نحن ممتنون لالدكاترة. ديان بالمييري وباتريشيا Steeg من لجنة التحقيق الوطنية لتزويدنا الخلايا MDA-MB231Br. نشكر الدكتور رالف ماسون، السيد جيسون Reneau والسيدة رامونا لوبيز لتقديم الدعم التقني والزمالة. وأيد هذا العمل في جزء من وزارة الدفاع جوائز IDEA W81XWH-08-1-0583 وW81XWH-12-1-0317. أجريت تجارب التصوير بالرنين المغناطيسي في مركز متقدم التصوير بحوث، منشأة NIH BTRP # P41-RR02584، وأجريت الموجهة بالأمواج فوق الصوتية حقن داخل القلب مع VisualSonics VEVO 770 تحت 1S10RR02564801.

تمت الموافقة على جميع الإجراءات الحيوان من قبل اللجنة المؤسسية رعاية الحيوان واستخدام جامعة تكساس جنوب غرب المركز الطبي. 1. إعداد خلايا MDA-MB231/Br-GFP <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استرداد والثقافة الخلايا MDA-MB231/Br-GFP (شريطة تفضلت الدكاترة. بالمييري وSteeg، NCI) في DMEM المتوسط ​​تحتوي على 10٪ FBS، 1٪ و 1٪ الجلوتامين البنسلين / الستربتوميسين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مراقبة حالة الخلايا ولون متوسطة، واستبدال المتوسطة كل 2-3 أيام. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يعرض للتريبسين وجمع الخلايا عندما يتم التوصل إلى 80٪ التقاء على النحو المبين في الخطوات 1.3.1-1.3.5: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة المتوسطة القديمة تماما، وإضافة 5 مل PBS (1X) لغسل الخلايا بلطف. إزالة برنامج تلفزيوني من الطبق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 1.5 مل التربسين في صحن؛ إمالة طبق بلطف لضمان تغطية جميع الخلايا بواسطة التربسين. وضع الطبق مرة أخرى إلى الخلية الحاضنة وابقائه عند 37 درجة مئوية لمدة 1 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ياخذ الطبق من الحاضنة ومراقبةالخلايا تحت المجهر الضوئي لضمان فصل الخلايا من الطبق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 3 مل المتوسطة لوقف تأثير التربسين. جمع خليط الخلية في أنبوب الطرد المركزي. أجهزة الطرد المركزي الخليط في 2،000 دورة في الدقيقة لمدة 5 دقائق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة بعناية والمتوسطة resuspend الخلايا في 5 مل مصل المتوسطة مجانا حتى متجانسة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عد عدد مناسب من الخلايا و resuspend لهم في مصل المتوسطة DMEM الحرة مع تركيز النهائي من 1.75 × 10 5 خلايا في حجم 100 ميكرولتر. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تأخذ 50 ميكرولتر خليط الخلايا وإضافة 50 ميكرولتر التريبان الأزرق. بعد الاختلاط، ويستغرق 10 ميكرولتر خليط وبعناية إضافة إلى الشريحة العد الخلية. استخدام عينات متعددة لضمان دقة تقدير عدد الخلايا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عصا في الشريحة العد الخلية، نهاية واحدة في وقت والعداد الخلية يبدأ العد تلقائيا. تأخذ متوسط ​​جميع نتائج العد وحساب عدد الخلايا الإجمالي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الطرد المركزي الخلايا مرة أخرى و resuspend لهم فيحجم المناسبة من المصل المتوسطة حرة أن يؤدي إلى تركيز النهائي من 1.75 × 10 5 cells/100 ميكرولتر حجم. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الخلايا مكان على الجليد قبل الحقن داخل القلب. </li></ol> 2. التصوير بالموجات فوق الصوتية الموجهة داخل القلب حقن <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام الفئران عارية الإناث (BALB / ج نو / نو) بين 6-8 أسابيع من العمر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسجيل في نظام التصوير. تهيئة محول 704 (40 ميغاهيرتز). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدء دراسة جديدة وملء المعلومات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تخدير (3٪ isoflurane/100٪ O 2 في غرفة الاستقراء) والمحافظة على الحيوانات مع isoflurane و(2٪) في 100٪ O 2 (1 دسم 3 / دقيقة) خلال الإجراء بأكمله عبر مخروط الأنف. تأكيد التخدير عندما يتم احترام أي منعكس الانسحاب مع قرصة أخمص قدميه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط درجة الحرارة من الجدول التصوير إلى 37 درجة مئوية. الشريط الماوس تخدير إلى طاولة التصوير ساخنة في موقف ضعيف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحفاظ على هلام الموجات فوق الصوتية عند 37 درجة مئوية قبل ايمالشيخوخة. تطبيق الجل على الصدر من الفأرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تركيب محول في حامل. خفض محول حتى يتم الوصول إلى عمق التصوير المطلوب. نقل المرحلة حتى يتم التعرف على البطين الأيسر مع الشريان الأبهر الصاعد باعتبارها معلما (الشكل 1A). قفل المرحلة التي تصور رؤية واضحة من البطين الأيسر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رسم 100 ميكرولتر من خليط الخلية إلى حقنة 1 مل مع إبرة G 22. وضع وإصلاح حقنة حقنة على جبل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل حقنة قدما نحو الصدر الماوس وتحريكه بعناية جنبا إلى جنب حتى غيض الإبرة في مجال التصوير نظر (قبل دخول الماوس). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط ارتفاع إبرة وزاوية لهدف أسفل البطين الأيسر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختراق إبرة حقنة في الفضاء إينتيركواستال على وجه السرعة من خلال طبقات الجلد والعضلات في البطين الأيسر بتوجيه من التصوير بالموجات فوق الصوتية. مؤشرا الإدراج الناجح لإبرة في ventri اليساركلي هو ارتجاع الدم الشرياني الطازجة (لونه وردي وعلى النقيض من الظلام الدم الوريدي الحمراء) في حقنة </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حقن خليط الخلية ببطء (الشكل 1B). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عند الانتهاء، سحب الإبرة، وترفع من محول، وتنظيف هلام الموجات فوق الصوتية مع شاش مبللة وإزالة الشريط. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد قفص نظيفة مع وسادة مسخن. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الحيوان على وسادة ومراقبة الحيوان حتى الشفاء التام. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مراقبة سلوك الحيوان كل 24 ساعة لمدة يومين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ويتم رصد الشروط العامة وعلامات عصبية من مضاعفات في فئران التجارب بشكل روتيني. </li></ol> 3. رصد التصوير بالرنين المغناطيسي التنمية ورم داخل القحف <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام 9.4 تسلا المغناطيس لرصد التنمية داخل القحف الانبثاث الدماغ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدء التصوير بالرنين المغناطيسي بعد أسبوعين الورم زرع وكرر مرة واحدة في الأسبوع لمدة تصل إلى ثلاثة أسابيع. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رزين الحيوانات مع 3٪ isoflurane والمحافظة عليها وتحت الجينالتخدير راؤول (1.5٪ isoflurane و). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رصد والحفاظ على درجة حرارة جسم الحيوان والتنفس المستمر في كافة مراحل التجربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قرار ملتسلس عالية (14 شرائح مع 1 مم، وجود فجوة) T 1 - وT 2 المرجحة الصور الاكليلية، الذي يغطي المنطقة من الفص الجبهي إلى الحفرة الخلفية، يتم الحصول مع المعلمات التالية: T-1 المرجحة الصور: تدور صدى شريحة متعددة (SEMS)، TR / TE = 400 ميللي ثانية msec/20، مصفوفة: 256 × 256، فوف 20 × 20 مم، في تحليل المستوى: 78 × 78 ميكرون 2. T 2 الصور المرجحة: تدور بسرعة صدى شريحة متعددة (FSEMS) متواليات، TR / TE = 2500 ميللي ثانية msec/48، 8 قطارات صدى، مصفوفة: 256 × 256، فوف 20 × 20 مم، في تحليل المستوى: 78 × 78 ميكرون 28،9. تظهر الآفات السرطانية أكثر إشراقا من أنسجة المخ العادي على تي 2 الصور المرجحة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يتم تحديد حجم الورم على T-2 الصور الوزني بنسبة تحدد enhan يدوياالوراثة جزء من كتلة على كل صورة باستخدام برامج MATLAB كتبه لنا 8. نظرا معظم الورم أقطار أصغر من سماكة شريحة (1 مم)، يتم تقديم حجم الورم كما هو الحال في منطقة الطائرة بدلا من وحدة التخزين. </li></ol> 4. H &amp; E تلطيخ تأكيد الانبثاث <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التضحية الفئران مباشرة بعد مسح MR الماضي، تشريح أدمغة الحاملة للورم وتضمين ذلك في أكتوبر المتوسطة والمجمدة في -80 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> القسم سلسلة من 10 الدماغ الاكليلية ميكرون سميكة العينات مع ناظم البرد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أداء H &amp; E تلطيخ على أقسام الدماغ. </li></ol>

<ol>
	<li>Schouten, L. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Incidence+of+brain+metastases+in+a+cohort+of+patients+with+carcinoma+of+the+breast,+colon,+kidney,+and+lung+and+melanoma.">Incidence of brain metastases in a cohort of patients with carcinoma of the breast, colon, kidney, and lung and melanoma.</a> Cancer. 94, 2698-2705 (2002).</li><li>Lin, N. U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CNS+metastases+in+breast+cancer.">CNS metastases in breast cancer.</a> J. Clin. Oncol. 22, 3608-3617 (2004).</li><li>Eichler, A. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biology+of+brain+metastases-translation+to+new+therapies.">The biology of brain metastases-translation to new therapies.</a> Nat. Rev. Clin. Oncol. , (2011).</li><li>Lockman, P. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterogeneous+blood-tumor+barrier+permeability+determines+drug+efficacy+in+experimental+brain+metastases+of+breast+cancer.">Heterogeneous blood-tumor barrier permeability determines drug efficacy in experimental brain metastases of breast cancer.</a> Clin. Cancer Res. 16, 5664-5678 (2010).</li><li>Yoneda, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+bone-seeking+clone+exhibits+different+biological+properties+from+the+MDA-MB-231+parental+human+breast+cancer+cells+and+a+brain-seeking+clone+in+vivo+and+in.">A bone-seeking clone exhibits different biological properties from the MDA-MB-231 parental human breast cancer cells and a brain-seeking clone in vivo and in.</a> 16, 1486-1495 (2001).</li><li>Palmieri, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Her-2+overexpression+increases+the+metastatic+outgrowth+of+breast+cancer+cells+in+the+brain.">Her-2 overexpression increases the metastatic outgrowth of breast cancer cells in the brain.</a> Cancer Res. 67, 4190-4198 (2007).</li><li>Percy, D. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+characterization+of+changing+blood-tumor+barrier+permeability+in+a+mouse+model+of+breast+cancer+metastasis:+a+complementary+magnetic+resonance+imaging+approach.">In vivo characterization of changing blood-tumor barrier permeability in a mouse model of breast cancer metastasis: a complementary magnetic resonance imaging approach.</a> Invest. Radiol. 46, 718-725 (2011).</li><li>Zhou, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Longitudinal+MRI+evaluation+of+intracranial+development+and+vascular+characteristics+of+breast+cancer+brain+metastases+in+a+mouse+model.">Longitudinal MRI evaluation of intracranial development and vascular characteristics of breast cancer brain metastases in a mouse model.</a> PLoS One. 8, (2013).</li><li>Zhou, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+near-infrared+optical+imaging+of+2-deoxyglucose+uptake+by+intracranial+glioma+of+athymic+mice.">Dynamic near-infrared optical imaging of 2-deoxyglucose uptake by intracranial glioma of athymic mice.</a> PLoS One. 4, (2009).</li><li>Zhang, R. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+permeability+of+the+blood-brain+barrier+in+experimental+brain+metastases+produced+by+human+neoplasms+implanted+into+nude+mice.">Differential permeability of the blood-brain barrier in experimental brain metastases produced by human neoplasms implanted into nude mice.</a> Am. J. Pathol. 141, 1115-1124 (1992).</li><li>Mason, R. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumor+oximetry:+comparison+of+19F+MR+EPI+and+electrodes.">Tumor oximetry: comparison of 19F MR EPI and electrodes.</a> Adv. Exp. Med. Biol. 530, 19-27 (2003).</li><li>Gril, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pazopanib+reveals+a+role+for+tumor+cell+B-Raf+in+the+prevention+of+HER2++breast+cancer+brain+metastasis.">Pazopanib reveals a role for tumor cell B-Raf in the prevention of HER2+ breast cancer brain metastasis.</a> Clin. Cancer Res. 17, 142-153 (2010).</li></ol>

أعلن عن أي تضارب في المصالح.

في هذه الدراسة، لقد أثبتنا أن الموجات فوق الصوتية الموجهة التصوير حقن البطين الأيسر يضمن دقة بحيث لوحظ كل حيوان في هذه الدراسة وضعت الانبثاث الدماغ وليس الموت الحيوان. جمال حقن موجهة الصورة هو أن مسار اختراق الإبرة من الجلد وأخيرا في البطين الأيسر يمكن رصدها وتعديله...

ورم خبيث في الدماغ داخل الجمجمة هو الورم الخبيث الأكثر شيوعا لدى البالغين. والتكهن سيئة للغاية، مع بقاء متوسط ​​4-6 أشهر حتى مع العلاج المكثف. سرطان الثدي هو واحد من أكثر أنواع السرطان الأولية الرئيسية الثلاثة مع مراضة عالية من ورم خبيث في الدماغ 1-3. عدة أسطر سرطان الثدي الدماغ مدار قادرون على تطوير الانبثاث الدماغ بعد الحقن داخل القلب أو intracarotid 4. الحقن المباشر للخلايا السرطانية في البطين الأيسر يمكن تجاوز السرير الشعرية الرئة وبالتالي زيادة الإصابة تشكيل الانبثاث الدماغ مع التقليل الانبثاث الحشوية. خط MDA-MB231Br هي واحدة من الأكثر استخداما على نطاق واسع خطوط سرطان الثدي البشرية لتطوير ورم خبيث في الدماغ في نماذج القوارض 5،6. مثل العديد من الدراسات الأخرى 4،7، وقد أجرينا إجراء الحقن داخل القلب دليل في دراساتنا السابقة. ومع ذلك، تم الحصول على معدل نجاح 50٪ فقط مع دليلتوفي وحقن جزء صغير من الفئران من الإجراءات الغازية تتكرر إذا فشلت التجارب السابقة. هنا، الذي نعرضه استخدام إجراء موجهة التصوير لتأمين حقن خلايا سرطان الثدي التي تسعى الدماغ إلى البطين الأيسر من الفئران athymic. يتم تطبيق طولية عالية الدقة التصوير بالرنين المغناطيسي لمتابعة التنمية داخل القحف الانبثاث الدماغ.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="783">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:413px;">DMEM</td>
			<td style="width:136px;">HyClone</td>
			<td style="width:87px;">SH30022.01</td>
			<td style="width:147px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:413px;">Trypsin</td>
			<td style="width:136px;">Mediatech</td>
			<td style="width:87px;">25-051-C1</td>
			<td style="width:147px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:413px;">Automatic cell counter</td>
			<td style="width:136px;">Biorad</td>
			<td style="width:87px;">TC10</td>
			<td style="width:147px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:413px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:136px;">Baxter International Inc.</td>
			<td style="width:87px;">1001936060</td>
			<td style="width:147px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:413px;">VisualSonics Vevo 770 High-Resolution Imaging System </td>
			<td>Visual Sonics Inc.</td>
			<td></td>
			<td style="width:147px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">9.4T horizontal bore magnet with a Varian INOVA Unity system </td>
			<td>Agilent</td>
			<td style="width:87px;"> </td>
			<td style="width:147px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">O.C.T Compound</td>
			<td>Sakura Finetek USA</td>
			<td style="width:87px;">4583</td>
			<td style="width:147px;"> </td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ultrasound imaging-guided intracardiac injection to develop a mouse model of breast cancer brain metastases followed by longitudinal mri

ورم خبيث في الدماغ سرطان الثدي، والتي تحدث في 30٪ من مرضى سرطان الثدي في المرحلة الرابعة، ويرتبط مع ارتفاع معدل الوفيات. بقاء وسيطة 6 أشهر فقط. فمن الأهمية بمكان أن يكون نماذج حيوانية مناسبة لمحاكاة انتشار الدورة الدموية للخلايا المنتشر في السيناريو السريرية. هنا، الذي نعرضه استخدام التصوير بالموجات فوق الصوتية صغيرة الحيوانية لتوجيه حقنة دقيقة من الدماغ خلايا سرطان الثدي الاستوائية إلى البطين الأيسر من الفئران عارية athymic. يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي لتقييم طولية داخل الجمجمة وبدء نمو الانبثاث الدماغ. الحقن داخل القلب بالموجات فوق الصوتية الموجهة يضمن ليس فقط حقنة دقيقة وبموجب هذا أعلى معدل ناجحة ولكن أيضا انخفضت بشكل ملحوظ معدل الوفيات، بالمقارنة مع دينا الإجراء اليدوي السابق. في الجسم الحي التصوير بالرنين المغناطيسي عالية الدقة يسمح التصور من hyperintense آفات متعددة البؤر، صغيرة مثل 310 ميكرون في قطر على تي 2 الصور المرجحة في 3 أسابيع حقن آخر. فولو فوتبال شيث متابعة التصوير بالرنين المغناطيسي يكشف عن نمو الورم داخل القحف وزيادة عدد الانبثاث التي توزع في جميع أنحاء الدماغ كله.

مع قرار مكانية عالية من التصوير بالرنين المغناطيسي (78 ميكرومتر في القرار الطائرة)، ويمكن تحديد الآفات hyperintense صغيرة مثل 310 ميكرون في القطر (الشكل 2). منذ الانبثاث في هذه الدراسة صغيرة جدا وتطوير نخر وذمة هو الحد الأدنى، الآفة hyperintense على تي 2 الصور المرجحة ...

Watch this Scientific Journal Video about Ultrasound Imaging-guided Intracardiac Injection to Develop a Mouse Model of Breast Cancer Brain Metastases Followed by Longitudinal MRI at JoVE.com

Ultrasound Imaging-guided Intracardiac Injection to Develop a Mouse Model of Breast Cancer Brain Metastases Followed by Longitudinal MRI

يتم تأسيس سرطان الدماغ الانبثاث نموذج الفأر الثدي مع الموجات فوق الصوتية الموجهة التصوير داخل القلب حقن الخلايا MDA-MB231/Br-GFP. وقد تم رصد تطور الانبثاث داخل الجمجمة متعددة البؤر طوليا باستخدام عالية الدقة 9.4 T التصوير بالرنين المغناطيسي.

التصوير بالموجات فوق الصوتية الموجهة داخل القلب حقن لتطوير نموذج الفأر من الثدي الانبثاث سرطان الدماغ تلاه الطولية التصوير بالرنين المغناطيسي

Breast cancer brain metastasis, occurring in 30% of breast cancer patients at stage IV, is associated with high mortality. The median survival is only 6 ...

ultrasound-imaging-guided-intracardiac-injection-to-develop-mouse

Research

JoVE Journal

Medicine

18.6K Views.  University of Texas Southwestern Medical Center.  يتم تأسيس سرطان الدماغ الانبثاث نموذج الفأر الثدي مع الموجات فوق الصوتية الموجهة التصوير داخل القلب حقن الخلايا MDA-MB231/Br-GFP. وقد تم رصد تطور الانبثاث داخل الجمجمة متعددة البؤر طوليا باستخدام عالية الدقة 9.4 T التصوير بالرنين المغناطيسي. 

Video: Ultrasound Imaging-guided Intracardiac Injection to Develop a Mouse Model of Breast Cancer Brain Metastases Followed by Longitudinal MRI

In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model

It is well recognized that tumor hypoxia plays an important role in promoting malignant progression and affecting therapeutic response negatively. There is little knowledge about in situ, in vivo, tumor hypoxia during intracranial development of malignant brain tumors because of lack of efficient means to monitor it in these deep-seated orthotopic tumors. Bioluminescence imaging (BLI), based on the detection of light emitted by living cells expressing a luciferase gene, has been rapidly adopted for cancer research, in particular, to evaluate tumor growth or tumor size changes in response to treatment in preclinical animal studies. Moreover, by expressing a reporter gene under the control of a promoter sequence, the specific gene expression can be monitored non-invasively by BLI. Under hypoxic stress, signaling responses are mediated mainly via the hypoxia inducible factor-1&alpha; (HIF-1&alpha;) to drive transcription of various genes. Therefore, we have used a HIF-1&alpha; reporter construct, 5HRE-ODD-luc, stably transfected into human breast cancer MDA-MB231 cells (MDA-MB231/5HRE-ODD-luc). In vitro HIF-1&alpha; bioluminescence assay is performed by incubating the transfected cells in a hypoxic chamber (0.1% O2) for 24 hr before BLI, while the cells in normoxia (21% O2) serve as a control. Significantly higher photon flux observed for the cells under hypoxia suggests an increased HIF-1&alpha; binding to its promoter (HRE elements), as compared to those in normoxia. Cells are injected directly into the mouse brain to establish a breast cancer brain metastasis model. In vivo bioluminescence imaging of tumor hypoxia dynamics is initiated 2 wks after implantation and repeated once a week. BLI reveals increasing light signals from the brain as the tumor progresses, indicating increased intracranial tumor hypoxia. Histological and immunohistochemical studies are used to confirm the in vivo imaging results. Here, we will introduce approaches of in vitro HIF-1&alpha; bioluminescence assay, surgical establishment of a breast cancer brain metastasis in a nude mouse and application of in vivo bioluminescence imaging to monitor intracranial tumor hypoxia.

In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model

Bioluminescence imaging of hypoxia inducible factor-1&alpha; activity is applied to monitor intracranial tumor hypoxia development in a breast cancer brain metastasis mouse model.

في ضوء بارد التصوير حيوية الجسم الحي من نقص الأكسجة ورم من الدماغ الانبثاث سرطان الثدي في نموذج الفأر

It is well recognized that tumor hypoxia plays an important role in promoting malignant progression and affecting therapeutic response negatively. There ...

MRI-guided Disruption of the Blood-brain Barrier using Transcranial Focused Ultrasound in a Rat Model

Focused ultrasound (FUS) disruption of the blood-brain barrier (BBB) is an increasingly investigated technique for circumventing the BBB1-5. The BBB is a significant obstacle to pharmaceutical treatments of brain disorders as it limits the passage of molecules from the vasculature into the brain tissue to molecules less than approximately 500 Da in size6. FUS induced BBB disruption (BBBD) is temporary and reversible4 and has an advantage over chemical means of inducing BBBD by being highly localized. FUS induced BBBD provides a means for investigating the effects of a wide range of therapeutic agents on the brain, which would not otherwise be deliverable to the tissue in sufficient concentration. While a wide range of ultrasound parameters have proven successful at disrupting the BBB2,5,7, there are several critical steps in the experimental procedure to ensure successful disruption with accurate targeting. This protocol outlines how to achieve MRI-guided FUS induced BBBD in a rat model, with a focus on the critical animal preparation and microbubble handling steps of the experiment.

Microbubble-mediated focused ultrasound disruption of the blood-brain barrier (BBB) is a promising technique for non-invasive targeted drug delivery in the brain1-3. This protocol outlines the experimental procedure for MRI-guided transcranial BBB disruption in a rat model.

التصوير بالرنين المغناطيسي موجهة تعطيل حاجز الدم في الدماغ باستخدام الموجات فوق الصوتية المركزة عبر الجمجمة في نموذج الفئران

Focused ultrasound (FUS) disruption of the blood-brain barrier (BBB) is an increasingly investigated technique for circumventing the BBB1-5. The BBB is a ...

Multi-modal Imaging of Angiogenesis in a Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastasis Using Magnetic Resonance Imaging, Volumetric Computed Tomography and Ultrasound

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell proliferation in the bone marrow cavity as well as for interaction of tumor and bone cells resulting in local bone destruction. Our aim was to develop a model of experimental bone metastasis that allows in vivo assessment of angiogenesis in skeletal lesions using non-invasive imaging techniques.
For this purpose, we injected 105 MDA-MB-231 human breast cancer cells into the superficial epigastric artery, which precludes the growth of metastases in body areas other than the respective hind leg1. Following 25-30 days after tumor cell inoculation, site-specific bone metastases develop, restricted to the distal femur, proximal tibia and proximal fibula1. Morphological and functional aspects of angiogenesis can be investigated longitudinally in bone metastases using magnetic resonance imaging (MRI), volumetric computed tomography (VCT) and ultrasound (US).
MRI displays morphologic information on the soft tissue part of bone metastases that is initially confined to the bone marrow cavity and subsequently exceeds cortical bone while progressing. Using dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) functional data including regional blood volume, perfusion and vessel permeability can be obtained and quantified2-4. Bone destruction is captured in high resolution using morphological VCT imaging. Complementary to MRI findings, osteolytic lesions can be located adjacent to sites of intramedullary tumor growth. After contrast agent application, VCT angiography reveals the macrovessel architecture in bone metastases in high resolution, and DCE-VCT enables insight in the microcirculation of these lesions5,6. US is applicable to assess morphological and functional features from skeletal lesions due to local osteolysis of cortical bone. Using B-mode and Doppler techniques, structure and perfusion of the soft tissue metastases can be evaluated, respectively. DCE-US allows for real-time imaging of vascularization in bone metastases after injection of microbubbles7.
In conclusion, in a model of site-specific breast cancer bone metastases multi-modal imaging techniques including MRI, VCT and US offer complementary information on morphology and functional parameters of angiogenesis in these skeletal lesions.

In the pathogenesis of bone metastasis, angiogenesis is a crucial process and therefore represents a target for imaging and therapy. Here, we present a rat model of site-specific breast cancer bone metastasis and describe strategies to non-invasively image angiogenesis in vivo using magnetic resonance imaging, volumetric computed tomography and ultrasound.

ومتعددة الوسائط التصوير من الأوعية الدموية في نموذج الفئران عاري من سرطان الثدي الإنبثاث العظام باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي، الحجمي التصوير المقطعي والموجات فوق الصوتية

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell ...

Live Imaging of Drug Responses in the Tumor Microenvironment in Mouse Models of Breast Cancer

The tumor microenvironment plays a pivotal role in tumor initiation, progression, metastasis, and the response to anti-cancer therapies. Three-dimensional co-culture systems are frequently used to explicate tumor-stroma interactions, including their role in drug responses. However, many of the interactions that occur in vivo in the intact microenvironment cannot be completely replicated in these in vitro settings. Thus, direct visualization of these processes in real-time has become an important tool in understanding tumor responses to therapies and identifying the interactions between cancer cells and the stroma that can influence these responses. Here we provide a method for using spinning disk confocal microscopy of live, anesthetized mice to directly observe drug distribution, cancer cell responses and changes in tumor-stroma interactions following administration of systemic therapy in breast cancer models. We describe procedures for labeling different tumor components, treatment of animals for observing therapeutic responses, and the surgical procedure for exposing tumor tissues for imaging up to 40 hours. The results obtained from this protocol are time-lapse movies, in which such processes as drug infiltration, cancer cell death and stromal cell migration can be evaluated using image analysis software.

We describe a method for imaging response to anti-cancer treatment in vivo and at single cell resolution.

يعيش التصوير من الاستجابة للأدوية الأورام المكروية في في نماذج الماوس من سرطان الثدي

The tumor microenvironment plays a pivotal role in tumor initiation, progression, metastasis, and the response to anti-cancer therapies. Three-dimensional ...

Initiation of Metastatic Breast Carcinoma by Targeting of the Ductal Epithelium with Adenovirus-Cre: A Novel Transgenic Mouse Model of Breast Cancer

Breast cancer is a heterogeneous disease involving complex cellular interactions between the developing tumor and immune system, eventually resulting in exponential tumor growth and metastasis to distal tissues and the collapse of anti-tumor immunity. Many useful animal models exist to study breast cancer, but none completely recapitulate the disease progression that occurs in humans. In order to gain a better understanding of the cellular interactions that result in the formation of latent metastasis and decreased survival, we have generated an inducible transgenic mouse model of YFP-expressing ductal carcinoma that develops after sexual maturity in immune-competent mice and is driven by consistent, endocrine-independent oncogene expression. Activation of YFP, ablation of p53, and expression of an oncogenic form of K-ras was achieved by the delivery of an adenovirus expressing Cre-recombinase into the mammary duct of sexually mature, virgin female mice. Tumors begin to appear 6 weeks after the initiation of oncogenic events. After tumors become apparent, they progress slowly for approximately two weeks before they begin to grow exponentially. After 7-8 weeks post-adenovirus injection, vasculature is observed connecting the tumor mass to distal lymph nodes, with eventual lymphovascular invasion of YFP+ tumor cells to the distal axillary lymph nodes. Infiltrating leukocyte populations are similar to those found in human breast carcinomas, including the presence of &#945;&#946; and &#947;&#948; T cells, macrophages and MDSCs. This unique model will facilitate the study of cellular and immunological mechanisms involved in latent metastasis and dormancy in addition to being useful for designing novel immunotherapeutic interventions to treat invasive breast cancer.

Activation of latent mutations with adenovirus-Cre into the mammary ductal system results in a clinically relevant metastatic breast cancer. Incorporation of a YFP promoter allows tracking of distal metastatic tumor cells. This model is useful to study latent metastasis, anti-tumor immunity, and for designing novel immunotherapies to treat breast cancer.

بدء النقيلي سرطان الثدي عن طريق استهداف ظهارة الأقنية مع اتش، لجنة المساواة العرقية: رواية المعدلة وراثيا نموذج الفأر من سرطان الثدي

Breast cancer is a heterogeneous disease involving complex cellular interactions between the developing tumor and immune system, eventually resulting in ...

Quantification of Breast Cancer Cell Invasiveness Using a Three-dimensional (3D) Model

It is now well known that the cellular and tissue microenvironment are critical regulators influencing tumor initiation and progression. Moreover, the extracellular matrix (ECM) has been demonstrated to be a critical regulator of cell behavior in culture and homeostasis in vivo. The current approach of culturing cells on two-dimensional (2D), plastic surfaces results in the disturbance and loss of complex interactions between cells and their microenvironment. Through the use of three-dimensional (3D) culture assays, the conditions for cell-microenvironment interaction are established resembling the in vivo microenvironment. This article provides a detailed methodology to grow breast cancer cells in a 3D basement membrane protein matrix, exemplifying the potential of 3D culture in the assessment of cell invasion into the surrounding environment. In addition, we discuss how these 3D assays have the potential to examine the loss of signaling molecules that regulate epithelial morphology by immunostaining procedures. These studies aid to identify important mechanistic details into the processes regulating invasion, required for the spread of breast cancer.

Quantification of Breast Cancer Cell Invasiveness Using a Three-dimensional 3D Model

This article provides detailed methodologies for the use of three-dimensional (3D) assays to quantify breast cancer cell invasion. Specifically, we discuss the procedures required to set up such assays, quantification, and data analysis, as well as methods to examine the loss of membrane integrity that occurs when cells invade.

الكمي لسرطان الثدي الغزو خلية باستخدام ثلاثي الأبعاد (3D) نموذج

It is now well known that the cellular and tissue microenvironment are critical regulators influencing tumor initiation and progression. Moreover, the ...

Acute Brain Trauma in Mice Followed By Longitudinal Two-photon Imaging

Although acute brain trauma often results from head damage in different accidents and affects a substantial fraction of the population, there is no effective treatment for it yet. Limitations of currently used animal models impede understanding of the pathology mechanism. Multiphoton microscopy allows studying cells and tissues within intact animal brains longitudinally under physiological and pathological conditions. Here, we describe two models of acute brain injury studied by means of two-photon imaging of brain cell behavior under posttraumatic conditions. A selected brain region is injured with a sharp needle to produce a trauma of a controlled width and depth in the brain parenchyma. Our method uses stereotaxic prick with a syringe needle, which can be combined with simultaneous drug application. We propose that this method can be used as an advanced tool to study cellular mechanisms of pathophysiological consequences of acute trauma in mammalian brain in vivo. In this video, we combine acute brain injury with two preparations: cranial window and skull thinning. We also discuss advantages and limitations of both preparations for multisession imaging of brain regeneration after trauma.

Acute brain trauma is a severe injury that has no adequate treatment to date. Multiphoton microscopy allows studying longitudinally the process of acute brain trauma development and probing therapeutical strategies in rodents. Two models of acute brain trauma studied with in vivo two-photon imaging of brain are demonstrated in this protocol.

الصدمة الحادة الدماغ في الفئران تليها الطولية التصوير ثنائي الفوتون

Although acute brain trauma often results from head damage in different accidents and affects a substantial fraction of the population, there is no ...

A Preclinical Murine Model of Hepatic Metastases

Numerous murine models have been developed to study human cancers and advance the understanding of cancer treatment and development. Here, a preclinical, murine pancreatic tumor model of hepatic metastases via a hemispleen injection of syngeneic murine pancreatic tumor cells is described. This model mimics many of the clinical conditions in patients with metastatic disease to the liver. Mice consistently develop metastases in the liver allowing for investigation of the metastatic process, experimental therapy testing, and tumor immunology research.

A preclinical, murine model of hepatic metastases performed via a hemispleen injection technique.

وما قبل السريرية الفئران نموذج من الانبثاث الكبدي

Numerous murine models have been developed to study human cancers and advance the understanding of cancer treatment and development. Here, a preclinical, ...

Orthotopic Injection of Breast Cancer Cells into the Mammary Fat Pad of Mice to Study Tumor Growth.

Breast cancer growth can be studied in mice using a plethora of models. Genetic manipulation of breast cancer cells may provide insights into the functions of proteins involved in oncogenic progression or help to discover new tumor suppressors. In addition, injecting cancer cells into mice with different genotypes might provide a better understanding of the importance of the stromal compartment. Many models may be useful to investigate certain aspects of disease progression but do not recapitulate the entire cancerous process. In contrast, breast cancer cells engraftment to the mammary fat pad of mice better recapitulates the location of the disease and presence of the proper stromal compartment and therefore better mimics human cancerous disease. In this article, we describe how to implant breast cancer cells into mice orthotopically and explain how to collect tissues to analyse the tumor milieu and metastasis to distant organs. Using this model, many aspects (growth, angiogenesis, and metastasis) of cancer can be investigated simply by providing a proper environment for tumor cells to grow.

Cancer is a complex disease that is influenced by the tissue surrounding the tumor as well as local pro- and anti-inflammatory mediators. Therefore, orthotropic injection models, rather than subcutaneous models may be useful to study cancer progression in a manner that better mimics human pathology.

حقن مثلي من خلايا سرطان الثدي في الثديية الدهون وسادة من الفئران لدراسة نمو الأورام.

Breast cancer growth can be studied in mice using a plethora of models. Genetic manipulation of breast cancer cells may provide insights into the ...

Candida albicans Biofilm Development on Medically-relevant Foreign Bodies in a Mouse Subcutaneous Model Followed by Bioluminescence Imaging

Candida albicans biofilm development on biotic and/or abiotic surfaces represents a specific threat for hospitalized patients. So far, C. albicans biofilms have been studied predominantly in vitro but there is a crucial need for better understanding of this dynamic process under in vivo conditions. We developed an in vivo subcutaneous rat model to study C. albicans biofilm formation. In our model, multiple (up to 9) Candida-infected devices are implanted to the back part of the animal. This gives us a major advantage over the central venous catheter model system as it allows us to study several independent biofilms in one animal. Recently, we adapted this model to study C. albicans biofilm development in BALB/c mice. In this model, mature C. albicans biofilms develop within 48 hr and demonstrate the typical three-dimensional biofilm architecture. The quantification of fungal biofilm is traditionally analyzed post mortem and requires host sacrifice. Because this requires the use of many animals to perform kinetic studies, we applied non-invasive bioluminescence imaging (BLI) to longitudinally follow up in vivo mature C. albicans biofilms developing in our subcutaneous model. C. albicans cells were engineered to express the Gaussia princeps luciferase gene (gLuc) attached to the cell wall. The bioluminescence signal is produced by the luciferase that converts the added substrate coelenterazine into light that can be measured. The BLI signal resembled cell counts obtained from explanted catheters. Non-invasive imaging for quantifying in vivo biofilm formation provides immediate applications for the screening and validation of antifungal drugs under in vivo conditions, as well as for studies based on host-pathogen interactions, hereby contributing to a better understanding of the pathogenesis of catheter-associated infections.

Candida albicans Biofilm Development on Medically-relevant Foreign Bodies in a Mouse Subcutaneous Model Followed by Bioluminescence Imaging

We present an experimental procedure of Candida albicans biofilm development in a mouse subcutaneous model. Fungal biofilms were quantified by determining the number of colony forming units and by a non-invasive bioluminescence imaging, where the amount of light that is produced corresponds with the number of viable cells.