Bioluminescence 및 마이크로 중부 표준시 이미징과 함께 종양의 Metastases 및 Osteolytic 조직 손상을 모니터링

요약

뼈 전이의 실험 마우스 모델은 루시페라제 내유 종양 세포를 표현 intracardiac 배달 아래 설립되었습니다. 종양 개발 및 osteolytic 병변을 발생은 bioluminescence과 마이크로 중부 표준시 이미징과 길이 방향 감시했다.

초록

뉴 / 뉴 마우스로 MDA - MB - 231 - 륙 - D3H2LN 세포의 다음 intracardiac 전달, 주입 동물에서 개발된 체계 metastases. IVIS 스펙트럼을 사용하여 Bioluminescence 이미징은 종양 신호와 위치를 측정하는 DLIT 재건축 포함하여 전달 절차에 따라 종양 세포의 분포와 개발을 모니터 고용했다.

뼈 조직에 전이성 병변의 개발은 경골에 osteolytic 활동과 병변을 유발하고 대퇴골은 마이크로 CT를 사용하여 길이 방향 평가했다. 이미징은 빠른 이미징과 낮은 X - 선 선량과 양자 FX 마이크로 중부 표준시 시스템을 사용하여 수행되었습니다. 낮은 방사선 선량은 여러 영상 세션까지 LD50 아래 누적 X - 선 조사량을 수행할 수 있습니다. 마우스 이미징 셔틀 장치는 순차적으로 이미지를 IVIS 스펙트럼과 양자 FX 모두 쥐가 bioluminescence 및 중부 표준시 이미지를 모두 정확 동물 포지셔닝을 달성 사용되었다. 광학 및 중부 표준시 데이터 세트는 생활 이미지 4.1 소프트웨어를 사용하여 3 - dimentions 공동 등록되었다. 이 다중 모드 방식은 osteolytic 활동을 동시에 종양 성장과 발전의 가까이 모니터링을 허용합니다.

프로토콜

세로 이미지는 질병의 진행을 따라하거나 치료의 효과를 측정하기 위해 사전 임상 연구에 사용됩니다. 종양학에서는 광학 방법은 종양 성장을 모니터하고 이러한 연구의 각 시점에서 세포 성장이나 유전자 발현의 정확한 quantitation를 제공하기 위해 엄격한 도구를 제공합니다. 해부 학적 변경 microCT 같은 고해상도 기법을 사용하여 측정할 수 있지만, 세로 이미지에 대한 낮은 X - 선 선량은 생물 학적 유물을 피하기 위해 사용해야합니다. 광학과 microCT 이미지는 최대 정보가 동물 모델에서 추출한 것을 보장 기능과 해부 학적 데이터의 조합을 제공하기 위해 공동으로 등록할 수 있습니다.

1. 셀 준비

1. 캘리퍼스는 마우스 모델에서 미리 임상 연구를위한 루시페라제 표현 암 세포 라인의 범위를 제공합니다.
2. MDA - MB - 231 - 륙 - D2H2LN은 생체내에 tumorgenesis의 광학 지표로 사용할 수있는 루시페라제 유전자를 표현하는 인간 내유 종양 세포 라인입니다. 이 세포 라인은 D3H1 내유 지방 패드 종양에서 유래 자연 림프절의 전이에서 만들어지고 적극적으로 metastases를 형성하는 것으로 알려져 있습니다.
3. 세포는 쉽게 선택 마커에 대한 필요가 표준 미디어 성장 병원균이없는 냉동 문화로 제공됩니다.
4. 주입하기 전에 동물로 루시페라제 활동을 확인하려면 90% 합류 플라스크는 trypsinization의 수확이다. 루시페라제 활동 microtiter 접시에 50,000 세포를 분배 및 시리얼 희석를 수행하여 측정됩니다.

2. 동물 세포의 Intracardiac 분사

1. 주입하기 전에 동물 3 % isoflurane을 사용하여 anesthetized 있습니다.
2. 1-3000000 세포가 좌심실에 50ul 볼륨에 주입하고 있습니다. 세포 현탁액은 150ug/ml D - Luciferin가 분사 기술을 확인하는가 포함되어 있습니다.
3. 올바른 intracardiac 사출 마우스를 확인하려면은 IVIS 시스템에서 몇 군데 있습니다. 체내 BLI 신호를 보여 생쥐가 제대로 주입되었습니다. 신호화된 경우 세포는 중심에 정확하게 주입되지 않았습니다.

3. BLI 영상은 metastases을 모니터

1. 영상 셔틀 IVIS 스펙트럼과 QuantumFX microCT 시스템 모두에서 데이터 캡처를위한 마우스를 지원합니다.
2. 셔틀 이미징에 대해 같은 위치에 동물을 유지하는 데 도움이 공동 등록 자동에 투입 fiducial 신호를 포함합니다. 챔버는 마취를 유지하기 위해 isofluorance의 기화기에 연결됩니다.
3. 생활 이미지 소프트웨어 4.1 이미징 마법사가 자동으로 노출 시간, F - 중지하고 비닝을 선택하고 양적 데이터 수집을 보장하는 데 사용할 수 있습니다.
4. 여러 이미지를 획득하여 실험의 특성에 따라 초 개월에 걸쳐 종단 연구에 비교할 수 있습니다.
5. 세포의 6 일 포스트 주사, IVIS 스펙트럼과 BLI 영상 아홉 생쥐에서 7 뼛속까지 metastases을 보여줍니다.

4. 마이크로 CT를 사용 osteolytic 병변의 길이 방향 모니터링

1. BLI를 사용하여 보이는 맑은 골 metastases을 보여주 생쥐는 양자 FX 마이크로 중부 표준시 시스템에서 몇 군데 있었다.
2. 퀀텀 FX 마이크로 중부 표준시 시스템은 잠복기 연구에서 진정한 길이 마이크로 CT를 할 수있을만큼 충분 낮은 X - 선 선량에서 높은 품질의 이미지를 제공합니다.
3. 두 다리 뼈 저하는 길이 방향 분안에이 시스템을 사용하여 모니터링할 수 있습니다.
4. 마우스는 isoflurane 3퍼센트로 anesthetized되고 IVIS 스펙트럼 시스템에서 직접 전송하실 수 있습니다.
5. 두 60mm 이미지는 전체 동물보기를 캡처 함께 맞춘 있습니다.
6. 30mm FOV는 영상 고해상도의 무릎 관절에 이상적입니다.
7. 뼈 metastases를 측정하고 수치만큼 충분히 높은 해상도를 가진 하나의 검사는 막 18 초 소요 단 13mGy의 복용을 제공합니다.
8. 생쥐는 동물의 종양 성장이나 건강에 영향을 미치지 않고 마이크로 중부 표준시 시스템 36일 8 시간까지 몇 군데 있었다.
9. 마이크로 중부 표준시 이미지는 뼈 leisions가 10 일째에 볼 수 있었고, BLI 신호의 증가에 대응하는, 매우 빠르게 진행되고 것으로 나타났다.

5. BLI와 uCT의 3D는 공동 등록 및 분석

1. 일단 이미지는 3 차원 재건에 공동 등록 수는 IVIS 스펙트럼 및 양자 FX 마이크로 중부 표준시 시스템 데이터 모두에 생포되었습니다.
2. MicroCT 이미지는 DICOM 파일로 내보낼와 생활 이미지 4.1 3D 멀티 양상 도구에로드됩니다.
3. 생활 이미지 소프트웨어의 광 신호를 재구성 치수 셋을 DLIT 프로그램을 실행합니다.
4. 소프트웨어의 fiducial 도구는 마이크로 중부 표준시 이미지로 광학 BLI 신호를 공동 등록하는 데 사용됩니다.
5. Coregistered 데이터 세트는 여기에 우리가 뼈에 osteolytic 병변의 발전과 함께 전이성 종양의 성장을 추적하는 질병 진행하는 동안 여러 개의 매개 변수를 모니터링하는 양적 분석하실 수 있습니다.

토론

microCT과 작은 동물 이미징은 같은 종양 개발 (..; Labrinidis 외, 2009 Cowey 외 2007)과 같은 병적인 조건 아래에서 모니터링 osteolytic 병변에 적용되었습니다. 루시페라제 분류 종양의 bioluminescence 이미징 널리 사전 임상 채택되었습니다로서, bioluminescence과 microCT 이미지의 공동 등록 bioluminescence 신호 (Kaijzel 외. 2007)의 해부 학적 위치의 더 나은 정의를 제공했습니다. 루시페라제 표시 유방 종양 세포 라인 MDA - MB - 231 - 륙 - D3H2LN와 함께 이전 연구는 내부 심장 분사 다음과 같은 뼈와 osteolytic 병변의 발전에 metastases 보여 (젠킨스 외 2005;. 민 외, 2005). 본 연구에서는, 우리는 체계적 MDA - MB - 231 - 륙 - D3H2LN의 전이 모델과 조합 광학과 낮은 방사선 선량 - microCT 이미징과 함께 종양 metastases과 osteolytic 활동의 종단 연구를 탐험. 우리는 IVIS 스펙트럼 및 양자 FX microCT 시스템 및 달성 bioluminescence 및 중부 표준시 우리가 새롭게 개발한 생활 이미지 4.1 소프트웨어 (헹 외., 2010)와 공동으로 등록 순차 이미징을 수행. IVIS과 Bioluminescence 이미징은 종양이 초기 단계에서 감지 수 있도록 높은 민감도와 종양 세포의 비침습 감지 기능을 제공합니다. 퀀텀 FX와 영상은 뼈 병변 및 자세한 해부 학적 정보의 정확한 3 차원 재구성 수 있습니다. 퀀텀 FX 시스템은 질병 진행의 길이 모니터링을 가능하게 낮은 방사선 선량 이미징을 제공합니다. 뼈 병변 및 종양 metastases의 상관 관계는 공동 등록 이미지에 묘사된되었고, 병변의 개발 multimodality 추적의 이점은 길이 방향 명확하게 증명되었다.