Name: Translasyonel Kanser Araştırmalarında Kombine İntravital Mikroskopi ve Manyetik Rezonans Görüntüleme için Dorsal Deri Kıvrımlı Pencere Odası Tümör Fare Modeli (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-04-12T13:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 25 s
Description: Keşfedin dorsal deri kıvrımlı pencere odası fare modeliyle kombine intravital mikroskopi ve manyetik rezonans görüntüleme yöntemini. Tümör mikrovaskülatürü ve tedavi yanıtını in vivo çalışmak için bu yaklaşım kullanılır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dr. Carla Calçada'ya (Doktora Sonrası Araştırmacı, Prenses Margaret Kanser Merkezi) ve Dr. Timothy Samuel'e (Doktora Öğrencisi, Prenses Margaret Kanser Merkezi) tümör hücresi kültürü ve aşılama protokolü geliştirme konusundaki yardımları için teşekkür ederiz. Dr. Kathleen Ma, Dr. Anna Pietraszek ve Dr. Alyssa Goldstein (Hayvan Araştırma Merkezi, Prenses Margaret Kanser Merkezi) cerrahi protokol geliştirmeye yardımcı oldu. Jacob Broske (Tıp Mühendisliği Teknoloji Uzmanı, Prenses Margaret Kanser Merkezi) ve Wayne Keller (Donanım Müşteri Yöneticisi, Javelin Technologies - Bir TriMech Group Şirketi) pencere odalarını 3D olarak yazdırdı. James Jonkman (Gelişmiş Optik Mikroskopi Tesisi, Üniversite Sağlık Ağı), parlak alan ve floresan mikroskobu görüntü alımı için değerli rehberlik sağladı.

Farelerde Rehberli Tümör Aşılaması ve Multimodal Görüntüleme

<ol><li>Fukumura, D., Duda, D. G., Munn, L. L., Jain, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tumor+microvasculature+and+microenvironment%3A+Novel+insights+through+intravital+imaging+in+pre-clinical+models%5BTitle%5D)+AND+%22Microcirculation%22%5BJournal%5D)">Tumor microvasculature and microenvironment: Novel insights through intravital imaging in pre-clinical models.</a> Microcirculation. 17 (3), 206-225 (2010).</li>
<li>Demidov, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preclinical+longitudinal+imaging+of+tumor+microvascular+radiobiological+response+with+functional+optical+coherence+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Preclinical longitudinal imaging of tumor microvascular radiobiological response with functional optical coherence tomography.</a> Sci Rep. 8 (1), 38(2018).</li>
<li>Alieva, M., Ritsma, L., Giedt, R. J., Weissleder, R., van Rheenen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+windows+for+long-term+intravital+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22IntraVital%22%5BJournal%5D)">Imaging windows for long-term intravital imaging.</a> IntraVital. 3 (2), e29917(2014).</li>
<li>Dreher, M. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tumor+vascular+permeability%2C+accumulation%2C+and+penetration+of+macromolecular+drug+carriers%5BTitle%5D)+AND+%22J+Natl+Cancer+Inst%22%5BJournal%5D)">Tumor vascular permeability, accumulation, and penetration of macromolecular drug carriers.</a> J Natl Cancer Inst. 98 (5), 335-344 (2006).</li>
<li>Momiyama, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subcellular+real-time+imaging+of+the+efficacy+of+temozolomide+on+cancer+cells+in+the+brain+of+live+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Anticancer+Res%22%5BJournal%5D)">Subcellular real-time imaging of the efficacy of temozolomide on cancer cells in the brain of live mice.</a> Anticancer Res. 33 (1), 103-106 (2013).</li>
<li>Dadgar, S., Rajaram, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+imaging+approaches+to+investigating+radiation+resistance%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Oncol%22%5BJournal%5D)">Optical imaging approaches to investigating radiation resistance.</a> Front Oncol. 9, 1152(2019).</li>
<li>Fukumura, D., Jain, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tumor+microvasculature+and+microenvironment%3A+Targets+for+anti-angiogenesis+and+normalization%5BTitle%5D)+AND+%22Microvasc+Res%22%5BJournal%5D)">Tumor microvasculature and microenvironment: Targets for anti-angiogenesis and normalization.</a> Microvasc Res. 74 (2-3), 72-84 (2007).</li>
<li>Dirkx, A. E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anti-angiogenesis+therapy+can+overcome+endothelial+cell+anergy+and+promote+leukocyte-endothelium+interactions+and+infiltration+in+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22FASEB+J%22%5BJournal%5D)">Anti-angiogenesis therapy can overcome endothelial cell anergy and promote leukocyte-endothelium interactions and infiltration in tumors.</a> FASEB J. 20 (6), 621-630 (2006).</li>
<li>Allam, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Longitudinal+in-vivo+quantification+of+tumour+microvascular+heterogeneity+by+optical+coherence+angiography+in+pre-clinical+radiation+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Longitudinal in-vivo quantification of tumour microvascular heterogeneity by optical coherence angiography in pre-clinical radiation therapy.</a> Sci Rep. 12, 6140(2022).</li>
<li>Stadlbauer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+hypoxia+and+alterations+in+microvascular+architecture+predict+glioblastoma+recurrence+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">Tissue hypoxia and alterations in microvascular architecture predict glioblastoma recurrence in humans.</a> Clin Cancer Res. 27 (6), 1641-1649 (2021).</li>
<li>Danquah, M. K., Zhang, X. A., Mahato, R. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extravasation+of+polymeric+nanomedicines+across+tumor+vasculature%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Drug+Deliv+Rev%22%5BJournal%5D)">Extravasation of polymeric nanomedicines across tumor vasculature.</a> Adv Drug Deliv Rev. 63 (8), 623-639 (2011).</li>
<li>Bentzen, S. M., Gregoire, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+imaging-based+dose+painting%3A+a+novel+paradigm+for+radiation+therapy+prescription%5BTitle%5D)+AND+%22Semin+Radiat+Oncol%22%5BJournal%5D)">Molecular imaging-based dose painting: a novel paradigm for radiation therapy prescription.</a> Semin Radiat Oncol. 21 (2), 101-110 (2011).</li>
<li>Gabriel, E. M., Fisher, D. T., Evans, S., Takabe, K., Skitzki, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intravital+microscopy+in+the+study+of+the+tumor+microenvironment%3A+from+bench+to+human+application%5BTitle%5D)+AND+%22Oncotarget%22%5BJournal%5D)">Intravital microscopy in the study of the tumor microenvironment: from bench to human application.</a> Oncotarget. 9 (28), 20165-20178 (2018).</li>
<li>Demidov, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preclinical+quantitative+in-vivo+assessment+of+skin+tissue+vascularity+in+radiation-induced+fibrosis+with+optical+coherence+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Preclinical quantitative in-vivo assessment of skin tissue vascularity in radiation-induced fibrosis with optical coherence tomography.</a> J Biomed Opt. 23 (10), 1-9 (2018).</li>
<li>Wallace, M. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+safety+of+intravenous+fluorescein+for+confocal+laser+endomicroscopy+in+the+gastrointestinal+tract%5BTitle%5D)+AND+%22Aliment+Pharmacol+Ther%22%5BJournal%5D)">The safety of intravenous fluorescein for confocal laser endomicroscopy in the gastrointestinal tract.</a> Aliment Pharmacol Ther. 31 (5), 548-552 (2010).</li>
<li>Standish, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+endoscopic+multi-beam+optical+coherence+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Med+Biol%22%5BJournal%5D)">In vivo endoscopic multi-beam optical coherence tomography.</a> Phys Med Biol. 55 (3), 615-622 (2010).</li>
<li>Wang, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+CT+evaluation+of+tumor+vascularity+in+renal+cell+carcinoma%5BTitle%5D)+AND+%22AJR+Am+J+Roentgenol%22%5BJournal%5D)">Dynamic CT evaluation of tumor vascularity in renal cell carcinoma.</a> AJR Am J Roentgenol. 186 (5), 1423-1430 (2006).</li>
<li>Tropres, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+the+microvessel+caliber+and+density%3A+Principles+and+applications+of+microvascular+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Imaging the microvessel caliber and density: Principles and applications of microvascular MRI.</a> Magn Reson Med. 73 (1), 325-341 (2014).</li>
<li>McDonald, D. M., Choyke, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+of+angiogenesis%3A+from+microscope+to+clinic%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Med%22%5BJournal%5D)">Imaging of angiogenesis: from microscope to clinic.</a> Nat Med. 9, 713-725 (2003).</li>
<li>O'Connor, J. P. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+contrast-enhanced+imaging+techniques%3A+CT+and+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Brit+J+Radiol%22%5BJournal%5D)">Dynamic contrast-enhanced imaging techniques: CT and MRI.</a> Brit J Radiol. 84, S112-S120 (2011).</li>
<li>Lima, M., Le Bihan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+intravoxel+incoherent+motion+and+diffusion+MR+imaging%3A+past%2C+present%2C+and+future%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Clinical intravoxel incoherent motion and diffusion MR imaging: past, present, and future.</a> Radiology. 278 (1), 13-32 (2015).</li>
<li>Zabel, W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bridging+the+macro+to+micro+resolution+gap+with+angiographic+optical+coherence+tomography+and+dynamic+contrast+enhanced+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Bridging the macro to micro resolution gap with angiographic optical coherence tomography and dynamic contrast enhanced MRI.</a> Sci Rep. 12 (1), 3159(2022).</li>
<li>Mao, Y., Flueraru, C., Chang, S., Popescu, D. P., Sowa, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-quality+tissue+imaging+using+a+catheter-based+swept-source+optical+coherence+tomography+systems+with+an+integrated+semiconductor+optical+amplifier%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Instrum+Meas%22%5BJournal%5D)">High-quality tissue imaging using a catheter-based swept-source optical coherence tomography systems with an integrated semiconductor optical amplifier.</a> IEEE Trans Instrum Meas. 60 (10), 3376-3383 (2011).</li>
<li>Mariampillai, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimized+speckle+variance+OCT+imaging+of+microvasculature%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+Lett%22%5BJournal%5D)">Optimized speckle variance OCT imaging of microvasculature.</a> Opt Lett. 35 (8), 1257-1259 (2010).</li>
<li>Tofts, P. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimating+kinetic+parameters+from+dynamic+contrast-enhanced+T1-weighted+MRI+of+a+diffusible+tracer%3A+standardized+quantities+and+symbols%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Res+Imaging%22%5BJournal%5D)">Estimating kinetic parameters from dynamic contrast-enhanced T1-weighted MRI of a diffusible tracer: standardized quantities and symbols.</a> J Magn Res Imaging. 10 (3), 223-232 (1999).</li>
<li>Khalifa, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Models+and+methods+for+analyzing+DCE-MRI%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Phys%22%5BJournal%5D)">Models and methods for analyzing DCE-MRI: a review.</a> Med Phys. 41 (12), 124301(2014).</li>
<li>Reitan, N. K., Thuen, M., Goa, P. E., de Lange Davies, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+tumor+microvascular+structure+and+permeability%3A+comparison+between+magnetic+resonance+imaging+and+intravital+confocal+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Characterization of tumor microvascular structure and permeability: comparison between magnetic resonance imaging and intravital confocal imaging.</a> J Biomed Opt. 15 (3), 036004(2010).</li>
<li>Dhani, N. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+the+intra-+and+intertumoral+heterogeneity+of+hypoxia+in+pancreatic+cancer+patients+receiving+the+nitroimidazole+tracer+pimonidazole%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Cancer%22%5BJournal%5D)">Analysis of the intra- and intertumoral heterogeneity of hypoxia in pancreatic cancer patients receiving the nitroimidazole tracer pimonidazole.</a> Br J Cancer. 113 (6), 864-871 (2015).</li>
<li>Gaustad, J. V., Brurberg, K. G., Simonsen, T. G., Mollatt, C. S., Rofstad, E. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tumor+vascularity+assessed+by+magnetic+resonance+imaging+and+intravital+microscopy+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Neoplasia%22%5BJournal%5D)">Tumor vascularity assessed by magnetic resonance imaging and intravital microscopy imaging.</a> Neoplasia. 10 (4), 354-362 (2008).</li>
<li>Rouffiac, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multimodal+imaging+for+tumour+characterization+from+micro+to+macroscopic+level+using+a+newly+developed+dorsal+chamber+designed+for+long-term+follow-up%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biophotonics%22%5BJournal%5D)">Multimodal imaging for tumour characterization from micro to macroscopic level using a newly developed dorsal chamber designed for long-term follow-up.</a> J Biophotonics. 13 (1), 201900217(2020).</li>
<li>Leung, H. M., Schafer, R., Pagel, M. M., Robey, I. F., Gmitro, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multimodality+pH+imaging+in+a+mouse+dorsal+skin+fold+window+chamber+model%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+SPIE+Int+Soc+Opt+Eng%22%5BJournal%5D)">Multimodality pH imaging in a mouse dorsal skin fold window chamber model.</a> Proc SPIE Int Soc Opt Eng. 8574, 85740L(2013).</li>
<li>Erten, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+and+fluorescence+imaging+of+doxorubicin-loaded+nanoparticles+using+a+novel+in+vivo+model%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomed%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance and fluorescence imaging of doxorubicin-loaded nanoparticles using a novel in vivo model.</a> Nanomed. 6 (6), 797-807 (2010).</li>
<li>Maeda, A., DaCosta, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+of+the+dorsal+skinfold+window+chamber+model+and+multi-parametric+characterization+of+tumor-associated+vasculature%5BTitle%5D)+AND+%22Intravital%22%5BJournal%5D)">Optimization of the dorsal skinfold window chamber model and multi-parametric characterization of tumor-associated vasculature.</a> Intravital. 3 (1), e27935(2014).</li>
<li>Allam, N., Taylor, E., Vitkin, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-cost+3D-printed+tools+towards+robust+longitudinal+multi-modal+pre-clinical+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22bioRxiv%22%5BJournal%5D)">Low-cost 3D-printed tools towards robust longitudinal multi-modal pre-clinical imaging.</a> bioRxiv. , (2023).</li>
<li>Alexander, S., Weigelin, B., Winkler, F., Friedl, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preclinical+intravital+microscopy+of+the+tumour-stroma+interface%3A+invasion%2C+metastasis%2C+and+therapy+response%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Preclinical intravital microscopy of the tumour-stroma interface: invasion, metastasis, and therapy response.</a> Curr Opin Cell Biol. 25 (5), 659-671 (2013).</li>
<li>Steven, A. J., Zhuo, J., Melhem, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+kurtosis+imaging%3A+an+emerging+technique+for+evaluating+the+microstructural+environment+of+the+brain.Am%5BTitle%5D)+AND+%22J+Roentgenol%22%5BJournal%5D)">Diffusion kurtosis imaging: an emerging technique for evaluating the microstructural environment of the brain.Am.</a> J Roentgenol. 202 (1), W26-W33 (2014).</li>
<li>Mayer, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+kurtosis+imaging-a+superior+approach+to+assess+tumor-stroma+ratio+in+pancreatic+ductal+adenocarcinoma%5BTitle%5D)+AND+%22Cancers+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Diffusion kurtosis imaging-a superior approach to assess tumor-stroma ratio in pancreatic ductal adenocarcinoma.</a> Cancers (Basel). 12 (6), 1656(2020).</li>
</ol>

Yazarların açıklanacak herhangi bir çıkar çatışması yoktur.

Bu çalışmada, aynı hayvanda hem intravital mikroskopi hem de klinik olarak uygulanabilir görüntüleme (BT, MRI ve PET) gerçekleştirmek için bir iş akışı geliştirdik. Bu, intravital mikroskopi ile MRG gibi klinik görüntüleme modaliteleri arasında doğrudan korelasyon sağlayarak preklinik mikroskopi bulgularını kliniğe çevirmek amacıyla yapıldı. Konvansiyonel DSFC tasarımları metal 2,3'ten yapılmış olsa da, biyouyumlu bir plastik reçineden yapılmış 3D baskılı pencere odaları kullanarak DSFC'yi MR uyumlu olacak şekilde uyarladık. Modalitelerin kaydı, klinik görüntüleme modaliteleri için referans belirteçlerinin kullanılması ve DSFC üzerindeki referans belirteç konumlarını geniş alan mikroskopi görüntüsünün geniş alan mikroskopi görüntüsünde görülebilen vasküler yer işaretleri ve yüksek çözünürlüklü intravital mikroskopi mikrovasküler görüntüleriyle eşleştirmesi ile gerçekleştirilmiştir. Modaliteleri birlikte kaydetmek için bir MATLAB kodu geliştirilmiştir ve Ek Dosya 2'ye dahil edilmiştir.
DSFC'ler klinik öncesi araştırmalarda yeni değildir 2,3,27,29,30,31,32 intravital mikroskopi ve klinik olarak uygulanabilir görüntüleme için biyouyumlu plastiklerden MR uyumlu DSFC'ler geliştiren bazı çalışmalar ile 27,29,30,31,32. Bununla birlikte, bu çalışmalar MRG ve intravital mikroskopi bulguları ile tüm tümör seviyesi korelasyonlarını gerçekleştirmektedir. Bu çalışmanın yeniliği, doğrudan uzamsal korelasyon analizine olanak tanıyan DSFC'ye referans bir işaretleyici eki kullanarak intravital mikrokopi görüntülerini klinik olarak uygulanabilir görüntüleme modalitelerine doğrudan birlikte kaydetme yeteneğimizdir. Gaustad ve ark. ayrıca MRG ve intravital mikroskopi arasında mekansal korelasyon analizi yapmışlardır; Ancak, modaliteler arasındaki ortak kayıt sürecine ilişkin belirli ayrıntılı adımlar dahil edilmemiştir29. Bu çalışma, referans işaretleyici halka ekini kullanarak birden fazla modaliteyi birbiriyle uzamsal olarak ilişkilendirmek için bir protokol sağlar ve bir MATLAB boru hattı içerir.
DSFC tasarımı ve prosedürünün, diğer benzer çalışmalara kıyasla daha iyi görüntüleme ve tümör büyüme özellikleri sunan çeşitli detayları vardır. İlk olarak, çoğu pencere odası yöntemi, pencere odası ameliyatından sonra tümörün aşılanmasını içerir. Bu tipik olarak, tümörü pencere odası FOV'unda ortalamak daha kolay olduğu için yapılır; Bununla birlikte, önceki çalışmalar bunun yetersiz olduğunu ve birçok durumda spontan regresyon ile 'gerçekçi olmayan' tek katmanlı bir tümör büyümesine yol açtığını göstermiştir33. Bunun yerine, DSFC implantasyonundan önce tümörün birkaç hafta boyunca ciltte sınırsız büyümesine izin veriyoruz, bu da gelişmiş büyüme özelliklerine sahip daha gerçekçi bir 3D tümör sağlar33.
Bu DSFC tasarımı, geniş bir görüntüleme penceresi FOV (1,2 cm çapında cam lamel) ile 0,83 g ile son derece hafiftir. DSFC tasarımımızın benzersiz bir özelliği, cam lameli ön çerçeveye sabitlemek için bir geçmeli halka içermemesidir. Bunun yerine, cam lamel UV ile kürlenmiş yapıştırıcı kullanılarak kalıcı olarak yapıştırılır ve ön çerçevenin alt kısmının tamamen düz olmasını sağlar. Ayrıca, ön çerçeve fare derisinin altına sabitlenmiştir. Bu, tümör-cam arayüzü arasında herhangi bir hava boşluğu olasılığını en aza indirmek için yapıldı. Daha önceki tasarımlarda, tümör-cam arayüzünde bir boşluk varsa, bu bölgede sıvı birikme olasılığının yüksek olduğu belirtilmiştir. Bu, intravital mikroskopi sinyalini zayıflatarak sonuçları önemli ölçüde etkiler ve böylece görüntü kalitesini düşürür. Ek olarak, bu sıvı birikimi T2w lokalizasyon taramalarında parlak görüneceğinden, MRI dilimlerini tümöre hedeflemeyi zorlaştırır. Bu, hangi dilimlerin dokuyu görüntülediğini ve hangi dilimlerin DSFC'deki sıvı birikimini görüntülediğini belirlemeyi zorlaştırır. Bu tasarımın bir dezavantajı, cam lamel kırılırsa kolayca değiştirilememesidir. Ayrıca, tamamen optik olarak şeffaf bir plastikten yapılmış bir ön çerçeve tasarladık, böylece cam kırılması sorununu ortadan kaldırdık34.
Bu prosedür boyunca, birkaç önemli adım teknik olarak diğerlerinden daha zordur. Zorluklara neden olabilecek bir adım, DSFC ameliyatı sırasında ön çerçevenin cilde dikilmesidir (protokol adımları 3.18-3.24). DSFC'nin ön çerçevesinin üst kısmında ekstra gevşek bir cilt tutmak önemlidir. Bu yapılmazsa, bu bölgedeki cilt kan akışını kaybedecek ve nekrotik hale gelecektir, böylece preparat bozulacaktır. Teknik olarak zorlu bir diğer görev, MRI dilim paketinin, camın altındaki dokunun en yüzeysel kısmını içerecek şekilde hedeflenmesidir. Bu kesit tam olarak bölgeye hedeflenmezse, cam ile kısmi hacim etkileri ortaya çıkabilir ve bu da hatalı MRG sonuçlarına yol açabilir. DSFC'nin camının altındaki dokunun pürüzlü yüzeyleri bunu daha da zorlaştırabilir. Bu hata kaynağını azaltmak için doku yüzeyini mümkün olduğunca düz ve düzgün tutmak için cildin DSFC içinde gergin olduğundan emin olmak önemlidir.
Burada, 6 x6 mm2'lik büyük bir görüntüleme görüş alanına sahip olan svOCT kullanarak bu DSFC iş akışının kullanımını gösterdik. Bu büyük FOV,1 mm2 veya daha küçük FOV'lara sahip birçok görüntüleme yöntemi ile diğer intravital mikroskopi tiplerinde yaygın değildir13. Mikrovasküler yer işaretlerinin tanımlanması zor olabileceğinden, bu durum, geniş alan mikroskobu görüntüsünün yüksek çözünürlüklü intravital mikroskopi görüntülerine birlikte kaydedilmesi sırasında bazı zorluklara neden olabilir. Bunun üstesinden gelmek için, daha küçük bir FOV (~ 6 x 6 mm2) ile başka bir geniş alan mikroskobu görüntüsü, intravital mikroskopi ile görüntülenen ilgilenilen bölgeyi daha da rafine etmek için görüntüleme modaliteleri arasında ek bir ara ortak kayıt adımı olarak işlev görmek için gerekli olabilir.
Bu çalışmada, tümör mikrovaskülatürünü görüntülemeye odaklandık, ancak diğer tümör mikro-çevresel bileşenleri de bu model kullanılarak görüntülenebilir. Örneğin, intravital mikroskopinin tümör stromasını35 başarılı bir şekilde görüntülediği gösterilmiştir ve difüzyon tensör görüntüleme veya difüzyon basıklığı görüntüleme gibi difüzyon ağırlıklı MRG yöntemleri, tümör stromasının yapısı hakkında bilgi sağlama yeteneğine sahip olabilir36,37. Bu iş akışı, tümör stromasının yüksek çözünürlüklü intravital mikroskopi görüntülerini stroma'nın MRG tabanlı ölçümleriyle doğrudan birlikte kaydederek stromal tümör bilgilerini kliniğe çevirmek için heyecan verici fırsatlar sağlayabilir. Bununla birlikte, bu yöntemin ortak kayıt için vasküler yer işaretleri kullanması nedeniyle, bunların intravital mikroskopi stromal görüntülerinde de bulunması gerektiğine dikkat edilmelidir.
Sunulan iş akışı, klinik öncesi intravital mikroskopi ile klinik olarak uygulanabilir görüntüleme modaliteleri arasındaki boşluğu doldurmada önemli bir adım olabilir. Bu model, klinik görüntüleme yöntemlerini temel doğruluk intravital mikroskopi görüntüleri ile doğrulamak, intravital mikroskopi ile karşılaştırma yoluyla klinik olarak uygulanabilir yeni görüntüleme yöntemleri geliştirmek ve çoklu görüntüleme modaliteleri kullanarak tedavilerin yanıtını uzunlamasına izlemek için kullanılabilir.

Tümör mikrovaskülatürü, tedavi için bir hedef ve tedavi yanıtının belirleyicisi olabilen tümör mikroçevresinin önemli bir bileşenidir. Klinik öncesi ortamda, mikrovaskülatür tipik olarak ortotopik veya heterotopik pencere odası hayvan modellerindeintravital mikroskopi kullanılarak incelenir 1,2. Görüntüleme canlı dokularda yapıldığından ve tümör birkaç hafta hatta aylar boyunca uzunlamasına izlenebildiğinden, bunun histolojik çalışmalara göre çeşitli avantajları vardır 2,3. Bu çalışmalar, terapötiklerin tümöre4,5 verilmesini, tedavi direncinin6 nedenlerini ve mikro damarların antianjiyojenik tedavi 7,8 ve radyoterapi 2,9 gibi tedavilere yanıtını incelemek için intravital mikroskopinin yüksek çözünürlüklü görüntüleme yeteneklerinden yararlanabilir.
İntravital mikroskopi, klinik öncesi kanser araştırmalarında açıkça önemli bir rol oynar; Bununla birlikte, tümörün mikroçevresel özellikleri klinikte nasıl ölçülebilir? Mikrovasküler bilgiler, radyoterapide10 tedavi direncini belirlemek için önemli olan kan temini ve tümör hücresi hipoksisini ölçmek için klinikte yararlı olacaktır ve ayrıca mikrovaskülatürün çevredeki tümör hücrelerine kemoterapötik ajanları iletme kabiliyeti11. Örneğin, radyoterapide, tümör mikrovaskülatürünün yapısı ve işlevi hakkındaki mekansal bilgiler, fraksiyonasyon programını ayarlayarak veya dozu tercihen avasküler ve olası hipoksik bölgelere artırarak hastanın tedavi planını kişiselleştirmeye yardımcı olabilir12.
İntravital mikroskopi, çok yüksek çözünürlüğe (μm ölçeği) sahip olduğu için bu önemli mikrovasküler özellikleri ölçebilir; Bununla birlikte, dokuya derinlemesine nüfuz etmesi birkaç yüz mikron veya birkaç milimetre ile sınırlıdır ve bu da en fazla klinik uygulamayı zorlaştırır. Gerçekten de, klinikte intravital mikroskopinin bazı yeni uygulamaları vardır13; Bununla birlikte, bunlar hala esnek kateterler/endoskoplar15,16 aracılığıyla cilt14 veya çeşitli vücut boşluklarının mukozal/endotel astarları gibi yüzey seviyesine yakın dokuların incelenmesiyle sınırlıdır.
Daha yaygın olarak, mikrovaskülatür CT17 veya MRI18 gibi görüntüleme yöntemleri kullanılarak incelenir. Bu klinik görüntüleme yöntemleri vücut içindeki herhangi bir derinliğe kadar görüntüleme yapabilir, ancak çok daha düşük bir uzamsal çözünürlüğe (mm ölçeği) sahiptirler. Bu nedenle, yüksek çözünürlüklü ve ayrıntılı mikrovasküler bilgileri kliniğe getirmek için klinik öncesi intravital mikroskopi ile klinik görüntüleme modaliteleri arasındaki bu çözünürlük boşluğunu kapatmaya ihtiyaç vardır19. Klinik görüntüleme modalitelerinin mikrovasküler görüntüleme yeteneklerini geliştirmek için dinamik kontrastlı (DCE) MRG ve CT20 ve Intravoksel tutarsız hareket (IVIM) MRI21 gibi çeşitli fonksiyonel görüntüleme yöntemleri geliştirilmiştir. Bununla birlikte, bunlar, mikrovaskülatür ölçümlerini sağlayan model tabanlı yöntemlerdir ve bu nedenle, mikrovaskülatür 19,22'nin uygun "temel gerçek" ölçümleri ile doğrulanması gerekir.
Klinik öncesi intravital mikroskopi ile BT ve MRG gibi klinik olarak uygulanabilir görüntüleme modaliteleri arasındaki bu boşluğu kapatmak için bir dorsal deri kıvrım pencere odası (DSFC) tümör fare modeli geliştirdik. DSFC, bir cam pencereden yüksek çözünürlüklü, intravital mikroskopi görüntülemenin yanı sıra MR uyumlu malzemelerden (plastik ve cam) yapıldığı için MRI gibi klinik olarak uygulanabilir görüntüleme için tümöre doğrudan erişim sağlar. Ayrıca, dahil edilen bir MATLAB kodu, klinik öncesi intravital mikroskopi ile klinik olarak uygulanabilir görüntüleme modaliteleri arasındaki doğrudan uzamsal korelasyonlar için çok modaliteli 3D ortak kayıt gerçekleştirir. Burada, DSFC'yi kurmak için tasarım ve cerrahinin yanı sıra intravital mikroskopi ve klinik olarak uygulanabilir görüntüleme modalitelerini birlikte kaydetme prosedürünü açıklayacağız.

<table><tbody><tr><td><güçlü>Hücre Kültürü Malzemeleri</güçlü></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>BxPC-3 İnsan Pankreas Kanseri Hücreleri</td><td>ATCC (Amerikan Tipi Kültür Koleksiyonu)</td><td>CRL-1687</td><td></td></tr><tr><td>Corning Matrigel Bodrum Membran Matrisi, LDEV içermez, 10 mL</td><td>Corning</td><td>354234</td><td></td></tr><tr><td>Corning Stripettor Ultra Pipet Kontrol Cihazı</td><td>Corning</td><td>07-202-350</td><td></td></tr><tr><td>Kalsiyum, Magnezyum veya fenol kırmızısı içermeyen Dulbecco Fosfat tamponlu salin, 500 mL</td><td>Gibco</td><td>14190144</td><td></td></tr><tr><td>Fetal Sığır Serumu (Kanada), 500 mL</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F1051-500ML</td><td></td></tr><tr><td>Penisilin-Streptomisin 100x (sıvı, stabilize, steril filtreli, hücre kültürü test edilmiştir)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>P4333-100ML</td><td></td></tr><tr><td>RPMI Orta 1640 (1x), sıvı; L-Glutamin ile, 500 mL</td><td>Gibco</td><td></td><td></td>11875093</tr><tr><td>TrypLE Express Enzyme, 500 mL</td><td>Gibco</td><td>12605028</td><td></td></tr><tr><td><güçlü>Pencere Haznesi Malzemeleri</güçlü></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>12 mm Cam Lamel</td><td>Harvard Aparatı&nbsp; &nbsp;</td><td>CS-12R No. 1.5</td><td></td></tr><tr><td>Connex 500 3D Yazıcı</td><td>Stratasys</td><td>N/A Biyouyumlu</td><td></td></tr><tr><td>şeffaf MED610 reçine</td><td>Stratasys</td><td>&nbsp; RGD810</td><td></td></tr><tr><td>Loctite AA 3105 UV ile kürlenebilen tutkal</td><td>Loctite</td><td>LCT1214249</td><td></td></tr><tr><td>Pencere odası arka çerçevesi</td><td>Trimech Inc</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Pencere odası referans işaretleyici</td><td>Trimech Inc</td><td>N/A</td> Pencere Odası ön çerçeve Trimech Inc N/A <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pencere odası destek klipsi</td><td>Trimech Inc</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td><güçlü>Aşılama ve Cerrahi Malzemeler</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>BD SafetyGlide İnsülin Şırıngaları, Kalıcı Olarak Takılan İğnelerle, 0.5 mL, 29 G x 1/2 "</td><td>BD</td><td>CABD305932</td><td></td></tr><tr><td>Betadine Çözeltisi</td><td>Betadine</td><td>AP-B002C2R98U</td><td></td></tr><tr><td>Cidex OPA 14 Günlük Çözüm 3.8 L</td><td>ASP</td><td>JOH20394</td><td></td></tr><tr><td>Tek Kullanımlık Cerrahi Alt Pedler 23 inç x 24 inç</td><td>Kendall</td><td>7134</td><td></td></tr><tr><td>Göz kayganlaştırıcı&nbsp; &nbsp;</td><td>Optixcare</td><td>50-218-8442</td><td></td></tr><tr><td>Tüy dökücü krem</td><td>Nair</td><td>&lrm; </td><td></td>061700222611</tr><tr><td>Halstead Hemostatik Forseps</td><td>Almedic</td><td>7742-A12-150</td><td></td></tr><tr><td>Isıtma yastığı</td><td>Güneş ışını&nbsp;</td><td></td><td></td>B086MCN59R</tr><tr><td>İris Makas</td><td>Almedic</td><td>7601-A8-690</td><td></td></tr><tr><td>Isofluran</td><td>Sigma</td><td>792632</td><td></td></tr><tr><td>Metacam</td><td>&nbsp; Boehringer Ingelheim Hayvan Sağlığı ABD A.Ş.</td><td>NDC 0010-6015-03</td><td></td></tr><tr><td>NOD. Cg-Rag1tm1Mom&nbsp; Il2rgtm1Wjl/SzJ fare</td><td>Jackson laboratuvarı</td><td>7799</td><td></td></tr><tr><td>Fıstık Makası & Giyotin</td><td>Wahl</td><td>8655-200</td><td></td></tr><tr><td>&nbsp; SOFSILK Emilmeyen Cerrahi Sütür #5-0, 3/8" Konik uçlu iğne (17 mm) (Balmumu Kaplı, Örgülü Siyah İpek, Steril)&nbsp;</td><td>&nbsp; Syneture&nbsp;</td><td>&nbsp; VS880</td><td></td></tr><tr><td>Kıymık Forseps</td><td>Almedic</td><td>7725-A10-634</td><td></td></tr><tr><td><güçlü>MR Görüntüleme</güçlü></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>3D baskılı pencere odası immobilizasyon cihazı.</td><td></td><td></td><td>özel 3D baskılı, ayrıntılar için şekil 3'e bakın.</td></tr><tr><td>Konveksiyonlu ısıtma cihazı</td><td>3M Bair Hugger</td><td>70200791401</td><td></td></tr><tr><td>İlaç enjeksiyon sistemi</td><td>Harvard Aparatı&nbsp; &nbsp;</td><td>PY2 70-2131</td><td>PHD 22/2200 MRI uyumlu Şırınga Pompası</td></tr><tr><td>Gadovist 1.0</td><td>Bayer</td><td>2241089</td><td></td></tr><tr><td>Solunum izleme sistemi</td><td>SAII</td><td>Model 1030</td><td>Küçük hayvanlar için MR uyumlu izleme ve geçit sistemi.</td></tr><tr><td>Kuyruk ven kateteri (27 G 0.5")</td> <td>Terumo Medical Corp</td><td>15253</td><td></td></tr><tr><td><güçlü>Optik Görüntüleme</güçlü></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>3D baskılı görüntüleme aşaması</td><td></td><td></td><td>Özel 3D baskılı, ayrıntılar için ek şekil 3'e bakın.</td></tr><tr><td>12 V 7 W Esnek Poliimid Isıtıcı Plaka İnce Yapışkanlı PI Isıtma Filmi 25 mm x 50 mm</td><td>BANRIA&nbsp;</td><td>B09X16XCVS</td><td>Fare gövdesi sıcaklık düzenlemesi için kullanılan ısıtma elemanı.</td></tr><tr><td>DC güç kaynağı</td><td>BK Precission</td><td>1761</td><td>Isıtma elemanına güç sağlamak için kullanılır.</td></tr><tr><td>Leica MZ FLIII</td><td>Leica Microsystems</td><td>15209</td><td></td></tr><tr><td>svOCT görüntüleme sistemi</td><td></td><td></td><td>Şirket içi görüntüleme sistemi. Ayrıntılar referans 23'te bulunabilir.</td></tr><tr><td><güçlü > Yazılım< / güçlü ></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>MATLAB Yazılımı</td><td>MathWorks</td><td>R2020A</td><td></td></tr></tbody></table>

translasyonel kanser araştırmalarında kombine İntravital mikroskopi ve manyetik rezonans görüntüleme için dorsal deri kıvrımlı pencere odası tümör fare modeli

A Dorsal Skinfold Window Chamber Tumor Mouse Model for Combined Intravital Microscopy and Magnetic Resonance Imaging in Translational Cancer Research

Mikroskopi ve optik koherens tomografi gibi klinik öncesi intravital görüntülemenin, tümör mikroçevresini ve tedaviye yanıtını görselleştirmek için kanser araştırmalarında değerli araçlar olduğu kanıtlanmıştır. Bu görüntüleme modaliteleri mikron ölçeğinde çözünürlüğe sahiptir ancak dokuya sığ penetrasyon derinlikleri nedeniyle klinikte sınırlı kullanıma sahiptir. BT, MRG ve PET gibi klinik olarak daha uygulanabilir görüntüleme modaliteleri çok daha fazla penetrasyon derinliğine sahiptir, ancak nispeten daha düşük uzamsal çözünürlüğe (mm ölçeği) sahiptir. 
Klinik öncesi intravital görüntüleme bulgularını kliniğe dönüştürmek için, bu mikro-makro çözünürlük boşluğunu kapatmak için yeni yöntemler geliştirilmelidir. Burada, aynı hayvanda klinik öncesi intravital ve klinik olarak uygulanabilir (BT ve MR) görüntülemeyi mümkün kılmak için tasarlanmış bir dorsal deri kıvrımlı pencere odası tümör fare modelini ve bu iki farklı görselleştirme yöntemini birbirine bağlayan görüntü analiz platformunu açıklıyoruz. Daha da önemlisi, açıklanan pencere odası yaklaşımı, farklı görüntüleme modalitelerinin, doğrudan uzamsal uyum için pencere odası üzerindeki referans işaretleyiciler kullanılarak 3D olarak birlikte kaydedilmesini sağlar. Bu model, mevcut klinik görüntüleme yöntemlerinin doğrulanması için kullanılabileceği gibi, "temel gerçek" yüksek çözünürlüklü intravital bulgularla doğrudan korelasyon yoluyla yenilerinin geliştirilmesi için de kullanılabilir. 
Son olarak, kemoterapi, radyoterapi, fotodinamik tedavi gibi çeşitli tedavilere tümör yanıtı, preklinik ve klinik olarak uygulanabilir görüntüleme modaliteleri kullanılarak bu metodoloji ile uzunlamasına izlenebilir. Bu nedenle, burada açıklanan dorsal deri kıvrımlı pencere odası tümör fare modeli ve görüntüleme platformları, örneğin klinik öncesi intravital mikroskopi bulgularının BT veya MRI gibi daha klinik olarak uygulanabilir görüntüleme yöntemlerine çevrilmesi gibi çeşitli kanser araştırma çalışmalarında kullanılabilir.

Geniş görüş alanlı (FOV) 3D mikrovasküler görüntüler (6 x 6 mm,2 lateral x 1 mm derinlik) elde etmek için benek varyans optik koherens tomografi (svOCT) yapıldı. Bu görüntüleri elde etmek için, daha önce tanımlanmış bir karesel interferometreye dayanan süpürülmüş kaynak OCT sistemi kullanıldı23. OCT görüntüleri, yanal olarak bitişik iki 3 x 6 mm2 FOV taramasının birbirine dikilmesiyle elde edildi. Her B-taraması 400 A-taramasından oluşuyordu ve önceki çalışmamız 24'te açıklandığı gibi doğru benek varyansı işlemeyi sağlamak için konum başına24 kez (25 ms aralıklarla) gerçekleştirildi.
MRI veri setini mikrovasküler svOCT veri setine birlikte kaydetmek için birkaç adım gerçekleştirildi. İlk adım adım 5.12'de yapılmıştır ve Şekil 4'te gösterilmiştir. Bu adım, derinlik yönü boyunca iki veri kümesini birlikte kaydeder (Şekil 4'teki z ekseni). Veri kümelerini yanal boyutlar (Şekil 4'te xy düzlemi) boyunca birlikte kaydetmek için, bir dizi iki nokta tabanlı afin kaydı ile birlikte referans işaretleyici halkası kullanılır. İlk olarak, MRI veri seti, halkadaki referans işaretleyici konumlarını, ön çerçevedeki cam pencerenin çevresi etrafındaki karşılık gelen bölmelerle eşleştirerek parlak alan mikroskobu görüntüsüne birlikte kaydedilir (Şekil 5B,C'deki yeşil noktalar). Daha sonra, hem svOCT mikrovasküler veri setinde hem de parlak alan mikroskobu görüntüsünde tanımlanabilen vasküler yer işaretleri, parlak alan görüntüsünü (ve karşılık gelen MRI veri setini) svOCT veri setine (Şekil 5A,B'deki mavi noktalar) birlikte kaydetmek için kullanılır. Bu nedenle, parlak alan mikroskobu görüntüsü, çok farklı görüntüleme çözünürlüklerinde multimodalite ko-kaydını mümkün kılmak için hem MRG'den (referans belirteçleri için divot konumları) hem de svOCT mikrovasküler görüntüden (mikrovasküler yer işaretleri) özellikler içeren orta çözünürlüklü bir görüntü görevi görür.
Tümörü (sağlıklı çıplak deri) ve tümörü olmayan bir pencere odası hazırlama faresi için üç modalitenin tümü (mikrovasküler görüntüleme, geniş alan mikroskobu ve MRI) arasındaki başarılı ortak kaydın görüntüleri sırasıyla Şekil 6A-C ve Şekil 6D-F'de gösterilmektedir. Her üç modalite de birlikte kaydedildikten sonra, korelasyon analizi yapılabilir. Birlikte kayıtlı veri kümelerinden yararlanmak için, uzamsal korelasyonlar ya voksel bazında ya da seçilen ilgi hacimleri üzerinde uygun ortalama alma teknikleri kullanılarak gerçekleştirilmelidir. Şekil 7, svOCT'den türetilen mikrovasküler metrikler ile fonksiyonel MRG'den türetilen makrovasküler metrikler arasındaki korelasyonun bazı temsili sonuçlarını göstermektedir. Bu grafikler, iki tümör taşıyan fareden ve bir 'sağlıklı' çıplak derili fareden elde edilen verileri içerir. Bu grafikler, her nokta VOI'ninbir konumunu temsil eden 500 μ m yanal adım boyutuna sahip 1 mm2 yanal x 500 μm derinlik kayan pencere hacmi (VOI) tekniği kullanılarak oluşturulmuştur. Sağlıklı fare için vasküler analiz, incelenen tümörlerin 3D uzamsal boyutuna uyması için FOV'un merkezinde 3 x 3mm2'lik bir ilgi alanı ile sınırlandırıldı. Bu analiz yöntemini kullanarak svOCT ile MRI korelasyonlarını içeren daha ayrıntılı bir çalışma, son çalışmamızda bulunabilir22.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66383/66383fig06.jpg"> Şekil 6: Birlikte kaydedilmiş sağlıklı ve tümör görüntüleme veri setleri. Üst satırda (A) renk derinliği kodlu svOCT, (B) mavi noktalı çizgiyle gösterilen analiz bölgesi ile birlikte kaydedilmiş parlak alan mikroskobu görüntüsü ve (C) sağlıklı bir çıplak cilt faresi için ortak kayıtlı DCE-MRI parametre haritası gösterilmektedir. Alt satır, (D) renk derinliği kodlu svOCT'yi, (E) mavi noktalı çizgiyle gösterilen tümör konturu ile birlikte kaydedilmiş parlak alan mikroskobu görüntüsünü ve (F) tümör taşıyan bir fare için ortak kayıtlı DCE-MRI parametre haritasını gösterir. C ve F'deki siyah vokseller sırasıyla analiz bölgesi ve tümörün dışındadır ve bu nedenle dikkate alınmaz. Ölçek çubukları = 1 mm. Kısaltmalar: svOCT = benek varyans optik koherens tomografi; DCE-MRI = dinamik kontrastlı manyetik rezonans görüntüleme. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66383/66383fig06large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Şekil 7A, svOCT ile ölçülen vasküler hacim fraksiyonuna (VVF) karşı MRG'nin ktransparametresini göstermektedir. VVF, damarlar tarafından işgal edilen dokunun oranıdır ve ktrans, gadolinyumun intravasküler boşluktan ekstravasküler boşluğa hareket etme hızı sabitidir. ktrans, Toft modelinin gadolinyum zaman konsantrasyon eğrilerine voksel bazındavoksel bazında uydurulmasıyla elde edilir 25,26. svOCT'den alınan VVF ölçümleri, tümörlerin sağlıklı dokudan daha küçük bir VVF'ye sahip olduğunu gösterir ve bu da potansiyel olarak tümör içinde zayıf vaskülarize bölgelerin varlığını gösterir. Ktranskan akışına, vasküler geçirgenliğe ve kılcal yüzey alanına25,26 bağlı olduğundan, daha büyük bir VVF daha büyük bir vasküler yüzey alanı ve kan akışı anlamına geldiğinden, ktransile VVF arasında pozitif bir korelasyon beklenir. Bununla birlikte, tümör damarı geçirgenliğinin bu ilişkideki etkisini daha fazla aydınlatmak için Dekstran ekstravazasyon deneyleri gibi daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır27.
Şekil 7B , MRG'nin en yüksek kontrast artırımına (TTP) kadar geçen süre ile svOCT'nin en yakın damara olan ortalama mesafesi arasındaki korelasyonu göstermektedir (<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/66383/66383eq02.jpg" style="margin: auto;">). TTP, gadolinyum zaman konsantrasyon eğrisinin maksimum değerine ulaşması için gereken süreyi ölçen yarı kantitatif bir metriktir ve bu, voksel bazında hesaplanır26. Analiz <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/66383/66383eq02.jpg" style="margin: auto;"> edilen hacim22 içinde en yakın damara olan ortalama mesafeyi ölçen bir svOCT mikrovasküler metriktir. Genel olarak, sağlıklı dokuda tümör dokusuna kıyasla daha küçük <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/66383/66383eq02.jpg" style="margin: auto;"> bir doku vardır, bu da sağlıklı mikrovaskülatürün daha yoğun bir şekilde paketlendiğini ve daha düzgün oksijenli dokuya yol açtığını ve tümör dokusunun daha az iyi vaskülarize olduğunu gösterir28. Tümör dokusundaki yüksek <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/66383/66383eq02.jpg" style="margin: auto;"> değerler avasküler doku bölgelerinin varlığını gösterebilir. Şekil 7B , TTP ile <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/66383/66383eq02.jpg" style="margin: auto;">arasında pozitif bir korelasyon olduğunu göstermektedir. Bu, sağlıklı dokunun gadolinyumun dokuya verimli ve hızlı bir şekilde girip çıkmasıyla iyi bir şekilde vaskülarize edildiğini gösterir. Bununla birlikte, tümör mikrovasküler sistemi daha büyük intervasküler mesafelerle daha fazla deforme olur, bu da gadolinyumun dokuya ulaşma süresini uzatır ve böylece TTP'de bir artışa neden olur.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66383/66383fig07.jpg"> Şekil 7: MRG - svOCT makro ve mikro-vasküler uzamsal korelasyonlar. Bu grafikler, x 1 x 1 mm2 yanal × 500 μ m derinlik, 500 μm adım boyutuna sahip kayar pencere VOI kullanan iki tümör taşıyan fare ve bir sağlıklı çıplak derili fareden elde edilen bulguları içerir veher nokta, kayar pencere VOI'nin bir konumu için verilen metriğin ortalama değerlerini temsil eder. Kısaltmalar: svOCT = benek varyans optik koherens tomografi; DCE-MRI = dinamik kontrastlı manyetik rezonans görüntüleme; VOI = ilgi hacmi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66383/66383fig07large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Dosya 1: Pencere odası bileşenlerinin 3D STL dosyaları. Parçaları 3D yazdırmak için kullanılan DSFC odasının 4 bileşenini (ön çerçeve, arka çerçeve, destek klipsi ve referans işaret halkası) içeren bir zip dosyası. Kısaltma: DSFC = dorsal deri kıvrımlı pencere odası. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66383/Supplementary%20file%201.zip" target="_blank">Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Dosya 2: Çok modlu görüntü ortak kaydı için MATLAB komut dosyası. Bu MATLAB komut dosyası (Multimodal_Image_Register.m), parlak alan mikroskobunu, mikrovasküler görüntü verilerini ve yapısal ve işlevsel (DCE ve/veya IVIM parametre haritaları) MR görüntülerini alır ve mikrovasküler veri setine birlikte kaydedilmiş tüm veri kümelerini çıkarır. MATLAB komut dosyası aşağıdaki dosya biçimlerini destekleyecek şekilde yazılmıştır: MRI - .dcm, svOCT - .mat ve mikroskopi - .jpg veya . TIF. MATLAB kodu, protokol bölümünde açıklanan dosya boyutlarını/çözünürlüklerini barındıracak şekilde yazılmıştır: MRI - 0,5 x 0,5 mm düzlem içi çözünürlük için 64 x 64 matrisli 32 x 32 mm görüş alanı; 10 bitişik görüntüleme dilimi, mikroskopi - &gt;1,5cm2 görüş alanına sahip 2D görüntü (kabul edilebilir herhangi bir çözünürlük) ve svOCT - 6 x 6 mm görüş alanı 7,5 μm çözünürlük. Farklı dosya formatları, görüntü çözünürlüğü veya görüntüleme görüş alanları kullanılıyorsa MATLAB kodu değiştirilmelidir. Kısaltmalar: DCE = dinamik kontrast geliştirilmiş; IVIM = intravoksel tutarsız hareket; MRG = manyetik rezonans görüntüleme; svOCT = benek varyans optik koherens tomografi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66383/Multimodal_Image_Register.zip" target="_blank">Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Şekil S1: Pencere odasını farenin derisine yapıştırmak için geçici dikişler. Sütür (1) 'den başlar ve farenin ön yan derisinden ve pencere odasının ön çerçevesinden geçer. (2) Sütür daha sonra farenin arka derisinden geçer ve pencere odasının arka çerçevesinden dışarı çıkar. Sütür daha sonra arka çerçeveden, (3) arka taraftaki deriye, ön çerçeveden ve (4) ön deriden geri geçirilir. (5) Sütür daha sonra hem DSFC çerçevelerinden hem de cilt katmanlarından geri getirilir. (6) Son olarak, sütür, pencere odasının üst deliğinden ve cildin tüm katmanlarından geri getirilir. DSFC + cilt aksamı daha sonra dikişlerin (1) de sıkılması ve düğümlenmesi ile bir araya getirilir. Kısaltma: DSFC = dorsal deri kıvrımlı pencere odası. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66383/Supplementary%20Figure%201.zip" target="_blank">Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Şekil S2: Kalıcı sütürlerin optimal yerleştirilmesi. Kalıcı dikişler ön deriden/çerçeveden geçirilmeli, arka deriden/çerçeveden dışarı çıkarılmalı, tüm düzenekten geriye doğru geçirilmeli ve önden düğümlenmelidir. Her numara tek bir sütürü temsil eder. Dikişler, sabitlenirken tüm düzeneğe eşit şekilde basınç uygulamak için numara sırasına göre yerleştirilmelidir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66383/Supplementary%20Figure%202.zip" target="_blank">Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Şekil S3: İntravital mikroskopi görüntüleme için 3D baskılı aşama. (A) İntravital mikroskopi görüntüleme için izofluran gazı anestezi eki olan 3D baskılı bir aşama kullanılır. (B) Pencere odası, onu hareketsiz hale getirmek ve herhangi bir solunum hareketini ortadan kaldırmak için sahneye üç cıvata ile sabitlenmiştir. (C) Bir DC güç kaynağına seri olarak bağlanan iki ısıtma elemanı, anestezi altındayken farenin vücut sıcaklığını korumak için sahnenin alt tarafına yapıştırılır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66383/Supplementary%20Figure%203.zip" target="_blank">Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>

İntravital mikroskopi bulgularının translasyonu, dokuya sığ derinlik penetrasyonu ile karşı karşıyadır. Burada, intravital mikroskopi bulgularının klinik translasyonunu potansiyel olarak kolaylaştıran, doğrudan uzamsal korelasyon için intravital mikroskopi ve klinik olarak uygulanabilir görüntüleme modalitelerinin (örneğin, BT, MRI) birlikte kaydedilmesini sağlayan bir dorsal pencere odası fare modelini açıklıyoruz.

Translasyonel Kanser Araştırmalarında Kombine İntravital Mikroskopi ve Manyetik Rezonans Görüntüleme için Dorsal Deri Kıvrımlı Pencere Odası Tümör Fare Modeli

Preclinical intravital imaging such as microscopy and optical coherence tomography have proven to be valuable tools in cancer research for visualizing the ...

Klinik öncesi intravital görüntüleme çok yüksek çözünürlüğe sahiptir, ancak dokuda sınırlı derinlik penetrasyonuna sahiptir, bu da onu klinik öncesi görüntüleme çalışmaları için çok iyi kılar. Öte yandan, MRG klinik olarak çok daha uygulanabilir ve daha yüksek bir derinlik penetrasyonuna sahiptir, ancak çok düşük uzamsal çözünürlüğe sahiptir. Bu çalışmanın amacı, preklinik intravital mikroskopiden elde ettiğimiz bulguları manyetik rezonans görüntüleme yoluyla kliniğe daha iyi tercüme etmek için bu iki modaliteyi birbiriyle ilişkilendirmektir.Optik koherens tomografi ve coğrafya sistemimiz de dahil olmak üzere MRG ve biyofotonikte perfüzyona duyarlı görüntüleme yöntemleri, mikrovasküler sistemin hipofraksiyone radyoterapiye tümör yanıtını nasıl etkilediğini ortaya koymaktadır. 3D baskı, uzunlamasına çalışmaları kolaylaştırarak uygun maliyetli özel alet üretimine de yardımcı oluyor. Son olarak, yapay zeka görüntü analizi, yeni radyoterapi öngörücü biyobelirteçlerin tanımlanmasını kolaylaştırmaktadır.Daha yakın zamanda, hem radyobiyolojik olarak anlamlı hem de soyutlanmış AI'dan türetilmiş doku yanıtı metriklerinin zamansal kinetiği de dahil olmak üzere, hipofraksiyone radyoterapiye tümör yanıtı ile ilgili çeşitli bulgular elde ettik. Ek olarak, hem MRG, makroskopik hem de optik koherens tomografi, mikroskobik, anjiyografiden türetilmiş metrikleri ilişkilendirerek multimodal görüntülemenin daha doğru bir şekilde gerçekleştirilmesi için vaadini gösterdik. Boylamsal çalışmaların etkili uzunluğunu uzatarak, uzun vadeli tümör tedavisi yanıtı için öngörücü biyobelirteçleri daha iyi tanımlayabiliriz.Ek olarak, makroskopik klinik olarak mevcut görüntüleme modaliteleri ile mikroskobik preklinik görüntüleme modaliteleri arasındaki ortak kaydın sağlamlığını artırarak, bulgularımızın tezgah üstünden yatak başına çevrilebilirliğini artırabiliriz. Stereotaktik vücut radyasyon tedavisi sırasında, yüksek dozlarda radyasyon daha az sayıda fraksiyon sağlar. SVRT'de artmış hücre ölümü ile ilişkili potansiyel bir radyobiyolojik hedef, tümör mikrovaskülatürüdür.Yüksek çözünürlüklü optik anjiyografi ve MRG'yi birleştirerek, hastaya özel SVRT tedavi planlaması ve daha iyi sonuçlar için fonksiyonel MRG mikrovasküler görüntülemeyi etkinleştirmek istiyoruz.

a-dorsal-skinfold-window-chamber-tumor-mouse-model-for-combined

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Kanser Araştırmaları

Bu videoda, implante edilmiş bir kraniyal pencere aracılığıyla bir fare modelinde önceden enjekte edilmiş kanser hücrelerinin intravital görüntülemesini gerçekleştiriyoruz. Bu yüksek çözünürlüklü hızlandırılmış görüntüleme tekniği, canlı faredeki kanser hücrelerinin dinamik davranışının incelenmesini sağlar.

Bir Fare Modelinde Kranial Pencere Tabanlı İntravital Görüntüleme: Bir Murin Modelinin Beynindeki Önceden Enjekte Edilmiş Kanser Hücrelerinin Davranışını İncelemek İçin Bir Görüntüleme Tekniği

Bu anti-kanser tedavisi için, görüntüleme yanıt için bir yöntem...

Meme Kanseri Fare Modelleri Tümör Mikroçevre İlaç Yanıtlarının Görüntüleme Canlı

Yeni Bir Yüksek çözünürlüklü<em&gt; In vivo</emTümör Büyüme ve Tedavi için İntrakranial Yapıların Dinamik Tepki Eğitim&gt; Görüntüleme Tekniği

Bu iletişim kuralı transgenik fareler hücre özgü floresan işaretleri ifade intravital görüntüleme açıklar. İntravital görüntüleme implante edilebilir windows üzerinden süreçlerin mikroskobik görselleştirme mümkündür kullanarak yaşayan hayvanlarda yüksek çözünürlüklü gözlemler için non-invaziv bir yöntem sağlar. Bu yöntem boyuna işlemleri incelemek özellikle kullanışlıdır.

Tümör ilişkili damarlara kullanmanın intravital mikroskobu gelişmiş Dorsal deri kıvrım pencere Chambers transgenik floresan fareler üzerinde

Bu protokol, genetik olarak tasarlanmış fare modellerinde pankreas adenokarsinom tümörlerini tespit etmek için dört hayvana kadar paralel manyetik rezonans görüntüleme (MR) için çok odalı bir yatak kullanır. Bu çok hayvanlı MRI protokolü, tümörlerin tespit edilmesi ve ölçülmesi için hızlı ve maliyet etkilidir; preklinik çalışmalar için hayvan seçimini kolaylaştırır ve tümör büyümesinin uzunlamasına izlenmesini kolaylaştırır.

Pankreas Kanseri Fare Modellerinde Tümör Ölçümleri İçin Çok Hayvanlı Manyetik Rezonans Görüntüleme

Bu protokol, vakumla stabilize edilmiş bir görüntüleme penceresi kullanarak sağlam akciğerin gerçek zamanlı olarak uzun süreli yüksek çözünürlüklü, tek hücreli görüntülemesini gerçekleştirmek için çoklu foton mikroskobunun kullanımını açıklar.

Bir Vakum Stabilize Görüntüleme Penceresi ile Akciğer uzun vadeli Yüksek Çözünürlüklü Intravital Mikroskopi

Dinamik nükleer polarizasyon ve ardından numune çözünmesi, biyolojik sistemlerde gerçek zamanlı metabolizma çalışmalarını mümkün kılmıştır. Hiperpolarize [1-13C] piruvat, in vitro bir prostat karsinomu hücre hattında laktat dehidrojenaz aktivitesini incelemek için kullanıldı.

hyperpolarized 13 C Metabolik Manyetik Rezonans Spektroskopisi ve Görüntüleme

Fizyolojik açıdan önemli tümör microenvironment meme kanserinin fare modellerinde parametrelerinde değerlendirilmesi için düşük-alan (L-band, 1.2 GHz) elektron paramagnetic rezonans çözünür nitroxyl ve trityl sonda kullanarak gösterilmiştir.

Vivo EPR pH, pO2, Redox durumu ve fosfat konsantrasyonları ve glutatyon tümör Microenvironment olarak değerlendirilmesi

Burada, aynı yaşam hayvanında invazif cerrahi müdahalenin (örn. biyopsi) önce ve sonra beyin tümörü hücrelerinin yüksek çözünürlüklü zaman aşımı multifoton görüntüleme yöntemi açıklanmaktadır. Bu yöntem, bu invaziv cerrahi prosedürlerin tümör hücrelerinin migrasyon, invazif ve proliferatif davranışlarının tek bir hücre seviyesinde etkisini inceleyerek sağlar.

Invaziv cerrahi biyopsiye yanıt olarak beyin tümörü hücre davranışının boyuna Intravital görüntüleme

Tümör hücreleri ve stromal fibroblastların heterotipik etkileşimine dayanan üç boyutlu yeni bir küresel model oluşturulmuştur. Burada, spheroidlerin oluşumunu görselleştirmek için tümör hücreleri ve stromal fibroblastlar, hızlandırılmış görüntüleme ve konfokal mikroskopi ortak kültürünü satıyoruz. Bu üç boyutlu model tümör-stroma etkileşimleri ve test kanser terapötik çalışma için ilgili bir platform sunuyor.

Tümör-Stroma Etkileşimi ve İlaç Keşfini İncelemek İçin Yeni Bir Stromal Fibroblast-Modüle 3D Tümör Küresel Modeli

Keşfedin dorsal deri kıvrımlı pencere odası fare modeliyle kombine intravital mikroskopi ve manyetik rezonans görüntüleme yöntemini. Tümör mikrovaskülatürü ve tedavi yanıtını in vivo çalışmak için bu yaklaşım kullanılır.

Translasyonel Kanser Araştırmalarında Kombine İntravital Mikroskopi ve Manyetik Rezonans Görüntüleme için Dorsal Deri Kıvrımlı Pencere Odası Tümör Fare Modeli (Video) | JoVE Journal

Translasyonel Kanser Araştırmalarında Kombine İntravital Mikroskopi ve Manyetik Rezonans Görüntüleme için Dorsal Deri Kıvrımlı Pencere Odası Tümör Fare Modeli

Daha fazla video keşfet