Name: mr molecular imaging of prostate cancer with a small molecular clt1 peptide targeted contrast agent
Uploaded: 2013-09-03T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about MR Molecular Imaging of Prostate Cancer with a Small Molecular CLT1 Peptide Targeted Contrast Agent at JoVE.com

Эта работа частично поддержана Американской ассоциации сердца ГРА Весна 09 докторантуру (09POST2250268) и NIH R01 CA097465. Мы высоко ценим доктора Вэнь Ли и д-р Викас Gulani для испытания протокола МРТ и настройки, и г-жу Yvonne Паркер за ее помощь в имплантации опухоли.

Протокол взято из предыдущего исследования 11. 1. Сопряжение Gd-DOTA для CLT1 пептида <ol><li> Использование стандартного твердофазного пептидного синтеза, синтезировать пептид CLT1 (CGLIIQKNEC) из Fmoc-защищенных аминокислот на смоле хлорида 2-хлортритил (1,0 ммоль). </li><li> После доба?...

<ol>
	<li>Brown, M. A., Semelka, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> MRI Basic Principles and Applications. , (2003).</li><li>Artemov, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+magnetic+resonance+imaging+with+targeted+contrast+agents.">Molecular magnetic resonance imaging with targeted contrast agents.</a> J. Cell. Biochem. 90, 518-524 (2003).</li><li>Kalber, T. L., Kamaly, N., 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+low+molecular+weight+folate+receptor+targeted+contrast+agent+for+magnetic+resonance+tumor+imaging.">A low molecular weight folate receptor targeted contrast agent for magnetic resonance tumor imaging.</a> Mol. Imaging Biol. 13, 653-662 (2011).</li><li>Schmieder, A. H., Winter, P. M., 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=Molecular+MR+imaging+of+melanoma+angiogenesis+with+alphanubeta3-targeted+paramagnetic+nanoparticles.">Molecular MR imaging of melanoma angiogenesis with alphanubeta3-targeted paramagnetic nanoparticles.</a> Magn. Reson. Med. 53, 621-627 (2005).</li><li>Mulder, W. J., Strijkers, G. 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=MR+molecular+imaging+and+fluorescence+microscopy+for+identification+of+activated+tumor+endothelium+using+a+bimodal+lipidic+nanoparticle.">MR molecular imaging and fluorescence microscopy for identification of activated tumor endothelium using a bimodal lipidic nanoparticle.</a> FASEB J. 19, 2008-2010 (2005).</li><li>Wang, S. J., Brechbiel, M., Wiener, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characteristics+of+a+new+MRI+contrast+agent+prepared+from+polypropyleneimine+dendrimers,+generation+2.">Characteristics of a new MRI contrast agent prepared from polypropyleneimine dendrimers, generation 2.</a> Invest. Radiol. 38, 662-668 (2003).</li><li>Amirbekian, V., Aguinaldo, J. G., 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=Atherosclerosis+and+matrix+metalloproteinases:+experimental+molecular+MR+imaging+in+vivo.">Atherosclerosis and matrix metalloproteinases: experimental molecular MR imaging in vivo.</a> Radiology. 251, 429-438 (2009).</li><li>Overoye-Chan, K., Koerner, S., 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=EP-2104R:+a+fibrin-specific+gadolinium-Based+MRI+contrast+agent+for+detection+of+thrombus.">EP-2104R: a fibrin-specific gadolinium-Based MRI contrast agent for detection of thrombus.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 6025-6039 (2008).</li><li>Pilch, J., Brown, D. M., 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=Peptides+selected+for+binding+to+clotted+plasma+accumulate+in+tumor+stroma+and+wounds.">Peptides selected for binding to clotted plasma accumulate in tumor stroma and wounds.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 2800-2804 (2006).</li><li>Rohrer, M., Bauer, H., Mintorovitch, J., Requardt, M., Weinmann, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+magnetic+properties+of+MRI+contrast+media+solutions+at+different+magnetic+field+strengths.">Comparison of magnetic properties of MRI contrast media solutions at different magnetic field strengths.</a> Invest. Radiol. 40, 715-724 (2005).</li><li>Wu, X., Burden-Gulley, S. M., 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=Synthesis+and+evaluation+of+a+peptide+targeted+small+molecular+Gd-DOTA+monoamide+conjugate+for+MR+molecular+imaging+of+prostate+cancer.">Synthesis and evaluation of a peptide targeted small molecular Gd-DOTA monoamide conjugate for MR molecular imaging of prostate cancer.</a> Bioconjugate Chem. 23, 1548-1556 (2012).</li><li>Burden-Gulley, S. M., Gates, T. 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=A+novel+molecular+diagnostic+of+glioblastomas:+detection+of+an+extracellular+fragment+of+protein+tyrosine+phosphatase+mu.">A novel molecular diagnostic of glioblastomas: detection of an extracellular fragment of protein tyrosine phosphatase mu.</a> Neoplasia. 12, 305-316 (2010).</li><li>McBride, J. 	. D., Birgit, H., Leatherbarrow, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resin-coupled+cyclic+peptides+as+proteinase+inhibitors.">Resin-coupled cyclic peptides as proteinase inhibitors.</a> Protein and Peptide. 3 (3), 193-198 (1996).</li><li>Cline, D. J., Thorpe, C., Schneider, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=General+method+for+facile+intramolecular+disulfide+formation+in+synthetic+peptides.">General method for facile intramolecular disulfide formation in synthetic peptides.</a> Anal. Biochem. 335 (1), 168-170 (2004).</li></ol>

Критические шаги Выбор надлежащего Biomarker и с прицелом на небольшие пептид Для успешной разработки целевой контрастное вещество с небольшой размер, два ключевых момента необходимо учитывать. Во-первых, важно выбрать правильный молекулярные биома...

Эффективная визуализация, связанных с раком молекулярных мишеней имеет большое значение для повышения точности ранней диагностики рака и диагностики. Магнитно-резонансная томография (МРТ) является мощным клиническим методом визуализации с высоким пространственным разрешением и без ионизирующего излучения 1. Тем не менее, не нацелено контрастное вещество не доступен для молекулярной визуализации клиническая рака MR. Инновационный дизайн и разработка целевых контрастных агентов способствовала бы дальнейшему развитию применения молекулярной визуализации рака MR. Значительные усилия были предприняты для разработки целевых контрастных агентов для МР томографии биомаркеров, выраженных на поверхности раковых клеток. Из-за относительно низкой чувствительности МРТ и низкой концентрации этих биомаркеров, это вызов для генерации достаточного повышение контрастности для эффективного MR молекулярной визуализации с использованием небольших молекулярных целевых контрастные вещества 2,3. Для того чтобы получить достаточное усиление, различные системы доставки успеч как липосомы, наночастицы и полимерных конъюгатов с высокой полезной нагрузкой парамагнитных Gd (III) хелатов были подготовлены для увеличения локальной концентрации контрастных агентов на целевых сайтах 4,5. Хотя эти системы доставки были способны генерировать значительное улучшение опухоли на животных моделях, их большие размеры привело к медленной и неполной выведения из организма, что приводит к длительной накопления токсичных Gd (III) ионов, которые могут вызвать серьезные проблемы безопасности 6. В последнее время некоторые исследования показали, что ограничения МРТ для молекулярной визуализации можно преодолеть, выбрав соответствующие молекулярные биомаркеры с высокой локальной выражения в очагах поражения и с помощью небольших молекул вещества, которые могут быть легко выводятся из организма 7,8. Ключевой особенностью этих агентов в том, что они ориентированы на молекулярных маркеров обильно присутствующие в больные ткани с небольшим присутствием в нормальных тканях. Высокая концентрация контрастных агентов может связываться с этих целей, в результате чего достаточно больдостаточные повышение контрастности для эффективного MR молекулярной визуализации. С их размер меньше, чем порог почечной фильтрации, несвязанные контрастные вещества могут быть легко выводится из организма с уменьшенной фонового шума. Мы выбрали универсальную связанную с раком биомаркеров, со сгустками белки плазмы, которые в изобилии существуют в опухолевой стромы, и редко присутствуют в нормальных тканях 9. Мы синтезировали целевой контрастное вещество, содержащее небольшое ориентации пептид CGLIIQKNEC (CLT1), который показал сильное специфическое связывание с PC3 простаты модели опухоли 10 и четыре Б-г-DOTA моноамид хелаты. Здесь мы предоставляем методологию рака MR молекулярной визуализации для выявления опухолей у мышей.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>REAGENTS</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Fmoc protected amino acids</td>
			<td>EMD Chemicals Inc</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>DOTA-tris(t-Bu)</td>
			<td>TCI America</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>PyBOP, HOBt, HBTU</td>
			<td>Nova Biochem</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>DIPEA, Thallium(III) trifluoroacetate, TIS</td>
			<td>Sigma-Aldrich Corp.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Texas Red, succinimidyl ester, single isomer</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>T20175</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>EQUIPMENTS</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Agilent 1100 HPLC system</td>
			<td>Agilent</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>ZORBAX 300SB-C18 PrepHT column</td>
			<td>Agilent</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>ICP-OES Optima 3100XL</td>
			<td>Perkin-Elmer</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>MALDI-TOF mass spectrometer</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>AutoflexTM Speed</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Maestro FLEX In Vivo Imaging System</td>
			<td>Cambridge Research &amp; Instrumentation, Inc.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Biospec 7T MRI scanner</td>
			<td>Bruker</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

mr molecular imaging of prostate cancer with a small molecular clt1 peptide targeted contrast agent

Опухоль внеклеточный матрикс имеет множество связанных с раком белков, которые могут быть использованы в качестве маркеров для молекулярной визуализации рака. В этой работе мы продемонстрировали эффективное рака MR молекулярное воображение с небольшой молекулярной пептида целевой моноамид комплекс Б-г-DOTA как целевой МРТ контрастного вещества, характерные для сгустками плазмы белков в опухоли стромы. Мы провели эксперимент оценки эффективности агента для неинвазивного обнаружения опухоли простаты с МРТ в мышиной ортотопического ПК-3 модели рака простаты. Целевое контрастное вещество было эффективным для получения значительное повышение контрастности опухоли при низкой дозе 0,03 ммоль Gd / кг. Пептид целевой МРТ контрастное вещество является перспективным для MR молекулярной визуализации опухоли предстательной железы.

На рисунке 1 показана синтез целевого контрастного агента CLT1-DL-(Gd-DOTA) 4 и общей схеме эксперимента. CLT1-DL-(Gd-DOTA) 4 показывает намного выше, чем релаксация клинической Gd-DOTA (табл. 1). В 1,5 Т, T 1 релаксация за гадолиния из CLT1-DL-(GD-DOTA) 4 в PBS (рН 7,4) примерно в 3 раза выше, ч...

Watch this Scientific Journal Video about MR Molecular Imaging of Prostate Cancer with a Small Molecular CLT1 Peptide Targeted Contrast Agent at JoVE.com

MR Molecular Imaging of Prostate Cancer with a Small Molecular CLT1 Peptide Targeted Contrast Agent

Чтобы продемонстрировать молекулярной визуализации рака MR с небольшим пептидом целевой MRI контрастный агент, специфичную для сгустками белками плазмы в строме опухоли в мышиной модели рака простаты.

MR молекулярной визуализации рака простаты с небольшой молекулярной CLT1 пептида целевых Агента Contrast

Tumor extracellular  matrix has abundance of cancer related proteins that can be used as biomarkers  for cancer molecular imaging. In this work,  we ...

Research

JoVE Journal

Medicine

In vivo Near Infrared Fluorescence (NIRF) Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

In vivo Near Infrared Fluorescence NIRF Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

В естественных условиях ближней инфракрасной флуоресценции (NIRF) внутрисосудистого молекулярной визуализации воспалительных Зубной налет, мультимодальный подход к изображений атеросклероза

The vascular response to injury is a well-orchestrated inflammatory response triggered by the accumulation of macrophages within the vessel wall leading ...

Contrast Enhanced Vessel Imaging using MicroCT

Контрастность Enhanced Imaging судна использованием MicroCT

Microscopic computed tomography (microCT) offers high-resolution volumetric imaging of the anatomy of living small animals. However, the contrast between ...

Evaluation of Nanoparticle Uptake in Tumors in Real Time Using Intravital Imaging

Оценка наночастиц в опухоли в реальном времени с помощью Прижизненные изображения

Current technologies for tumor imaging, such as ultrasound, MRI, PET and CT, are unable to yield high-resolution images for the assessment of nanoparticle ...

Molecular Imaging to Target Transplanted Muscle Progenitor Cells

Молекулярная визуализация на цель трансплантированных клеток-предшественников мышц

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a severe genetic neuromuscular disorder that affects 1 in 3,500 boys, and is characterized by progressive muscle ...

In vivo Macrophage Imaging Using MR Targeted Contrast Agent for Longitudinal Evaluation of Septic Arthritis

In vivo Macrophage Imaging Using MR Targeted Contrast Agent for Longitudinal Evaluation of Septic Arthritis

В естественных условиях макрофагов визуализации с использованием MR Целевые контрастного агента для продольного Оценка септический артрит

Macrophages are key-cells in the initiation, the development and the regulation of the inflammatory response to bacterial infection. Macrophages are ...

An Orthotopic Murine Model of Human Prostate Cancer Metastasis

Ортотопическая мышиной модели человеческого рака простаты Метастазы

Our laboratory has developed a novel orthotopic implantation model of  human prostate cancer (PCa). As PCa death is not due to the primary tumor, but  ...

Isolation of Cancer Stem Cells From Human Prostate Cancer Samples

Выделение стволовых клеток рака из образцов предстательной железы человека

The cancer stem cell (CSC) model has been considerably revisited over the last two decades. During this time CSCs have been identified and directly ...

Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging of an Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model

Динамическая контрастность Улучшенная Магнитно-резонансная томография модели Ортотопическая Рак поджелудочной железы мыши

Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) has been limitedly used for orthotopic pancreatic tumor xenografts due to severe ...

Generation of Prostate Cancer Patient Derived Xenograft Models from Circulating Tumor Cells

Генерация пациента рака простаты Производные ксенотрансплантат модели от циркулирующих опухолевых клеток

Patient derived xenograft (PDX) models are gaining popularity in cancer research and are used for preclinical drug evaluation, biomarker identification, ...

A Brain Tumor/Organotypic Slice Co-culture System for Studying Tumor Microenvironment and Targeted Drug Therapies

Опухоль головного мозга / Органотипической фрагмент Совместное культивирование системы для изучения опухоли микросреда и целевой наркотиков Методы лечения

Brain tumors are a major cause of cancer-related morbidity and mortality. Developing new therapeutics for these cancers is difficult, as many of these ...