肝细胞癌原位小鼠模型中的无创PET/MR成像

我们的方法为肿瘤缺氧的无创成像创建了一个可靠的缺氧肝细胞癌模型，以研究体内HCC生物学，这可以更好地概括人类癌症的发展。我们可靠的HCC模型以及高度可生产的图像方法为人类HCC病理生理学的转化研究提供了重要平台。实时监测肿瘤缺氧可深入了解导致肿瘤侵袭性的分子变化，从而确定缺氧区域并预测对治疗的反应。

虽然腹腔内手术在技术上具有挑战性，但充分的计划和动物护理将提高整体手术成功率和小动物的健康。首先，用70%乙醇对下侧左侧或右侧麻醉的6至8周龄小鼠的背侧区域进行灭菌。然后，用镊子提起皮肤，轻轻地将注射针插入下面。

为避免在抽出针头期间注射的细胞悬液意外泄漏，请将针头沿皮下平面从穿刺部位推进 4 至 5 毫米。释放镊子后，小心地排出注射器的内容物，不要穿透另一侧。对皮下荷瘤小鼠实施安乐死后，用手术刀刀片在肿瘤部位的皮肤上切开一个切口。

然后，切除肿瘤块并立即将其转移到培养基中。接下来，使用锋利的手术剪刀，将肿瘤块切成1立方毫米的小立方体，避开肿瘤块的核心区域。将所有立方体保存在培养基中。

对于原位肝植入术，伸展麻醉小鼠的四肢并用胶带固定它们，以最大限度地暴露腹腹部和胸部。然后，用10%聚维酮碘溶液和70%乙醇对整个腹部皮肤进行消毒。接下来，首先使用锋利的剪刀进行剖腹手术，以进入腹膜，首先做一个 10 毫米的中线切口。

然后，用镊子夹紧剑突并将其拉向头部，并使用肋下牵开器打开手术区域。使用湿纱布拭子，向上缩回正中和左肝叶。然后，将腹部外的肠子移到小鼠的左侧，并用湿纱布拭子覆盖它们。

接下来，在放大灯下获得最佳可视化效果，对肝总动脉进行肝动脉结扎术，肝总动脉从胰头起源到肝蒂根部。用湿纱布拭子缩回中叶和左叶的背部，露出左叶。然后，使用无菌手术刀刀片，在左叶上做一个长约2毫米深的切口，并立即用无菌镊子将肿瘤碎片插入肝切口。

在应用八字形缝合线之前，将肿瘤牢固地埋在肝脏中，在切口部位用6-0尼龙缝合线，以确保适当的肿瘤植入和止血。然后，用中断的5-0缝合线关闭腹部切口。将等分试样18-FMISO分配到管中，并用无菌盐水稀释，以确保100微升中的总活性浓度为18至20兆贝克勒尔。

接下来，用1毫升注射器抽取溶液，并记录剂量校准器上显示的放射性和时间。记录受试者小鼠的体重后，小心地通过尾静脉注射制备的放射性示踪剂。为了说明衰减校正，记录注射器中的注射时间和残留活性。

要开始PET采集，请通过执行侦察视图来定位扫描仪中的鼠标位置。调整鼠标床位置，以确保整个鼠标身体与躯干区域位于MR视野的中心。接下来，在研究列表窗口中选择 PET 采集。要使用侦察视图中的预定鼠标床位置，请选择先前采集的扫描范围。

然后，单击“准备”以自动将鼠标床从MR移动到PET，然后单击“Go”开始采集。在放射性药物编辑器下选择合适的放射性核苷酸，然后输入注射剂量和时间的详细信息。此外，在“主题信息”菜单下，输入鼠标的重量。

PET 扫描完成后，选择“准备”将鼠标从 PET 移动到 MR，然后单击“执行 MR 采集”。完成所有扫描后，通过选择表输出将成像床移回默认位置。本研究中使用的PET成像显示，在肝动脉结扎的小鼠中，18-FMISO的肿瘤摄取增加，但在对照小鼠中没有。

然而，糖酵解标志物18F-FDG的肿瘤摄取在有和没有肝动脉结扎的小鼠中相似。使用这种标准化的基于摄取值的方法进行定量显示，肝动脉结扎小鼠肿瘤的18-FMISO摄取比对照小鼠高2.3倍。同样，肝动脉结扎小鼠肝脏中的18-FMISO摄取高于对照小鼠的肝脏。

肝动脉结扎也导致肿瘤缺氧增强，肝动脉结扎小鼠肿瘤分泌物中缺氧诱导因子1-α表达水平高于对照小鼠。在18-FMISO PET成像后，可以进行测序以确定缺氧诱导的代谢基因的作用，从而产生新的治疗策略。该技术可用于准确监测肿瘤缺氧，从而可以快速评估治疗效果，并创建针对HCC缺氧途径的新治疗策略。