlarına ilk uygulamasını takiben, dördüncü, onuncu ve yirminci haftalarınilk gününde akciğerlerin mikro-BT taraması yapıldı 24. Sonuçlar, kontrol grubu ile karşılaştırıldığında, model grubunun akciğer dokusunun kademeli bir kalınlaşma sergilediğini gösterdi. 10.haftaya gelindiğinde, dakika nodüler odaklarının oluşumu gözlenebilir hale geldi ve 20. haftaya kadar nodüller fark edilebilir gölge odaklara dönüştü. Bu bulgular ışığında, akciğerlerde gölge odakların oluşumunun NNK25'in neden olduğu kronik inflamasyon ile ilişkili olduğu varsayılabilir. Bununla birlikte, bu çalışma, hayvanlarda patolojik çalışmaları içermeden PN'den LC'ye güvenli, verimli ve zararsız gelişimini gözlemlemek için tasarlandığından, sonraki çalışmalar spesifik deney protokollerine uygun olarak yapılmalıdır26. Şekil 4 , deney hayvanlarında 4, 10 ve 20. haftalarda gözlenen akciğer görüntülemesindeki değişiklikleri göstermektedir.

figure-results-1
Şekil 1: A/J farelerde NNK tedavisi için deneysel tasarım. Beş dişi A / J faresine tek bir zaman noktasında bileşik NNK enjekte edilirken, diğer beşine kontrol olarak salin enjekte edildi. Kan örnekleri, fare akciğerlerinin mikro-BT taramaları ve submaksiller ven kan alımı kullanılarak 4, 10 ve 20. haftalarda toplandı. Elde edilen veriler, farelerde hastalığın ilerlemesini değerlendirmek için çapraz doğrulandı. (A) Deney tasarımına genel bakış. (B) Submaksiller arter kan örneklemesi diyagramı. (C) Mikro-CT görüntüleme düzeneğinin şematik gösterimi, fareyi hayvan yatağına yerleştirilmiş (mavi) ve sarı çerçeveyi vizör olarak gösteren, farenin akciğer dokusunu tamamen kaplaması gereken şematik gösterimi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-2
Şekil 2: Farelerde 20 hafta boyunca kilo değişiklikleri. Ağırlık eğilimleri, A / J farelerinde NNK tedavisinin vücut ağırlığını önemli ölçüde azaltmadığını gösterdi. Mikro-BT taraması ve submaksiller ven kanı ekstraksiyonu farelerde bir miktar strese neden olabilir; Ancak, hızlı bir şekilde iyileştiler. Veriler ortalama ± SEM olarak ifade edilir, (n = 5). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-3
Şekil 3: Kan hücresinin zaman içindeki sayımı. Beyaz kan hücreleri, trombositler, kırmızı kan hücreleri ve hemoglobin içeriği farelerde 4, 10 ve 20. haftalarda ölçüldü. Kontrol grubu ile karşılaştırıldığında, NNK grubu beyaz kan hücreleri ve trombositlerin sayısında artış eğilimi gösterirken, hemoglobin ve kırmızı kan hücresi seviyeleri önemli ölçüde değişmedi. Bu bulgular, PN-LC'nin transformasyon sürecinin artmış inflamasyon ile ilişkili olduğunu ve 4 haftadan daha uzun aralıklarla gerçekleştirilen submaksiller ven kan toplama yönteminin farelerde enfeksiyona veya hematopoietik fonksiyona zarar vermediğini göstermektedir. (A) Beyaz kan hücreleri. (b) Trombositler. (C) Kırmızı kan hücreleri. (D) Hemoglobin. Veriler ortalama ± SEM olarak ifade edilir, (n = 5). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-4
Şekil 4: 4, 10 ve 20. haftalarda farelerin mikro-BT tarama görüntüleri. Mikro-BT görüntüleme sonuçları, A/J farelerde NNK tedavisinin PN-LC'nin dönüşüm sürecini etkili bir şekilde simüle ettiğini göstermektedir. Kontrol grubu ile karşılaştırıldığında, NNK grubu 10. haftaya kadar akciğer görüntülerinde kalınlaşma ve değişmiş doku özellikleri sergilemeye başladı. 20. haftada, akciğer dokusu içinde sağlam gölge odaklar fark edilebilirdi. (A) 4. haftadan görüntüler. (B) 10. haftadan görüntüler. (C) 20. haftadan görüntüler. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışmadan birkaç önemli noktayı tekrarlamak önemlidir. İlk olarak, submandibuler ven kanı alımı nispeten düşük yaralanmalı bir prosedür olmasına rağmen, yine de hayvanlara bir dereceye kadar zarar verebilir. Bu nedenle, fareler üzerindeki yükü azaltmak ve süreci zamanında tamamlamak için birden fazla prosedür uygulamak gerekir27. İkinci olarak, kan örneği alınmadan önce tüylerin alınması, örneğin saflığını sağlar. Üçüncüsü, uygun kan alma damarlarının kullanılması zorunludur. Bu çalışmada, rutin kan testleri için EDTA içeren kan alma damarları kullanıldı. Serum kullanılacaksa, saf kanın toplanması için özel olarak tasarlanmış damarlara ihtiyaç duyulacaktır28. Dördüncüsü, tüm anesteziklerin belirli bir öldürücülük seviyesi vardır; Bu nedenle, anestezi ve görüntüleme süresini en aza indirmek, farelerin sağlığını etkili bir şekilde koruyabilir. Beşincisi, mikro-BT çeşitli doku ve organları gözlemleyebildiğinden, PN görüntüleme sırasında kullanılan mikro-BT yazılımındaki spesifik parametre ayarlarına bu çalışmadan referans alınabilir, ancak diğer dokulara uygulanamayabilir29,30.

Önceki çalışmalar, hayvanları sabit zaman noktalarında ötenazi yapmaya ve patolojik boyama yoluyla pulmoner nodül dönüşüm sürecini incelemeye daha meyilliydi31. Bu yaklaşım, deney hayvanları arasında önemli sayıda ölümle sonuçlandı ve akciğer değişikliklerinin gerçek zamanlı olarak izlenmesini engelledi. Konvansiyonel tekniklerle karşılaştırıldığında, submandibular kan örneklemesi ve mikro-BT, minimum hasar, gerçek zamanlı izleme, sezgisel kullanım ve çok yönlülük dahil olmak üzere çeşitli avantajlar sunar. Bu çalışmada, rutin testler için kan örneği almak için tercih edilen yöntem olarak submandibuler kan alımı seçilmiştir32. Ayrıca kan, proteomik, serum farmakolojik ve kan biyokimyasal analizleri için kullanılabilir.

Benzer şekilde, bu çalışmada, deney farelerinde ötenazi yapmaya gerek kalmadan PN'nin dinamik büyümesini gözlemlemek için mikro-BT kullanıldı. Bu yaklaşım, ilacın PN üzerindeki inhibitör etkisinin daha sezgisel ve doğru bir değerlendirmesini kolaylaştırırken, deney için gereken hayvan sayısını önemli ölçüde azaltır ve böylece deneysel sonuçların doğruluğunu artırır. Özellikle, bu iki teknolojinin kombinasyonu, deney hayvanlarında nodül oluşumu, gelişimi ve karsinogenez süreçlerinin kapsamlı bir şekilde izlenmesine ve ayrıca kilit hedeflerdeki (TNF-α gibi) değişikliklerin lokalizasyonuna izin verir33. Bu, PN ve hatta akciğer kanseri ile ilgili bu araştırma için benzersiz bir konsept sunar.

Bununla birlikte, gelecekteki araştırmaların kalitesini artırmak için çeşitli konuların daha fazla dikkate alınması gerekmektedir. A / J fareleri ile birlikte NNK'nın hayvan modeli için gereken uzun deney süresi göz önüne alındığında, erken ilaç enjeksiyonlarının en yüksek hassasiyetle yapılması zorunludur34. İkinci olarak, farelerde akciğer adenokarsinomu üretmek için standart yöntem, dişi A / J fareleri ile koordineli olarak NNK'yı içerir ve altta yatan mekanizma östradiol'e bağlıdır. Bu nedenle, ilgili terapötik ilaçların spesifik etki mekanizmalarını dikkate almak önemlidir35. Ek olarak, gölge odakların doğasını belirlemek için mikro-BT kullanılmadı, bu da hematoksilen boyama ve floresan boyamanın kullanılmasını gerektirdi, bu da akciğer dokusu örnekleri elde etmek için farelere ötenazi yapılmasını gerektiriyordu. Son olarak, mikro-BT düşük radyasyona maruz kalma avantajına sahip olmasına rağmen, yine de insan vücudunda belirli hasarlara neden olabilir ve ilgisiz personele yakınlıktan kaçınmayı gerektirir36. Bu sorunları ele almak için, çeşitli dokuların, hava yollarının ve kan damarlarının farklılaşması ve etiketlenmesi, bir kontrast maddenin kuyruk damarı enjeksiyonu yoluyla etkili bir şekilde sağlanabilir. Ayrıca, yeni materyal ilaçlarla (örneğin, nanopartiküller) kombine edilmiş mikro-BT daha kesin tedavi için kullanılabilir. Son olarak, mikro-BT teknolojisi, pulmoner nodüllerdeki değişiklikleri daha dinamik bir şekilde izlemek için uzamsal ve görüntüleme histolojisi gibi patolojilerle kademeli olarak entegre edilmiştir36,37.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Temel Tıp Bilimleri Okulu'ndan Profesör Cong Huang'a ve Chengdu Geleneksel Çin Tıbbı Üniversitesi Eczacılık Fakültesi'nden Profesör Yan Huang'a destekleri için teşekkür ederiz. Ayrıca Dr. Binjie Xu ve Dr. Pengmei Guo'ya da teşekkür ederiz. (Yenilikçi Çin Tıbbı ve Eczacılık Enstitüsü, Chengdu
Geleneksel Çin Tıbbı Üniversitesi) enstrüman ve teknik destek sağlamak için.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
A / J farelerGemPharmatech LLC.
0.5 mL EDTA tüpleriLabshark 
1-Bütanon, 4- (metilnitrosoamino) -1- (3-piridinil)Gu Shi Gong Yuan Tıbbi Cihazlar A.Ş.
%75 etanolChengDu Chron Kimyasallar A.Ş. Ltd2023052901
Hayvan tıraş makinesiCodosBM010220
IsofluraneShenzhen Ödül Yaşam Teknolojisi A.Ş.R510-22-16
tıbbi tricorderMedChemexpress69652
Quantum GX2 microCT görüntüleme sistemiPerkinElme2020166501
Salin (tıp)Beijing Biolabs Technology Co.GL1736‌
N000018130201070N589770

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Sung, H., et al. Global cancer statistics 2020: Globocan estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin. 71 (3), 209-249 (2021).
  2. Baum, P., et al. Incidental pulmonary nodules: Differential diagnosis and clinical management. Dtsch Arztebl Int. , (2024).
  3. Ajani, J. A., et al. Gastric cancer, version 2.2022, NCCN clinical practice guidelines in oncology. J Natl Compr Canc Netw. 20 (2), 167-192 (2022).
  4. Kondo, K. K., et al. Lung cancer diagnosis and mortality beyond 15 years since quit in individuals with a 20+ pack-year history: A systematic review. CA Cancer J Clin. 74 (1), 84-114 (2024).
  5. Ray, E., et al. Inhalable chitosan-coated nano-assemblies potentiate niclosamide for targeted abrogation of non-small-cell lung cancer through dual modulation of autophagy and apoptosis. Int J Biol Macromol. 279 (Pt 4), 135411(2024).
  6. Ali, N. A., et al. Chia seed (Salvia hispanica) attenuates chemically induced lung carcinomas in rats through suppression of proliferation and angiogenesis. Pharmaceuticals (Basel). 17 (9), 1129(2024).
  7. Kiran, A., Kumari, G. K., Krishnamurthy, P. T. Preliminary evaluation of anticancer efficacy of pioglitazone combined with celecoxib for the treatment of non-small cell lung cancer. Invest New Drugs. 40 (1), 1-9 (2022).
  8. Marshall, K., Twum, Y., Gao, W. Proteome derangement in malignant epithelial cells and its stroma following exposure to 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone. Arch Toxicol. 97 (3), 711-720 (2023).
  9. Li, B., et al. LNCRNA XIST modulates miR-328-3p ectopic expression in lung injury induced by tobacco-specific lung carcinogen NNK both in vitro and in vivo. Br J Pharmacol. 181 (15), 2509-2527 (2024).
  10. Liang, F., et al. Tobacco carcinogen induces tryptophan metabolism and immune suppression via induction of indoleamine 2,3-dioxygenase 1. Signal Transduct Target Ther. 7 (1), 311(2022).
  11. Ding, R., et al. The effect of immunotherapy PD-1 blockade on acute bone cancer pain: Insights from transcriptomic and microbiomic profiling. Int Immunopharmacol. 142 (Pt A), 113100(2024).
  12. Kayı Cangır, A., et al. Microcomputed tomography as a diagnostic tool for detection of lymph node metastasis in non-small cell lung cancer: A decision-support approach for pathological examination "a pilot study for method validation"). J Pathol Inform. 15, 100373(2024).
  13. Packialakshmi, B., et al. A clinically-relevant mouse model that displays hemorrhage exacerbates tourniquet-induced acute kidney injury. Front Physiol. 14, 1240352(2023).
  14. Sørensen, D. B., et al. Time-dependent pathologic and inflammatory consequences of various blood sampling techniques in mice. J Am Assoc Lab Anim Sci. 58 (3), 362-372 (2019).
  15. Wu, G. L., Li, T. Y., Pu, X. H., Yu, G. Y. Effect of prescriptions replenishing vital essence, tonifying qi and activating blood on TNF-alpha, IL-1beta expressions in serum and submaxillary gland of nod mice with Sjogren's syndrome. Zhongguo Zhong Yao Za Zhi. 38 (3), 413-416 (2013).
  16. Schroeder, J. A., et al. Thromboelastometry assessment of hemostatic properties in various murine models with coagulopathy and the effect of factor VIII therapeutics. J Thromb Haemost. 19 (10), 2417-2427 (2021).
  17. Guo, K., et al. Integration of microbiomics, metabolomics, and transcriptomics reveals the therapeutic mechanism underlying Fuzheng-Qushi decoction for the treatment of lipopolysaccharide-induced lung injury in mice. J Ethnopharmacol. 334, 118584(2024).
  18. Luo, T., Zhang, S., Li, X., Huang, M. Challenges in the differential diagnosis of pulmonary tuberculosis vs. lung cancer: A case report. Oncol Lett. 28 (4), 494(2024).
  19. Mascalchi, M., et al. Large cell carcinoma of the lung: LDCT features and survival in screen-detected cases. Eur J Radiol. 179, 111679(2024).
  20. Peng, M., et al. P27 specifically decreases in squamous carcinoma and mediates NNK-induced transformation of human bronchial epithelial cells. J Cell Mol Med. 28 (15), e18577(2024).
  21. Jang, H. J., et al. Tobacco-induced hyperglycemia promotes lung cancer progression via cancer cell-macrophage interaction through paracrine IGF2/IR/NPM1-driven PD-L1 expression. Nat Commun. 15 (1), 4909(2024).
  22. Zhang, Y., et al. Curcumin analogue EF24 prevents alveolar epithelial cell senescence to ameliorate idiopathic pulmonary fibrosis via activation of PTEN. Phytomedicine. 133, 155882(2024).
  23. Li, M., et al. Isoflurane anesthesia decreases excitability of inhibitory neurons in the basolateral amygdala leading to anxiety-like behavior in aged mice. Exp Ther Med. 28 (4), 399(2024).
  24. Xiong, R., et al. Hypermethylation of the ADIRF promoter regulates its expression level and is involved in NNK-induced malignant transformation of lung bronchial epithelial cells. Arch Toxicol. 97 (12), 3243-3258 (2023).
  25. Shaikh, Z. M., et al. Thearubigins/polymeric black tea polyphenols (PBPs) do not prevent benzo[a]pyrene (B[a]P) induced lung tumors in A/J mice. Am J Transl Res. 15 (9), 5826-5834 (2023).
  26. Li, M. Y., et al. Targeting CD36 determines nicotine derivative NNK-induced lung adenocarcinoma carcinogenesis. iScience. 26 (8), 107477(2023).
  27. Arlt, E., et al. A flow cytometry-based examination of the mouse white blood cell differential in the context of age and sex. Cells. 13 (18), 1583(2024).
  28. Su, Z., et al. Feasibility of using serum, plasma, and platelet 5-hydroxytryptamine as peripheral biomarker for the depression diagnosis and response evaluation to antidepressants: Animal experimental study. Clin Psychopharmacol Neurosci. 22 (4), 594-609 (2024).
  29. Zhou, X., et al. Mechanosensitive lncRNA H19 promotes chondrocyte autophagy, but not pyroptosis, by targeting miR-148a in post-traumatic osteoarthritis. Noncoding RNA Res. 10, 163-176 (2025).
  30. Chen, C., et al. Cardamonin attenuates iron overload-induced osteoblast oxidative stress through the HIF-1α/ROS pathway. Int Immunopharmacol. 142 (Pt A), 112893(2024).
  31. Yan, F., et al. Hypoxia promotes non-small cell lung cancer cell stemness, migration, and invasion via promoting glycolysis by lactylation of SOX9. Cancer Biol Ther. 25 (1), 2304161(2024).
  32. Inoue, S., et al. Utility of ultrasound imaging in monitoring fracture healing in rat femur: Comparison with other imaging modalities. Bone Rep. 23, 101807(2024).
  33. An, Y., et al. Quercetin through miR-147-5p/CLIP3 axis reducing Th17 cell differentiation to alleviate periodontitis. Regen Ther. 27, 496-505 (2024).
  34. Tian, J., et al. Diallyl disulfide blocks cigarette carcinogen 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone-induced lung tumorigenesis via activation of the Nrf2 antioxidant system and suppression of NF-κB inflammatory response. J Agric Food Chem. 71 (46), 17763-17774 (2023).
  35. Han, L., et al. Wutou decoction alleviates arthritis inflammation in CIA mice by regulating Treg cell stability and Treg/Th17 balance via the JAK2/STAT3 pathway. J Ethnopharmacol. 334, 118463(2024).
  36. Napieczyńska, H., et al. µCT imaging of a multi-organ vascular fingerprint in rats. PLoS One. 19 (10), e0308601(2024).
  37. Liu, H., et al. Using broadly targeted plant metabolomics technology combined with network pharmacology to explore the mechanism of action of the Yishen Gushu formula in the treatment of postmenopausal osteoporosis in vivo. J Ethnopharmacol. 333, 118469(2024).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Pulmonary Nodule ProgressionMicro Computed TomographyBlood SamplingMouse ModelLung AdenocarcinomaSubmandibular VeinDisease ProgressionDrug ScreeningPharmacokinetic TestingToxicological Experiments
Video Coming Soon

Related Articles