אנו אסירי תודה לבני זוג. דיאן פלמיירי ופטרישיה Steeg של NCI שספק לנו תאי MDA-MB231Br. אנו מודים לד&quot;ר ראלף מייסון, מר ג&#39;ייסון Reneau וגב &#39;רמונה לופס לתמיכה טכנית וקולגיאלית. עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי IDEA DOD פרסים W81XWH-08-1-0,583 וW81XWH-12-1-0,317. ניסויי MRI בוצעו במרכז ההדמיה מתקדם למחקר, מתקן NIH BTRP # P41-RR02584, והזרקת intracardiac אולטרסאונד מונחה בוצעה עם VisualSonics Vevo 770 תחת 1S10RR02564801.

נהלי כל החיה אושרו על ידי הוועדה המוסדית טיפול בבעלי חיים ושימוש במרכז Southwestern הרפואי של אוניברסיטת טקסס. 1. הכנת תאי MDA-MB231/Br-GFP <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחזר ותרבות תאי MDA-MB231/Br-GFP (הניתנים באדיבות על ידי בני הזוג. פלמיירי וSteeg, NCI) במדיום DMEM המכיל 10% FBS, גלוטמין 1% ו -1% פניצילין / סטרפטומיצין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים לב למצבם של התאים והצבע של מדיום, ולהחליף בינוני כל 2-3 ימים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Trypsinize ולאסוף את התאים כאשר מגיע למפגש 80% כפי שמתואר בצעדים 1.3.1-1.3.5: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המדיום הישן לחלוטין ולהוסיף 5 מיליליטר PBS (1x) כדי לשטוף את התאים בעדינות. הסר את PBS מהצלחת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 1.5 מיליליטר טריפסין בצלחת; להטות את הצלחת בעדינות כדי להבטיח את כל התאים מכוסים על ידי טריפסין. שים את הצלחת בחזרה לתא החממה ולשמור אותו ב37 מעלות צלזיוס במשך דקות 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח את המנה מתוך חממה ולבחוןהתאים תחת מיקרוסקופ אופטי כדי להבטיח את התאים להתנתק המנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 3 מיליליטר בינוני כדי לעצור את ההשפעה של טריפסין. לאסוף את תערובת התאים בצינור צנטריפוגות. צנטריפוגה את התערובת על 2,000 סל&quot;ד למשך 5 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המדיום בזהירות וresuspend תאי 5 בינוני סרום ללא מיליליטר עד הומוגנית. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רוזן המספר מתאים של תאי resuspend אותם במדיום DMEM החופשי בסרום עם ריכוז סופי של 1.75 x 10 5 תאים ב100 μl נפח. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח 50 תערובת תא μl ולהוסיף 50 μl Trypan הכחול. לאחר הערבוב, לקחת 10 תערובת μl ובזהירות להוסיף לשקופית ספירת תאים. השתמש בדוגמאות רבות כדי להבטיח הערכת מספר התא מדויקת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> היצמד בשקופית ספירת תאים, קצה אחד בכל פעם ודלפק התא מתחיל לספור באופן אוטומטי. קח את הממוצע של כל תוצאות הספירה והחישוב הכולל מספר התא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה התאים שוב וresuspend אותםהנפח המתאים של מדיום סרום ללא לגרום לריכוז הסופי של 1.75 x 10 5 cells/100 μl נפח. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תאים מניחים על קרח לפני זריקת intracardiac. </li></ol> 2. הזרקת intracardiac מונחה ההדמיה אולטראסאונד <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בעכברי עירום נשיים (BALB / ג נו / נו) בין 6-8 שבועות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחבר מערכת ההדמיה. לאתחל את 704 (MHz 40) מתמר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל מחקר חדש ולמלא את הפרטים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרדימי (3% O isoflurane/100% 2 בחדר אינדוקציה) ולשמור על בעלי החיים עם isoflurane (2%) ב100% O 2 (DM 1 3 / min) במהלך ההליך כולו באמצעות חרטומו. הרדמה הוא אישר כאשר לא רפלקס נסיגה הוא ציין עם קמצוץ הבוהן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הטמפרטורה של טבלת ההדמיה 37 ° C. תדביק את העכבר הרדים לשולחן ההדמיה המחומם במצב שכיבה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור ג&#39;ל אולטרסאונד על 37 מעלות צלזיוס לפני imהזדקנות. להחיל את הג&#39;ל לחזו של העכבר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר מתמר בבעל. מנמיכים את המתמר עד שיגיע לעומק ההדמיה הרצוי. להזיז את הבמה עד לחדר השמאלי מזוהה עם אב העורקים עולים כאתר (איור 1 א). נעל את הבמה כאשר תצוגה ברורה של חדר השמאלי היא מדמיין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צייר של תערובת תא 100 μl לתוך מזרק 1 מיליליטר עם מחט G 22. מקום ולתקן את המזרק על מזרק הר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזז את המזרק קדימה לכיוון החזה בעכבר ולעבור אותו בזהירות מצד לצד עד שקצה המחט הוא בתחום ההדמיה של נוף (לפני הכניסה לעכבר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את גובה המחט וזווית כדי לכוון את החדר השמאלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחדור את מחט המזרק לתוך חלל intercoastal מייד דרך שכבות עור ושרירים לתוך החדר השמאלי תחת הדרכתו של ההדמיה אולטרה סאונד. אינדיקציה להחדרה מוצלחת של המחט לתוך ventri השמאלCLE הוא ריפלוקס של דם טרי בעורקים (צבע ורוד בניגוד לדם ורידים אדום כהה) לתוך המזרק </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזרק את תערובת התא לאט (איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בסיום, למשוך את המחט, להרים את המתמר, לנקות את הג&#39;ל אולטרסאונד עם גזה לחה ולהסיר קלטת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את כלוב נקי עם כרית שחומם מראש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את החיה על הכרית ולבחון את החיה עד להחלמה מלאה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפקח על התנהגותם של בעלי החיים בכל שעות 24 במשך יומיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תנאים כלליים וסימני נוירולוגים של סיבוכים בעכברי ניסוי מנוטרים באופן שיגרתי. </li></ol> 3. ניטור ה-MRI של התפתחות גידול תוך גולגולתי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשתמש במגנט טסלה 9.4 לעקוב אחר התפתחות תוך גולגולתי של גרורות במוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליזום MRI שבועיים לאחר השתלת גידול ולחזור פעם בשבוע לתקופה של עד שלושה שבועות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים את החיות עם 3% isoflurane ולשמור אותם תחת גןההרדמה RAL (isoflurane 1.5%). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפקח ולשמור על טמפרטורת הגוף של בעלי החיים ומתמידים נשימה לאורך כל הניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> multislice ברזולוציה גבוהה (14 פרוסות עם 1 מ&quot;מ עובי, אין פער) T 1 - ו-T 2 משוקללי תמונות העטרה, המכסות את האזור מהאונה הקדמית לפוסה האחורית, נרכשים עם הפרמטרים הבאים: תמונות 1 משוקללת-T: ספין הפרוסה מרובה הד (SEM), TR / TE אלפיות = 400 msec/20, מטריקס: 256 x 256, FOV מ&quot;מ 20 x 20, ברזולוציה מטוס: 78 x 78 מיקרומטר 2. תמונות משוקללות-2 T: מהירות ספין הד הפרוסה מרובה רצפים (FSEMS), TR / TE אלפיות = 2500 msec/48, 8 רכבות הד, מטריקס: 256 x 256, FOV 20 x 20 מ&quot;מ, ברזולוציה מטוס: 78 x 78 מיקרומטר 28,9. נגעים סרטניים מופיעים בהירים יותר מרקמות מוח נורמליות על T תמונות משוקללת 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גודל גידול נקבע על T תמונות 2-משוקללות ידי התוויית enhan ידניcing חלק מהמסה על כל תמונה על ידי שימוש בתוכניות MATLAB שנכתבו על ידינו 8. בהתחשב ביותר של הגידול בקטרים ​​קטנים יותר מהעובי פרוס (1 מ&quot;מ), גודל הגידול מוצג כבאזור מטוס ולא את עוצמת הקול. </li></ol> 4. H &amp; E מכתים אישור גרורות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקריב את העכברים מייד לאחר MR האחרון לסרוק, לנתח את המוח של נושאי גידול ולהטביע אותו במדיום OCT ו קפוא ב-80 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סעיף סדרה של 10 מוח העטרה מיקרומטר בעובי דגימות עם cryostat. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע צביעת H &amp; E על החלקים במוח. </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>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

במחקר הנוכחי, יש לנו הראו כי הזרקה של חדר השמאל מונחה הדמיה אולטרסאונד מבטיחה את הדיוק, כך שכל בעלי חיים בגרורות במוח מחקר פיתח את זה ולא מוות של בעלי חיים נצפו. היופי של הזרקת דימוי מודרך הוא שהדרך של חדירת מחט לעור ולבסוף לתוך החדר השמאלי יכולה להיות במעקב ומותאם תחת תמונה, שהוא שונה מההליך הידני הדורש ציוני דרך אנטומיים קפדניות לעקוב. הבנות הנוכחיות של התפתחות של גרורות במוח תוך גולגולת מבוססות במידה רבה על מחקרים היסטולוגית במודלים של בעלי החיים 4,10. עם זאת, מחקרים היסטולוגית בדרך כלל דורשים מספר רב של עכברים, כי הם נהרגו בנקודות זמן שונות לאחר השתלת גידול. חשוב מכך, מידע על פיתוח זמני בנגעי אדם חסר ממחקרים היסטולוגית. In vivo הדמיה מבטיחה דואר גדול יותרfficiency שכן כל בעלי חיים משמש כשליטה שלו ונקודות זמן מרובות יכול להיבחן ברצף 7,11. תמונות T 2 משוקלל ברזולוציה גבוהה תאפשר זיהוי של התחלה של גידול בmultifocal בשלב מוקדם מאוד (נגעים בקוטר קטן כמו 310 מיקרומטר נראה לעין). אורך ה-MRI מאפשר גרורות במוח אדם כדי להיבחן לאורך זמן. יתר על כן, in vivo פולשנית MRI יהיה יקר במיוחד במחקר אורך של תגובה טיפולית, כגון: קרינת המוח כולו. היווצרות של גרורות במוח multifocal היא המאפיינים של מודל מד&quot;א-MB231Br. חוץ משורת תאי MDA-MB231/Br-GFP שהראינו במחקר הנוכחי, MDA-MB231/Br שיבוט ההורים וMDA-MB231/Br-luc גם תערוכת גרורות דומות. לעומת זאת, הוכחו כמה קווים שוחר אחרים במוח כגון MCF-7Br ו4T1 לפתח גרורות בודדות לאחר הזרקת intracardiac 12. שניהםמודלים, שיקוף עמיתים קליניים, הם מודלים של בעלי חיים שימושיים של גרורות במוח. עם זאת, בנוסף לגרורות במוח, גרורות קרביים, כגון גרורות ריאות ועצמות הם נצפו לעתים קרובות במודל זה. הקמת מודלים של בעלי חיים המתפתחים גרורות במוח באופן בלעדי תהיה קריטית, בפרט, להערכת תגובה לטיפול. לסיכום, יש לנו הפגנו את השימושיות של הזרקת intracardiac מונחה הדמיה לבסס מודל מוח גרורות עכבר וMRI ברזולוציה הגבוהה כדי להעריך את ההתפתחות תוך גולגולתי של גרורות multifocal במודל של עכברים.

גרורות במוח היא הגידול הממאיר תוך גולגולתי השכיחה ביותר במבוגרים. התחזית היא ענייה מאוד, עם חציון הישרדות של 4-6 חודשים אפילו עם טיפול אגרסיבי. סרטן השד הוא אחת משלושת סוגי הסרטן העיקריים גדולים עם תחלואה גבוהה של גרורות במוח 1-3. קווי סרטן שד המוח טרופי כמה הם מסוגלים לפתח גרורות במוח לאחר intracardiac או הזרקת intracarotid 4. הזרקה ישירה של תאים סרטניים לתוך החדר השמאלי יכולה לעקוף את מיטת נימי ריאה ובכך להגדיל את השכיחות של יצירת גרורות במוח תוך מזעור גרורות קרביים. קו מד&quot;א-MB231Br הוא אחד קווי סרטן השד האנושיים הנפוצים ביותר לפתח גרורות במוח במודלים של מכרסמים 5,6. כמו רבים מחקרים אחרים 4,7, אנחנו צריכים לבצע הליך ידני של הזרקת intracardiac במחקרים הקודמים שלנו. עם זאת, רק 50% שיעור מוצלח הושג עם המדריךהזרקה ושבריר של עכברים מתו מהפרוצדורות פולשניות החוזרות ונשנות במידה וניסויים לפני נכשלו. כאן, אנו מציגים את השימוש בהליך מונחה הדמיה כדי לאבטח את ההזרקה של תאי סרטן שד המבקש מוח לתוך החדר השמאלי של עכברי athymic. MRI ברזולוציה גבוהה אורך מוחל לעקוב אחר התפתחות תוך גולגולתי של גרורות במוח.

<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

גרורות במוח סרטן השד, המתרחשות ב30% מחולות בסרטן השד בשלב IV, קשורה בתמותה גבוהה. חציון ההישרדות היא רק 6 חודשים. זה קריטי כדי להיות מודלים של בעלי חיים מתאימים לחקות את ההתפשטות המודינמית של התאים גרורתי בתרחיש הקליני. כאן, אנו מציגים את השימוש בהדמית אולטרסאונד החיה קטנה כדי להדריך את ההזרקה מדויקת של תאי סרטן שד טרופי מוח לתוך החדר השמאלי של עכברים בעירום athymic. MRI אורך משמש להערכת חניכה וצמיחה של גרורות במוח תוך גולגולתי. הזרקת intracardiac מונחה אולטרסאונד מבטיחה לא רק בהזרקה מדויקת וזאת בשיעור מוצלח גבוהה יותר, אלא גם ירדה באופן משמעותי שיעור תמותה, בהשוואה להליך במדריך הקודם שלנו. בבדיקת MRI ברזולוציה גבוהה vivo מאפשרת ההדמיה של נגעי multifocal hyperintense, קטן כמו 310 מיקרומטר קוטר ב-T-משוקלל 2 תמונות ב3 שבועות לאחר הזרקה. FolloMRI w למעלה חושף את צמיחת גידול תוך גולגולתי ומספר גדל של גרורות שלהפיץ בכל המוח כולו.

עם הרזולוציה מרחבית הגבוהה של ה-MRI (78 מיקרומטר ברזולוציה מטוס), ניתן לזהות נגעי hyperintense קטנים כמו 310 מיקרומטר קוטר (איור 2). מאז גרורות במחקר זה הן קטנות מאוד והתפתחות של נמק ובצקת הוא מינימאלי, נגע hyperintense על T תמונות משוקללת 2 באמת ייצג את מסת הגידול. מחקרי MRI אורך לאפשר בהערכה לא פולשנית vivo של גידול. כפי שניתן לראות באיור 3, MRI ברזולוציה הגבוהה היה מסוגל לזהות כמה נגעים קטנים 3 שבועות לאחר (איור 3 א) הזרקת intracardiac. בשבוע 4, הנגעים שנראו בסריקה הקודמת כל הפכו לגדולים יותר, יותר נגעים חדשים הופיעו בתמונות T משוקללות-2 (איור 3 ב). צביעת H &amp; E חשפה או מפוזרת או גרורות סוג האשכול (איור 4).כלי מוגדל נראו לעתים קרובות סביב הגידול, מה שמעיד אנגיוגנזה nonsprouting (איור 4D). <img alt="איור 1" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51146/51146fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51146/51146fig1.jpg" width="600px" /> איור 1. הזרקה מונחה אולטרסאונד intracardiac. (א) זיהוי של אב העורקים עולים (חץ) כנקודת הציון של חדר השמאלי של לב העכבר. (ב) החדרת מחט (חץ) לתוך החדר השמאלי להזריק את תאי גידול. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51146/51146fig1highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a> <img alt="איור 2" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51146/51146fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51146/51146fig2.jpg" width="600px"/&gt; איור 2. רזולוציה גבוהה T 2 משוקלל תמונות של גרורות במוח סרטן השד. ארבע עשר פרוסות MRI ברציפות של מוח עכבר נציג, שנרכש וארבעה שבועות לאחר הזרקת intracardiac, ברור חשף גרורות multifocal הפצה דרך כל מוח העכבר, מנורת חוש הריח לpontine ומדולה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51146/51146fig2highres.jpg" target="_blank">הקליקו כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a> <img alt="איור 3" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51146/51146fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51146/51146fig3.jpg" width="600px" /> איור 3. MRI אורך של התפתחות של גרורות במוח. . שישה סעיפי MRI העטרה ברציפות בשבוע 3 זיהו נגעים מרובים עם Hyper-עוצמה על T תמונות משוקללת 2. ב &#39;. מספר גדל של ליטרesions הופיע בתמונות בשבוע 4, ואלה הנגעים ראו בשבוע 3 היו גדולים יותר. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51146/51146fig3highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a> <img alt="איור 4" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51146/51146fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51146/51146fig4.jpg" width="600px" /> איור 4. נגעים מיקרוסקופיים נצפו על צביעת H &amp; E.. סעיף העטרה הר שלם מתואר נגעים מרובים. BD. תמונות בהגדלה גבוהות יותר הראו גם מפוזרת או נגעי סוג האשכול (B ו-C). כלי מוגדל נראו סביב הגידול. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51146/51146fig4highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a>

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

מודל שד סרטן מוח גרורות עכבר הוא הקים עם הזרקת intracardiac אולטרסאונד מונחה הדמיה של תאי MDA-MB231/Br-GFP. התפתחות של גרורות תוך גולגולתי multifocal כבר במעקב אורכים באמצעות רזולוציה גבוהה 9.4 T-MRI.

הזרקת intracardiac מונחה ההדמיה אולטראסאונד לפתח מודל עכבר של שד גרורות סרטן מוח ואחריו האורכי MRI

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

Google

Research

JoVE Journal

Medicine

18.6K Views.  University of Texas Southwestern Medical Center.  מודל שד סרטן מוח גרורות עכבר הוא הקים עם הזרקת intracardiac אולטרסאונד מונחה הדמיה של תאי MDA-MB231/Br-GFP. התפתחות של גרורות תוך גולגולתי multifocal כבר במעקב אורכים באמצעות רזולוציה גבוהה 9.4 T-MRI. 

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.

בתחום ההדמיה vivo של פליטת אור Dynamics היפוקסיה גידול של גרורות סרטן השד המוח במודל של עכברים

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.

MRI-מודרך שיבוש של מחסום דם מוח באמצעות אולטרסאונד ממוקד Transcranial מודל עכברים

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.

רב מודלי הדמיה של אנגיוגנזה מודל עכברים עירום של גרורות סרטן השד עצם באמצעות דימות תהודה מגנטית, טומוגרפיה ממוחשבת נפחית ו אולטראסאונד

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.

חי הדמיה של תגובות סמים בmicroenvironment הגידול במודלים עכבריים של סרטן השד

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.

חניכה של סרטן השד גרורתי על ידי מיקוד של האפיתל ductal עם Adenovirus-Cre: דגם רומן מהונדס עכבר של סרטן השד

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.

כימות של הפולשנות תאי סרטן השד תוך שימוש במודל תלת ממדים (3D)

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.

טראומה מוחית חריפה בעכברים אחריו שני פוטונים הדמיה אורכית

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.

דגם Murine פרה של גרורות כבדית

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.

הזרקת orthotopic של תאי סרטן השד לחלב שומן Pad של עכברים לחקר התפתחות גידול.

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.