Неинвазивная ПЭТ/МРТ визуализация на ортотопической мышиной модели гепатоцеллюлярной карциномы

Резюме

Здесь мы представляем протокол для создания ксенотрансплантатов ортотопической гепатоцеллюлярной карциномы с перевязкой печеночной артерии и без нее и выполняем неинвазивную позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ) гипоксии опухоли с использованием [18 F] фторизонидазола ([18 F]FMISO) и [18 F] фтордезоксиглюкозы ([¹⁸F]FDG).

Аннотация

Доклинические экспериментальные модели гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК), которые повторяют заболевание человека, представляют собой важный инструмент для изучения онкогенеза и оценки новых терапевтических подходов. Неинвазивная визуализация всего тела с использованием позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) дает критическое представление о характеристиках тканей in vivo на молекулярном уровне в режиме реального времени. Мы представляем здесь протокол создания ортотопического ксенотрансплантата ГЦК с перевязкой печеночной артерии (HAL) и без нее, чтобы вызвать гипоксию опухоли и оценить их опухолевый метаболизм in vivo с использованием [18 F] фторизонидазола ([18 F]FMISO) и [18 F] фтордезоксиглюкозы ([¹⁸F] FDG) ПЭТ/магнитно-резонансной (МРТ) томографии. Гипоксию опухоли можно было легко визуализировать с помощью маркера гипоксии [18 F]FMISO, и было обнаружено, что поглощение [18 F] FMISO было выше у мышей с ГЦК, перенесших HAL, чем в группе без HAL, тогда как [¹⁸F]FDG не мог различить гипоксию опухоли между двумя группами. Опухоли HAL также показали более высокий уровень экспрессии индуцируемого гипоксией фактора (HIF)-1α в ответ на гипоксию. Количественная оценка опухолей HAL показала 2,3-кратное увеличение поглощения [¹⁸F] FMISO на основе стандартизированного подхода поглощения стоимости (SUV).

Введение

Гепатоцеллюлярная карцинома (ГЦК) является шестым наиболее диагностируемым раком и третьей по распространенности причиной смерти от рака во всем мире: в 2020 году было зарегистрировано более 900 000 новых случаев и 800 000 смертей¹. Основным фактором риска является цирроз печени, который возникает в результате вирусных инфекций (вирусов гепатита В и С), злоупотребления алкоголем, диабета и неалкогольного стеатогепатита². Лечение ГЦК довольно сложное, и существует несколько вариантов лечения, включая хирургическую резекцию, термическую или химическую абляцию, трансплантацию, трансартериальную химиоэмболизацию, лучевую тер....

протокол

Все исследования на животных проводились в соответствии с Комитетом по использованию живых животных в обучении и исследованиях (CULATR) в Центре сравнительных медицинских исследований (CCMR) при Университете Гонконга, программой, аккредитованной Ассоциацией по оценке и аккредитации Международной организации по уходу за лабораторными животными (AAALAC). Животные, использованные в исследовании, были самками мышей BALB/cAnN-nu (обнаженных) в возрасте 6-8 недель, весом 20 г ± 2 г. Пища и вода предоставлялись ad libitum.

1. Подкожная инъекция клеточных линий гепатоцеллюлярной карциномы человека

Результаты

Чтобы получить подходящий опухолевый блок для последовательной ортотопической имплантации, стабильные клоны сначала были получены путем подкожной инъекции 200 мкл клеточной суспензии в DPBS (содержащих клетки MHCC97L) в нижнюю часть бока голых мышей (рис. 1A). Рост опухоли кон?.......

Обсуждение

В этом исследовании мы описали процедуры выполнения HAL на ортотопических ксенотрансплантатах печени ГЦК с использованием подкожных опухолей, а также методы неинвазивного мониторинга гипоксии опухоли в ортотопических ксенотрансплантатах с использованием [18 F]FMISO и [¹⁸F]FDG PET/MR.

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.9% sterile saline	BBraun	N/A	0.9% sodium chloride intravenous infusion, 500 mL
10# Scalpel blade	RWD Life Science Co.,ltd	S31010-01	Animal surgery tool
10% povidone-iodine solution	Banitore	6.425.678	For disinfection
25G needle with a 1 mL syringe	BD PrecisionGlide	N/A	1 mL syringe with 25G needle for cell suspensions injections
5 mL syringe	Terumo	SS05L	5 mL syringe Luer Lock
70% Ethanol	Merck	1.07017	For disinfection
Automated Cell Counter	Invitrogen	AMQAF2000	For automated cell counting
Buprenorphine	HealthDirect	N/A	Subcutaneous injection (0.05-0.2 mg/kg/12 hours) for analgesic after surgery
Cell Culture Dish (60 mm diameter)	Thermo Scientific	150462	For tumor tissue processing
Centrifuge	Sigma	3-16KL, fixed-angle rotor 12311	For cell suspensions collection
Centrifuge Conical Tube	Eppendorf	EP0030122151	For cell suspensions collection
Culture media (Dulbecco’s modified Eagle’s medium)	Gibco	10566024	high glucose, GlutaMAX™ Supplement
Digital Caliper	RS PRO	841-2518	For subcutaneous tumor size measurement
Direct heat CO2 incubator	Techcomp Limited	NU5841	For cell culture
Dose calibrator	Biodex	N/A	Atomlab 500
DPBS (Dulbecco’s phosphate-buffered saline)	Gibco	14287072	For cell wash and injection
Eye lubricant	Alcon Duratears	N/A	Sterile ocular lubricant ointment, 3.5 g
Fetal bovine serum (FBS)	Gibco	A4766801	Used for a broad range of cell types, especially sensitive cell lines
Forceps (curved fine and straight blunt)	RWD Life Science Co.,ltd	F12012-10 & F12011-13	Animal surgery tool
Heating pad	ALA Scientific Instruments	N/A	Heat pad for mice during surgery
Insulin syringe	Terumo	10ME2913	1 mL insulin syringe with needle for radiotracer injections
InterView fusion software	Mediso	Version 3.03	Post-processing and image analysis software
Inverted microscope	Yu Lung Scientific Co., Ltd	BM-209G	For cells morphology visualization
Isoflurane	Chanelle Pharma	N/A	Iso-Vet, inhalation anesthetic, 250 mL
Ketamine	Alfasan International B.V.	HK-37715	Ketamine 10% injection solution, 10 mL
Medical oxygen	Linde HKO	101-HR	compressed gas, 99.5% purity
nanoScan PET/MR Scanner	Mediso	N/A	3 Tesla MR
Needle holder	RWD Life Science Co.,ltd	F31026-12	Animal surgery tool
Nucline nanoScan software	Mediso	Version 3.0	Scanner operating software
Nylon Suture (6/0 and 5/0)	Healthy Medical Company Ltd	000524 & 000526	Animal surgery tool
Penicillin- Streptomycin	Gibco	15140122	Culture media for a final concentration of 50 to 100 I.U./mL penicillin and 50 to 100 µg/mL streptomycin.
Pentabarbital	AlfaMedic	13003	Intraperitoneal injection (330 mg/kg) to induce cessation of breathing of mice
Sharp scissors	RWD Life Science Co.,ltd	S14014-10	Animal surgery tool
Spring Scissors	RWD Life Science Co.,ltd	S11005-09	Animal surgery tool
Trypan Blue Solution, 0,4%	Gibco	15250061	For cell counting
Trypsin-ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA, 0.25%), phenol red.	Gibco	25200072	For cell digestion
Xylazine	Alfasan International B.V.	HK-56179	Xylazine 2% injection solution, 30 mL