تقييم التصوير بالرنين المغناطيسي لاورام المثانة مورين المستحثة مسرطن

Cancer Research

Your institution must subscribe to JoVE's Cancer Research section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

هي الناجمة عن أورام المثانة مورين مع مسرطن النيتروسامين N-butyl-N-(4-hydroxybutyl) (BBN). يتم توليد ورم المثانة غير المتجانسة؛ ولذلك يلزم إجراء تقييم دقيق لعبء الورم قبل التعشيه للعلاج التجريبي. نقدم هنا بروتوكولا التصوير بالرنين المغناطيسي سريعة وموثوق بها لتقييم حجم الورم والمرحلة.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Glaser, A. P., Procissi, D., Yu, Y., Meeks, J. J. Magnetic Resonance Imaging Assessment of Carcinogen-induced Murine Bladder Tumors. J. Vis. Exp. (145), e59101, doi:10.3791/59101 (2019).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

نماذج ورم المثانة موريني حاسمة لتقييم الخيارات العلاجية الجديدة. أورام المثانة التي يسببها مع مسرطن النيتروسامين (BBN) N-butyl-N-(4-hydroxybutyl) مفيدة أكثر النماذج المستندة إلى خط الخلية نظراً لأنها عن كثب تكرار الملامح المجينية الأورام البشرية، وخلافا لنماذج الخلية وتكثيفها، أنها توفر فرصة جيدة لدراسة إيمونوثيرابيس. ومع ذلك، توليد ورم المثانة غير المتجانسة؛ ولذلك يلزم إجراء تقييم دقيق لعبء الورم قبل التعشيه للعلاج التجريبي. الموصوفة هنا هو نموذج الماوس BBN وبروتوكول لتقييم المثانة سرطان الورم العبء في فيفو استخدام تسلسل رنين المغناطيسي سريعة وموثوق بها (السيد) (صحيح [فيسب]). هذا الأسلوب بسيط ويمكن الاعتماد عليها لأنه، خلافا للموجات فوق الصوتية، السيد عامل مستقل ويسمح بمعالجة مباشرة بعد اقتناء الصور والاستعراض. استخدام صور محورية من المثانة، تحليل للمناطق ذات الاهتمام على طول الجدار المثانة وورم السماح لحساب مساحة الجدار وورم المثانة. يرتبط هذا القياس مع السابقين فيفو وزن المثانة (rs= 0.37، ف = 0.009) ومرحلة الورم (p = 0.0003). وفي الختام، BBN يولد الأورام غير المتجانسة التي تعتبر مثالية لتقييم إيمونوثيرابيس، والتصوير بالرنين المغناطيسي بشكل سريع وموثوق بها تقييم عبء الورم قبل التوزيع العشوائي للأسلحة العلاج التجريبي.

Introduction

سرطان المثانة هو السرطان الأكثر شيوعاً من الخامس عموما، مسؤولة عن حوالي 000 80 حالة جديدة و 000 16 حالة وفاة في الولايات المتحدة في عام 20171. بعد حوالي 30 سنة دون تقدما كبيرا في علاج سرطان المثانة2النظمية، أثبتت المحاكمات المانع حاجز المضادة-PD-1 ومكافحة-PD-L1 الأخيرة ردود مثيرة وأحيانا دائمة في المرضى الذين يعانون من متقدمة urothelial سرطان3،،من45. ومع ذلك، فقط حوالي 20% مرضى وتظهر استجابة موضوعية لهذه العلاجات، وكذلك الدراسات مطلوبة لتوسيع الاستخدام الفعال للعلاج المناعي في المرضى الذين يعانون من سرطان المثانة.

نماذج سرطان المثانة مورين أدوات حاسمة في التقييم السريري لعلاجات رواية6،7. من أجل التحكم لحجم الورم عند التعشئه الفئران للعلاجات المختلفة، يجب تقييم عبء الورم والتحكم بين مجموعات العلاج. الدراسات السابقة استخدمت الموجات فوق الصوتية أو الإضاءة الحيوية لتقييم أورثوتوبيك المثانة المستندة إلى خط خلية سرطان8،نماذج9،10،11. ومع ذلك، يقدم كلا تقنيات عدة عيوب. قياسات الموجات فوق الصوتية يمكن أن يتأثر بالمهارات للمشغل وتفتقر إلى ميزات ثلاثية الأبعاد وعالية الدقة المكانية. أساليب الإضاءة الحيوية يمكن أن يوفر تقييم شبه كمي للخلايا السرطانية فقط، ولا تسمح للتصور من مورفولوجيا وتشريح المثانة. وعلاوة على ذلك، يمكن فقط استخدام الإضاءة الحيوية مع النماذج المستندة إلى خط الخلية، التي تعبر عن طرحه الجينات في الفئران أصلع أو الفئران بمعاطف بيضاء.

التصوير بالرنين المغناطيسي (التصوير بالرنين المغناطيسي)، من ناحية أخرى، يوفر مرونة فريدة من نوعها في الحصول على صور عالية الدقة التشريحية، نستعرض طائفة واسعة من التباين الأنسجة يمكن التصور الدقيق والتقييم الكمي لعبء الورم دون الحاجة إلى التعبير عن خصائص طرحه. صور السيد استنساخه بسهولة أكبر مع خطوط الأنابيب التحليل المناسبة وتضمن التصور ثلاثي الأبعاد للمثانة. أكبر القيود المفروضة على التصوير بالرنين المغناطيسي هي طول الفترة الزمنية اللازمة لفحص وارتفاع التكاليف المرتبطة بها التي تحد من فحوصات عالية الإنتاجية. ومع ذلك، لقد بينت دراسات عديدة أن سقونسس يمكن أن توفر صور عالية الجودة التشخيصية التي يمكن استخدامها للكشف عن فعالية ورصد أورام المثانة المستندة إلى خط الخلية؛ وهكذا، يمكن لتحليل الإنتاجية العالية9،12.

هنا، يمكننا وصف أسلوب المستندة إلى السيد غير الغازية لموثوقية وكفاءة تميز الأورام الناجمة عن مادة مسرطنة المثانة في الفئران. ولتحقيق ذلك، نحن نستخدم تصوير سريع مع حالة ثابتة الحركة البدارية MR تقنية (صحيح [فيسب])، الذي تضمن دورات قصيرة المدة في المسح في حين لا يزال توفير جودة عالية وعالية الدقة المكانية (~ 100 ميكرون) لكشف وقياس المثانة 13من الأورام. وعلاوة على ذلك، التأكد من دقة هذا الفحص بالرنين المغناطيسي غير الغازية، يصف لنا الترابط بين المعلمات المستمدة من التصوير بالرنين المغناطيسي و السابقين فيفو وزن المثانة، فضلا عن مرحلة الورم أكد مرضية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

عليها جميع الأساليب الموصوفة هنا "رعاية الحيوان المؤسسية" واستخدام اللجنة (إياكوك) من جامعة نورث وسترن.

1-تنظيم دورات تعريفية للأورام مع BBN

  1. الحصول على فئران C57/BL6 الذكور، كل 6 أسابيع على الأقل القديمة.
    ملاحظة: وضع الفئران الذكور سرطان المثانة أكثر بسرعة وبانتظام من الفئران الإناث14،15.
  2. إضافة أمين N-nitrosobutyl(4-hydroxybutyl) (BBN) بجرعة 0.05% لمياه الشرب. قم بتخزينها في حاوية غير شفاف وتزويدها libitum الإعلانية كمياه الشرب للفئران16.
    ملاحظة: تخزين الحل BBN في حاوية واضحة سوف تتحلل مادة مسرطنة17.
  3. تغيير الماء BBN 0.05% مرتين في الأسبوع.
  4. مراقبة الحيوانات بالتفتيش عن علامات الشدة المرتبطة بأورام المثانة، بما في ذلك بيله دموية والمثانة الراسخ، والجماهير. فحص الفئران مرتين في الأسبوع، أو وفقا للمبادئ التوجيهية إياكوك المحلية.
  5. تتوقع الأورام بين 16 و 24 أسبوعا من التعرض18.

2-التصوير بالرنين المغناطيسي الإعداد

  1. القيام حقن تحت الجلد من المحلول الملحي المعقم (0.1-0.2 مل باستخدام حقنه الإبرة ومل 1 ز 25 – 27) 10 دقيقة قبل التصوير بالرنين المغناطيسي لتسهيل ملء المثانة.
  2. تخدير كل الماوس مع خليط غاز 100% O2 و isoflurane (2%-4% حسب الاقتضاء). التحقق من طائرة كافية للتخدير باختبار منعكس سحب (قرصه إصبع القدم) قبل المتابعة. تطبيق مرهم العين العقيمة للحيوان.
  3. نقل الماوس إلى صاحب التصوير تجهيزه نوسيكوني لإيصال isoflurane المستنشقة (0.5%-3%).
  4. مراقبة درجة حرارة الجسم والتنفس باستخدام مجس درجة حرارة المستقيم متصل بالكمبيوتر تسجيل الفسيولوجية.
    ملاحظة: يتم الاحتفاظ بدرجة حرارة الجسم العادية (36 – 37 درجة مئوية) استخدام الدارة الماء الساخن تعمل في صلب السيد صاحب الحيوان. درجة الحرارة تقاس عن طريق جهاز استشعار المستقيم وتسجيلها على الكمبيوتر الرصد الفسيولوجية باستخدام مخصص الفسيولوجية ورصد البرامج. يتم استخدام نفس النظام لتسجيل إشارات رسم القلب والتنفس يقاس من خلال وسادة هوائية تحت القفص الصدري و عن طريق 3-يؤدي تخطيط قلب كهربائي. إشارة التنفس يستخدم أيضا لتحريك الحصول على التصوير بالرنين المغناطيسي، والحد من القطع الأثرية المرتبطة بحركة التنفس.

3-التصوير بالرنين المغناطيسي الحصول على الصور

  1. استخدام لفائف هيئة التربيع للإثارة.
  2. وضع لفائف متلقي 4-القناة في أسفل البطن من الماوس التي تم مسحها ضوئياً لتمكين الكشف عن إشارات من منطقة الاهتمام الأمثل.
  3. بدء التعديلات التلقائي من خلال برامج التصوير المتكاملة للحصول على مجموعة ثلاثي محوري من صور للجسم كله الماوس. من هذا المرجع مجموعة من الصور، وتحديد المنطقة للفائدة (في هذه الحالة، منطقة المثانة).
  4. الحصول على ثلاث مجموعات من متعامد شرائح الصور على طول الطائرات المحورية والاكليليه السهمي استخدام أطر مرجعية الإشعاعية.
  5. استخدام [فيسب] صحيح التصوير تسلسل (المضمنة كواحدة من الميزات الموجودة في برامج التصوير المتكاملة) مع السيد المعلمات التالية: TR = 900 مللي ثانية، الشركة المصرية للاتصالات = 2 مللي ثانية، اتحاد كرة القدم = 70، 14 المتوسطات.
    ملاحظة: هذه مجموعة من معلمات تسمح للتصوير السريع مع عالية الجودة التشخيصية، بما في ذلك الترجيح T1/T2 في < 10 دقيقة للماوس.
  6. سمك القرار وشريحة المكانية تتحدد هندسية المعلمات المحددة من قبل المستخدم من خلال واجهة رسومية لمنصة التصوير المتكاملة. هذه النتائج في سلسلة من الشرائح عبر المثانة كله سمك 0.5 مم مع قرار في الطائرة من 0.148 مم.

4-السيد تحليل الصور

  1. تحديد مجموعة شرائح من سمك 0.5 مم والقرار في الطائرة من 0.148 مم تغطي المثانة كاملة.
  2. تصدير إلى برمجيات تحليل الصور الطبية عن طريق تحديد المجلد مع الصور المقابلة في شكل تحليل.
  3. حدد "عرض محوري الممثل" في مركز المثانة للتحليل الكمي بالتمرير من خلال الصور التي تم إنشاؤها وتحديد شريحة في نقطة الوسط من المثانة، والذي يسمح لرؤية جدار المثانة والتجويف.
    ملاحظة: يجب أن تكون الشريحة مركز اختيار واحد مع قطر أكبر.
  4. تحدد منطقة الفائدة (ROI) بعناية عن طريق تتبع الحدود حول الحافة الخارجية للمثانة (بلوخبها)، وحول التجويف الداخلي (بلوخفي) المثانة يدوياً (انظر الشكلين التخطيطي والممثل في الشكل 2) في طريقة العرض المحوري التمثيلية المختارة.
  5. طرح التجويف الداخلي من الحافة الخارجية لحساب المساحة السطحية لجدار المثانة.
    بلوخالجدار = بلوخبها --بلوخفي
    ملاحظة: المساحة السطحية للمثانة التحكم مع لا ورم يتوقع أن تكون أقل من ذلك مع وجود ورم مثانة.

5-القتل الرحيم وتشريح المثانة

  1. بعد 20 أسبوعا تعرض BBN، euthanize الفئران باستخدام إجراءات التشغيل الموحدة وفقا للمبادئ التوجيهية إياكوك المحلية.
  2. تنظيف منطقة شق مع الإيثانول 70%، ثم أمسك ورفع الجلد جدار البطن بالملقط.
  3. جعل شق خط الوسط من الارتفاق العانة في عملية الرهابه.
  4. حاد جداً في التجويف الصفاقى تتشبث بالملقط وإينسيسينج مع المقص.
  5. تحديد المثانة، والذي يقع في خط الوسط أسفل البطن.
  6. تحديد وقطع في الرباط السري متوسط الاتصال قبة المثانة بالسرة وجدار البطن.
  7. فهم قبة المثانة مع الملقط توفير كونتيرتراكشن وتشريح المثانة بعيداً عن المحيطة الهياكل، بما في ذلك الحويصلات والمستقيم، والدهون.
  8. تحديد الحالب دخول المثانة وقص بالمقص قريبة من المثانة.
  9. رفع المثانة سيفالاد، قطع مجرى البول مع المقص وإزالة المثانة.
  10. وزن المثانة فورا بعد الشطف مع برنامج تلفزيوني.

6-نسيجية فحص أنسجة المثانة

  1. إصلاح أنسجة المثانة في 10% فورمالين مخزنة محايدة ح 36 – 48 في درجة حرارة الغرفة (RT).
  2. تضمين الأنسجة في كتل البارافين وقص الشرائح للفحص اللاحق، ووصمة عار الشرائح مع الهيماتوكسيلين ويوزين للفحص المجهري، وكما هو موضح سابقا19،20.
  3. القيام فحص المجهري للمثانة الماوس في منخفض (2.5 x و 10 x) وتكبير عالية (20 x و 40 x)، دراسة للآفات العيانية وتضخم وسرطان في الموقع، الحليمية، الأورام الحليمية والأورام الغازية19 , 21.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

باستخدام بروتوكول وصف (الشكل 1)، كانت الناجم عن أورام المثانة في الفئران الذكور C57/B6. تم إجراء التصوير بالرنين المغناطيسي في 16 أسبوعا، وقد euthanized الفئران في 20 أسبوعا. وسجلت السابقين فيفو المثانة الأوزان (الأسلحة البيولوجية) لكل الماوس. كانت الملون الشرائح والهيماتوكسيلين ويوزين، واستعرضت جميع شرائح الأنسجة لمرحلة الورم.

لتحليل عبء الورم باستخدام السيد، طرح جدار المثانة التجويف الداخلي (بلوخفي) من المثانة جدار التجويف الخارجي (بلوخبها) لحساب سمك الجدار المثانة (بلوخالجدار) (الشكل 2). الممثل الصور الحقيقية للسيد [فيسب] والمثانة الجدار إعادة البناء ثلاثي الأبعاد والصور باثولوجي بالماوس التحكم (أي، لا يوجد ورم) ترد في الشكل 3 ألف-واو، وماوس مع وجود ورم كبير يظهر في الشكل 3-L.

المعلمة المستمدة من التصوير بالرنين المغناطيسي بلوخالجدار يرتبط ضعيفة مع السابقين فيفو الأسلحة البيولوجية (rs = 0.37، p = 0.009؛ الشكل 4). يوضح فحص المعلمةالجدار بلوخ المستمدة من التصوير بالرنين المغناطيسي والبيانات البيولوجية اقتران مع مرحلة الورم (اختبار كروسكال-واليس التصوير بالرنين المغناطيسي p = 0.0003، الشكل 5A؛ ف BW = 0.0006؛ الشكل 5 (ب))، فضلا عن اقتران عندما تساوت أمراض سرطان المثانة غير العضلات-الغازية وسرطان المثانة العضلات الغازية (اختبار مان-ويتني U التصوير بالرنين المغناطيسي p = 0.0002، الرقم 5؛ الأسلحة البيولوجية ف < 0.0001، الرقم 5). ويبين الشكل 5Eأداء بلوخالجدار والحرب البيولوجية لتحديد سرطان المثانة العضلات الغازية. المنطقة الواقعة تحت المنحنى (AUC) بلوخالجدار (أوك = 0.81، 95% CI 0.68-093) يشبه إحصائيا أوك للأسلحة البيولوجية (أوك = 0.89، 95% CI 0.80-0.98; p = 0.30).

Figure 1
رقم 1: مخطط توجيهي ورم المثانة مع BBN وتوقيت التصوير بالرنين المغناطيسي والقتل الرحيم. BBN libitum الإعلانية التي تدار بتركيز 0.05% في مياه الشرب. الفئران الخضوع للتصوير بالرنين المغناطيسي في 16 أسبوعا. هي euthanized الفئران في 20 أسبوعا ويتم فحص أكياس كل منها مع إيمونوهيستوتشيميستري. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 2
الشكل 2: تصوير رسومية التخطيطي لأسلوب الحصول على بلوخالجدار وصورة السيد الممثل مع الخطوط العريضة المقابلة. استخدام كثافة صور الرنين المغناطيسي، حددت الجدار الخارجي المثانة وتم رسم مخطط تفصيلي باللون الأحمر (بلوخبها). التجويف المثانة هايبرينتينسي كان المبينة باللون الأخضر (بلوخفي)، وتم الحصول على منطقة التجويف المثانة المقابلة. الطرح من هذه الكميات اثنين أسفرت عن المعلمةالجدار بلوخ، الذي يتوافق مع القرص الرمادية الخفيفة في صورة رسومية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 3
الشكل 3: الممثل الصور الحقيقية للسيد [فيسب] والمثانة الجدار إعادة البناء ثلاثي الأبعاد والصور باثولوجي بالماوس التحكم (أي، لا يوجد ورم) (واو) والفأر مع وجود ورم كبير (ز-ل)- (أ) السيد ممثل الصورة بالماوس مع لا ورم. (ب) تجزئة المثانة الجدار منطقة (بلوخالجدار)، المبين باللون الأحمر، ويعرف منطقة بين التجويف المثانة (بلوخفي) والجدار الخارجي المثانة (بلوخبها). (ج) تقديم ثلاثي الأبعاد لجدار المثانة من ماوس تحكم، التي تم إنشاؤها بواسطة تعريف بلوخالجدار في كل شريحة من خلال المثانة. وتبين الأسهم الخضراء المثانة في صورة 2-د ترجم إلى عرض ثلاثي الأبعاد. (د) تقديم ثلاثي الأبعاد لقطع السحب بلوخالجدار من تحكم ماوس. (ه) انخفاض القوة (2.5 x) والصور عالية الطاقة (10 x) (و) المثانة الماوس نفسه. (ز) ممثل السيد الصورة بالماوس مع وجود ورم كبير. (ح) تجزئة المثانة الجدار منطقة (بلوخالجدار)، المبين باللون الأحمر، ويعرف منطقة بين التجويف المثانة (بلوخفي) والجدار الخارجي المثانة (بلوخبها). (ط) التقديم ثلاثية الأبعاد لجدار المثانة بالماوس مع وجود ورم كبير. (ي) تقديم ثلاثي الأبعاد لقطع من المثانة بالماوس مع وجود ورم كبيرة، التي تم إنشاؤها بواسطة تعريف بلوخالجدار في كل شريحة من خلال المثانة. وتبين الأسهم الخضراء المثانة في صورة 2-د ترجم إلى عرض ثلاثي الأبعاد. (ك) منخفضة الطاقة (2.5 x) والصور عالية الطاقة (10 x) (L) المثانة الماوس نفسه. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 4
الشكل 4: ارتباط سبيرمان بين بلوخ المستمدة من التصوير بالرنين المغناطيسيالجدار والوزن النهائي المثانة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 5
الشكل 5: إجراء مقارنات لمرحلة مرضية والمستمدة من التصوير بالرنين المغناطيسي المعلمة بلوخالجدار في الفئران 47. (أ) مقارنة لجميع مراحل مرضية والتصوير بالرنين المغناطيسي بلوخالجدار (اختبار كروسكال-واليس). (ب) مقارنة بين مراحل الإطلاق باثولوجي والمثانة الوزن (اختبار كروسكال-واليس). (ج) المقارنة بين سرطان المثانة غير العضلات الغازية (مرحلة ≤T1) وسرطان المثانة العضلات الغازية (مرحلة ≥T2) مع التصوير بالرنين المغناطيسي بلوخالجدار (اختبار مان-ويتني U). (د) مقارنة بين سرطان المثانة غير العضلات الغازية (مرحلة ≤T1) وسرطان المثانة العضلات الغازية (مرحلة ≥T2) مع وزن المثانة (اختبار مان-ويتني U). (ﻫ) منحنى ROC منطقة المثانة المستمدة من التصوير بالرنين المغناطيسي ووزن المثانة النهائي في تحديد سرطان المثانة العضلات الغازية (مرحلة ≥T2). فالقيمه المذكورة هي الفرق بين أوكس اثنين. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

تصوير دقيق لنماذج الورم ضروري للمناسبة قبل القتل الرحيم التدريج والحيوان والعشوائية قبل الشروع في العلاج التجريبي. استخدام الإجراء المعروضة هنا، علينا أن نبدي المنهجية (1) توليد أورام المثانة باستخدام مادة مسرطنة BBN و (2) التجهيزة عبء ورم المثانة عن طريق استخدام منطقة المستمدة من "السيد السيد" القياس (بلوخالجدار) يرتبط إلى حد كبير مع السابقين فيفو وزن المثانة ويرتبط بمرحلة الورم باثولوجي.

باعتماد نهج تصوير سريع مع أوقات اكتساب قصيرة عالية الدقة المكانية (صحيح [فيسب]) ونوعية تشخيصية عالية، يمكننا إجراء فحوصات عالية الإنتاجية للفئران في المراحل المتوسطة للتنمية الورم، قبل العلاج والعشوائية. تقريرنا ويتسق مع التقارير السابقة السيد تصوير الورم المستندة إلى خط الخلية يزرع9،12 ويؤكد إمكاناتها كأداة لتحسين دراسات المخدرات رقم الموضوع كبير.

في هذا البروتوكول التصوير بالرنين المغناطيسي، المهم أن الصورة الماوس مع مثانة كامل الحصول على صور ذات جودة عالية، ويحدد الاختلافات بين التجويف الورم والمثانة. ونجد أن الحقن كل الماوس مع المالحة قبل 10 دقائق من تصوير يسمح لتصوير كافية من المثانة. كذلك تشمل الخطوات الحاسمة تحريك موثوقة لاقتناء التصوير بالرنين المغناطيسي باستخدام إشارة التنفس الكشف مع وسادة هوائية تحت القفص الصدري الماوس والحصول على عدد كاف من شرائح MR التي تمكن من تغطية كامل المثانة.

وتشمل خيارات أخرى للتنمية والتقدم من أورام المثانة مورين التصوير بالموجات فوق الصوتية8 والإضاءة الحيوية10،11. تصوير مايكرو--الموجات فوق الصوتية مزروع الدبابة-2 الخلايا اكتشاف الأورام في الفئران 15، 13 منها الأشيع تأكدت الأورام8. حجم الموجات فوق الصوتية ترتبط إلى حد كبير مع مجسم حجم الورم، ولكن لم يكن التحقيق8وزن الورم والمرحلة. وقد استخدمت الإضاءة الحيوية بدقة رصد يزرع الورم المستندة إلى خط الخلية، ولكن لا يمكن استخدامه لرصد حالات السرطان التي يسببها مسرطنة دون زرع أورام مسرطنة-مشتقة من الماوس واحد إلى آخر. الحرجة، القدرة على رصد حالات السرطان التي يسببها مسرطن بدقة بهذه النماذج لها مزايا عديدة على نماذج خط الخلية. النماذج المستندة إلى خط الخلية وراثيا متجانسة والمشتقة من الأورام التي قد تهربوا من الفعل إيمونوسورفيلانسي، وأورام مزروع ينمو سريعاً دون المكروية التهاب مزمن22. نموذج BBN قد استخدمت بنجاح لأكثر من 30 عاماً، وما زال نموذج حاسمة لفهم التنمية سرطان المثانة والعلاج23،،من2425. وعلاوة على ذلك، يوضح نموذج BBN حيث والتعبير الجيني ملامح مشابهة للبشرية سرطان المثانة، في حين لا يزال الإبقاء على نظام المناعة سليمة للسماح لدراسة احتمال وكلاء إيمونوثيرابيوتيك26،27 .

توافر الحيوانات الصغيرة مخصصة الاشعات كالموارد المشتركة في مؤسسات متعددة يجعل هذه التقنيات مفيدة وعملية للبحوث الأساسية، والفرز من العلاجات الجديدة. ومع ذلك، توجد بعض القيود. تم تصويرها الفئران فقط في تيميبوينت واحد، لا بشكل مستمر أثناء تطوير أورام. ومع ذلك، استناداً إلى النتائج الإحصائية، نقترح أن قيمة تيميبوينت واحدة قادرة على دقة التجهيزة الفئران إلى مجموعات حسب حجم الورم ومرحلة، وأنها تمثل معلمة مثالية، وغير الغازية لتصنيف وتعيين المواضيع إلى مجموعات مختلفة. مراحل الورم متعددة تم إنشاؤها باستخدام BBN، تتراوح بين تا T4. إلا أن هذه قد تكون طبقات (كما اقترح في الشكل 5) العضلات الغازية (T2 أو أكبر) وغير العضلات الغازية (T1 أو أقل)، هذه هي الإدارة القياسية في سرطان المثانة البشرية28.

قيد محتمل آخر هو أن المعلمةالجدار بلوخ كان المستمدة باستخدام شريحة واحدة من خلال كل المثانة ولا تتوفر كافة شرائح تغطي عليه. هذه المعايير تم اختيارها للحد من متطلبات تحليل خط الأنابيب (أي اشتراط رسم رويس متعددة عبر شرائح متعددة) وكانت تعتبر كافية بالنسبة مقايسة سريعة والكمية. يمكن إجراء التحليل الحجمي أكثر تعقيداً في المواضيع (أي، سيظهر لأغراض توضيحية في الشكل 3) ولكن حتما تحتاج إلى مزيد من الجهد والتكاليف. يمكن أن تستخدم خوارزميات ومعالجة الصور الآلي التلقائي ترسيم المنطقة المثانة؛ بيد أن هذه الأساليب تعاني من التغيرات الجوهرية المثانة الشكل والحجم بين الفئران الفردية وتتطلب اختبار كبير والتحقق من الصحة قبل اعتماد موثوق بها في دراسة الإكلينيكية29.

التقييم النوعي الحجمي البيانات تشير إلى أن هذا الأسلوب شريحة واحدة كافية لهذا النوع من التحليل. ومع ذلك، من الممكن أن فحوصات أكثر تقدما قد تتطلب هذه الخطوة تجهيز البيانات/صورة إضافية. من وجهة نظر اقتناء، هناك عدة مسح الإضافية التي يمكن الحصول عليها، التي يمكن زيادة القدرة على التنبؤ بتطور الأورام السرطانية بينما أيضا الكشف عن المزيد من التغييرات المكروية الورم خفية. وتشمل هذه التقنيات الإضافية تباين ديناميكية تعزيز التصوير بالرنين المغناطيسي، ونشر مرجح التصوير بالرنين المغناطيسي، والأخرى تسلسلات30 تمكن وصف الشامل، حدودي المتعددة لجدار المثانة. ومع ذلك، النظر في التكاليف والكفاءة أدت بنا إلى حصر لدينا المقايسة لتلك الموصوفة في هذا البروتوكول.

وفي الختام، نحن تصف منهجية T1/T2-مرجح السريع التصوير سقونسس (صحيح [فيسب]) الحصول على صور شريحة متعددة تغطي المثانة الماوس كامل. علينا أن نظهر أن هذه الصور يمكن استخدامها لتحديد مدى الورم في نموذج يستند إلى مادة مسرطنة لسرطان المثانة مورين. بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي يرتبط بأوزان أنسجة المثانة ويرتبط بمرحلة الورم. هذه النتائج تدعم استخدام هذا فحص التصوير بالرنين المغناطيسي سريعة وموثوق بها التجهيزة الفئران قبل التعشيه العلاج التجريبي.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgments

م. ج. ج. وتمول "ميزة الإدارة الصحية قدامى المحاربين في" منح BX0033692-01. م. ج. ج. كما تدعمها مؤسسة هانسون ص جون "أبحاث السرطان" في جامعة "روبرت H. لوري شاملة سرطان مركز من شمال غرب البلاد". ونشكر المركز "التصوير متعدية الجنسيات" لتوفير الحصول على التصوير بالرنين المغناطيسي وتجهيزها. مصادر التمويل لم يكن دور في كتابة المخطوطة أو مقرر أن يقدم للنشر.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
C57BL/6 mice The Jackson Laboratory 664 Mice
N-butyl-N-(4-hydroxybutyl)nitrosamine carcinogen (BBN) TCI American B0938 Carcinogen
0.9% normal saline Hospira, Inc NDC 0409-488-02
Isoflurane Piramal HealthCare 60307-120-25 Anesthetic
7Tesla ClinScan MRI Bruker NA Dedicated Small Animal Imaging MRI
Syngo Siemens NA MR Integrated Imaging Software
Model 1030 Monitoring & Gating System Small Animal Instruments, Inc. (SAII) NA Small animal physiologic monitoring
Formalin, Neutral Buffered, 10% Sigma HT501128 Fixative
Eosin Y Fisher Scientific NC1093844 Histologic staining agent
Hematoxylin Fisher Scientific 23-245651 Histologic staining agent
Jim7 Xinapse Systems NA Medical image analysis software
GraphPad Prism v7.04 Graphpad NA Graphing software
R v3.4.2 The R Project for Statistical Computing NA Statistical software
R package pROC v1.10.0. The R Project for Statistical Computing NA ROC analysis

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. Cancer Statistics, 2017. CA: A Cancer Journal for Clinicians. 67, (1), 7-30 (2017).
  2. Abdollah, F., et al. Incidence, survival and mortality rates of stage-specific bladder cancer in United States: a trend analysis. Cancer Epidemiology. 37, (3), 219-225 (2013).
  3. Rosenberg, J. E., et al. Atezolizumab in patients with locally advanced and metastatic urothelial carcinoma who have progressed following treatment with platinum-based chemotherapy: a single-arm, multicentre, phase 2 trial. The Lancet. 387, (10031), 1909-1920 (2016).
  4. Sharma, P., et al. Nivolumab monotherapy in recurrent metastatic urothelial carcinoma (CheckMate 032): a multicentre, open-label, two-stage, multi-arm, phase 1/2 trial. The Lancet Oncology. 17, (11), 1590-1598 (2016).
  5. Bellmunt, J., et al. Pembrolizumab as Second-Line Therapy for Advanced Urothelial Carcinoma. New England Journal of Medicine. 376, (11), 1015-1026 (2017).
  6. Chan, E., Patel, A., Heston, W., Larchian, W. Mouse orthotopic models for bladder cancer research. BJU International. 104, (9), 1286-1291 (2009).
  7. Zhang, N., Li, D., Shao, J., Wang, X. Animal models for bladder cancer: The model establishment and evaluation (Review). Oncology Letters. 9, (4), 1515-1519 (2015).
  8. Patel, A. R., et al. Transabdominal micro-ultrasound imaging of bladder cancer in a mouse model: a validation study. Urology. 75, (4), 799-804 (2010).
  9. Chin, J., Kadhim, S., Garcia, B., Kim, Y. S., Karlik, S. Magnetic resonance imaging for detecting and treatment monitoring of orthotopic murine bladder tumor implants. The Journal of Urology. 145, (6), 1297-1301 (1991).
  10. Jurczok, A., Fornara, P., Soling, A. Bioluminescence imaging to monitor bladder cancer cell adhesion in vivo: a new approach to optimize a syngeneic, orthotopic, murine bladder cancer model. BJU International. 101, (1), 120-124 (2008).
  11. Vandeveer, A. J., et al. Systemic Immunotherapy of Non-Muscle Invasive Mouse Bladder Cancer with Avelumab, an Anti-PD-L1 Immune Checkpoint Inhibitor. Cancer Immunology Research. 4, (5), 452-462 (2016).
  12. Kikuchi, E., et al. Detection and quantitative analysis of early stage orthotopic murine bladder tumor using in vivo magnetic resonance imaging. Journal of Urology. 170, 1375-1378 (2003).
  13. Chung, H. W., et al. T2-weighted fast MR imaging with true FISP versus HASTE: comparative efficacy in the evaluation of normal fetal brain maturation. American Journal of Roentgenology. 175, (5), 1375-1380 (2000).
  14. Miyamoto, H., et al. Promotion of bladder cancer development and progression by androgen receptor signals. Journal of the National Cancer Institute. 99, (7), 558-568 (2007).
  15. Bertram, J. S., Craig, A. W. Specific induction of bladder cancer in mice by butyl-(4-hydroxybutyl)-nitrosamine and the effects of hormonal modifications on the sex difference in response. European Journal of Cancer. 8, (6), 587-594 (1972).
  16. Nagao, M., et al. Mutagenicity of N-butyl-N-(4-hydroxybutyl)nitrosamine, a bladder carcinogen, and related compounds. Cancer Research. 37, 399-407 (1977).
  17. Hirose, M., Fukushima, S., Hananouchi, M., Shirai, T., Ogiso, T. Different susceptibilities of the urinary bladder epithelium of animal species to three nitroso compounds. Gan. Gann; The Japanese Journal of Cancer Research. 67, (2), 175-189 (1976).
  18. Shin, K., et al. Cellular origin of bladder neoplasia and tissue dynamics of its progression to invasive carcinoma. Nature Cell Biology. 16, (5), 469-478 (2014).
  19. Epstein, J. I. Chapter 17: Immunohistology of the Bladder, Kidney, and Testis. Diagnostic Immunohistochemistry. Fifth Edition, 624-661 (2019).
  20. Cohen, S. M., Ohnishi, T., Clark, N. M., He, J., Arnold, L. L. Investigations of rodent urinary bladder carcinogens: collection, processing, and evaluation of urine and bladders. Toxicologic Pathology. 35, (3), 337-347 (2007).
  21. Wood, D. P. Jr Tumors of the bladder. Campbell-Walsh Urology. 11, (92), 2184-2204 (2016).
  22. Zitvogel, L., Pitt, J. M., Daillere, R., Smyth, M. J., Kroemer, G. Mouse models in oncoimmunology. Nature Reviews Cancer. (2016).
  23. Kaneko, S., Li, X. X chromosome protects against bladder cancer in females via a KDM6A-dependent epigenetic mechanism. Science Advances. 4, (6), eaar5598 (2018).
  24. Smilowitz, H. M., et al. Biodistribution of gold nanoparticles in BBN-induced muscle-invasive bladder cancer in mice. International Journal of Nanomedicine. 12, 7937-7946 (2017).
  25. Dai, Y. C., et al. The interaction of arsenic and N-butyl-N-(4-hydroxybutyl)nitrosamine on urothelial carcinogenesis in mice. PLoS One. 12, (10), e0186214 (2017).
  26. Williams, P. D., Lee, J. K., Theodorescu, D. Molecular Credentialing of Rodent Bladder Carcinogenesis Models. Neoplasia. 10, (8), (2008).
  27. Fantini, D., et al. A Carcinogen-induced mouse model recapitulates the molecular alterations of human muscle invasive bladder cancer. Oncogene. 37, (14), 1911-1925 (2018).
  28. Network, N. C. C. NCCN Guidelines in Clinical Oncology - Bladder Cancer 5.2018. Available from: https://www.nccn.org/professionals/physician_gls/pdf/bladder.pdf (2018).
  29. Costa, M. J., Delingette, H., Novellas, S., Ayache, N. Automatic segmentation of bladder and prostate using coupled 3-D deformable models. Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention. 10, (Pt 1), 252-260 (2007).
  30. Rosenkrantz, A. B., et al. Utility of quantitative MRI metrics for assessment of stage and grade of urothelial carcinoma of the bladder: preliminary results. American Journal of Roentgenology. 201, (6), 1254-1259 (2013).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics