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Method Article
在这里,我们展示了一种使用 16α-[18F]-氟-17β-雌二醇 (18F-FES) 正电子发射断层扫描 (PET) 作为可视化 ERα 阳性乳腺异种移植物中 ERα 表达的方案。
为了演示如何使用 16α-[18F]-氟-17β-雌二醇 (18F-FES) 正电子发射断层扫描 (PET) 在 BALB/c 裸鼠中可视化雌激素受体 α (ERα) 阳性乳腺癌异种移植物,卵巢切除的 BALB/c 裸鼠注射 ERα 阳性乳腺癌细胞(MCF-7,3 × 106 个细胞;肩部 [n = 10] 或第 4 个 腹股沟乳腺脂肪垫 [n = 10])或 ERα 阴性乳腺癌细胞(MDA-MB-231, 1 × 106 个细胞;乳腺脂肪垫 [n = 5])。细胞注射前 2 天,携带 MCF-7 细胞的小鼠在其颈背皮下注射 20 μg 17β-雌二醇(20 μg/20 μL;玉米油:乙醇,9:1),然后每天注射,每周 5 次,持续 5 周。根据公式测量肿瘤体积:(L*W2)/2 (L; 长度, W; 宽度)。一旦肿瘤体积达到约 100 mm3,在小鼠接受 18F-FES 进行 PET 成像前 2 天停止 17β-雌二醇注射,以避免与 ERα 竞争性结合。经侧尾静脉施用 18次 F-FES 后,在注射后 1 小时至 1.5 小时进行 PET/MRI 15 分钟。 18在 ERα 阴性、MDA-MB-231 荷瘤小鼠中未观察到 F-FES 摄取。 18F-FES 摄取在肩部携带 MCF-7 肿瘤的小鼠中最为明显。在腹股沟乳腺脂肪垫中生长的 MCF-7 肿瘤中, 18个 F-FES 的摄取不太明显,因为 18个 F-FES 的肠道排泄模式掩盖了在这些肿瘤中可检测到的放射性。为了使用 18F-FES PET 作为可视化 ERα 阳性乳腺异种移植物中 ERα 表达的工具,我们证明了 18F-FES 摄取的可见性在远离小鼠腹部区域的肿瘤中是明显的,例如在肩部。
乳腺癌 (BC) 可分为不同的分子亚型1。被归类为管腔亚型的乳腺肿瘤过表达雌激素受体 α (ERα)。因此,BC 的这种亚型也称为 ERα 阳性 (ERα+)。幸运的是,那些被诊断为 ERα+ BC 的患者的 10 年生存率最高,远处转移率低 2,3。由于 ERα 表达,此类患者可以获得一系列激素治疗选择,包括选择性雌激素受体调节剂 (SERM)、抗雌激素药物和芳香化酶抑制剂4。
为了评估乳腺癌患者是否有资格接受激素治疗,必须确定乳腺肿瘤内 ERα 的表达水平 5,6,7。虽然测试的金标准是使用免疫组织化学 (IHC) 方法进行的,但许多报告强调了所获结果的可重复性和可靠性问题 6,8,9。IHC 会导致结果不一致,因为该技术本质上是半定量的,其中组织处理和后续解释的差异会导致变异性 6。为了纠正这个反复出现的问题,美国临床肿瘤学会于 2010 年制定了指南,并于 2020 年更新了指南,旨在减少观察者间差异10。目前,临床验证的临界值为 ≥1%,即使在非常小的表达水平下,ERα 表达也显示出使用内分泌治疗的临床意义益处11。
在晚期 BC 中,转移瘤和原发肿瘤之间的 ERα 表达可能不同。一些观察结果报告了转移病灶和原发肿瘤之间 ERα 表达水平的 18%-55% 差异,表明确定 BC 转移的 ERα 状态的重要性12。为了解决这个问题,指南强调了确认转移性病变中激素受体状态以制定明智的治疗计划的重要性13,14。然而,考虑到转移可能存在于难以进行活检的地方,这种做法的可行性值得怀疑,特别是通过 IHC 方法。
分子成像方法已成为检测和可视化癌症患者肿瘤病变的重要工具。特别是,正电子发射断层扫描 (PET) 成像需要使用示踪剂,或者更具体地说,需要使用放射性药物,这些示踪剂旨在利用肿瘤的某些特征,以非侵入性方式可视化这些病变。肿瘤学中最常用的 PET 示踪剂是 18F-氟脱氧葡萄糖 (18F-FDG)15。在这项研究中,我们探讨了放射性标记形式的雌二醇 18F-氟雌二醇 (18F-FES) 的使用。雌二醇 - ERα 的配体 - 是一种主要由女性卵巢产生的激素16. 18F-FES 最近获得了美国食品药品监督管理局 (FDA) 的批准,并以 CeriannaTM 的名义销售。该显像剂旨在用作复发或转移性 BC17 患者活检的辅助手段。使用 18F-FES 进行全身 PET 成像可用作一种非侵入性方法,用于检测原发肿瘤和难以活检的区域的远处转移中的 ERα 水平18。使用 18F-FES PET 成像预测 ERα 水平与 IHC 结果相关,此外,使用 18F-FES PET 成像几乎不检测到 ERα 是不太可能对激素治疗有反应的肿瘤的可靠预测指标18。为确保在临床上适当使用 18F-FES,该领域的专家通过共识制定了指南19。在这项研究中,我们评估了 18F-FES PET 在小鼠乳腺癌临床前模型中的使用。
所有动物研究均已获得奥斯汀医院动物伦理委员会 (A2023/05812) 的批准,并按照澳大利亚科学目的照顾和使用动物的规范进行。
1. 细胞制备
2. 细胞注射到去卵巢小鼠中
3. 雌二醇溶液的制备
4. 皮下注射雌二醇溶液
5. 卵巢切除小鼠的 18F-FES PET 和 MRI 成像
注意: 处理放射性时,请使用防护设备。处理放射性时,请遵循所有适用的监管程序。
6. 采集和固定肿瘤组织用于免疫组化
7. 免疫组化检测雌激素受体 α (ERα)
为了确定使用 18个 F-FES PET 可以清晰显示 ERα 阳性肿瘤的位置,本研究使用了三组去卵巢小鼠(图 1)。两组小鼠注射 MCF-7 细胞 - ERα 阳性乳腺癌细胞系 - IMF 或肩部。作为阴性对照,另一组小鼠注射了 MDA-MB-231 细胞,这是一种常用的不表达 ERα 的三阴性乳腺癌细胞系(图 1)。概述本研究工作流程的图表强调了皮下注射...
在这里,我们描述了 18F-FES PET/MRI 在检测以 ERα 表达为特征的乳腺肿瘤中的效用。例如,我们证明可以可视化 ERα 阳性肿瘤的一个位置是在小鼠的肩部 - 与位于第 4 个腹股沟乳腺脂肪垫内的肿瘤相比,这些肿瘤可以通过 18个 F-FES 摄取清楚地识别(图 4)。18F-FES 摄取在 MDA-MB-231 肿瘤中不可见,证实其缺乏 ERα 表达,使...
作者没有什么可披露的。
这项工作得到了美国国家乳腺癌基金会 (IIRS-22-071) 的支持。我们感谢维多利亚州政府的运营基础设施支持计划。这项研究也是使用 ANSTO-Austin-LICR 合作伙伴关系固体目标实验室进行的,该实验室也得到了国家成像设施和维多利亚州政府的支持。作者感谢国家成像设施(国家协作研究基础设施战略 (NCRIS) 能力)在 La Trobe-ONJCRI 节点 Olivia Newton-John 癌症研究所 (ONJCRI) 提供的科学和技术援助。图 1 和图 3 是使用 BioRender 制作的。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
2.5% Trypsin (10x) | Gibco | 15090-046 | |
27 G x 13 mm 0.5 mL insulin syringe | Terumo | SS*05M2713KA | For cell injections |
29 G x 13 mm 0.5 mL insulin syringe | Terumo | SS*05M2913KA | For estradiol injections |
30% H2O2 | Chem-Supply | HA154 | Diluted to a 3% working solution with distilled water |
Corn oil | Sigma | C8267 | |
DAB Substrate Kit | Abcam | ab64238 | |
Dako anti-rabbit-HRP, 110 mL | Aligent-Dako | K4003 | Secondary antibody used for IHC |
DMEM/F-12 Medium | Gibco | 11320033 | |
Dose calibrator | Capintec | 5130-3216 | |
Estradiol | Sigma | E2758 | |
Estrogen Receptor α (D8H8) Rabbit mAb | Cell Signalling Technology | #8644 | Primary antibody used for IHC |
FBS | Bovogen | SFBS | |
Heat element (Infra Red Lamp) | Amcal | 12400 | For tail vein dilation |
Matrigel | Corning | 356225 | |
MultiCell 4 Channel Monitoring kit for triple- or quadruple-mouse imaging chamber | Mediso | PR-MC900200 | For monitoring of mouse respiration |
NanoScan PET/MRI 3T System | Mediso | PR-RD000000 | For PET/MRI acquistion |
PBS (1x) | Gibco | 14190-144 | |
TBST | ThermoFisher | #28360 | Wash buffer for IHC |
Three mice imaging chamber | Mediso | PR-MC407300 | For PET/MRI acquistion |
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