Name: ultrasound imaging-guided intracardiac injection to develop a mouse model of breast cancer brain metastases followed by longitudinal mri
Uploaded: 2014-03-06T13:45:00
Description: 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

Vi er takknemlige for legene. Diane Palmieri og Patricia Steeg av NCI for å gi oss MDA-MB231Br celler. Vi takker Dr. Ralph Mason, Mr. Jason Reneau og Ms Ramona Lopes for teknisk og kollegial støtte. Dette arbeidet ble støttet delvis av DOD IDEA Awards W81XWH-08-1-0583 og W81XWH-12-1-0317. MR eksperimenter ble utført i Advanced Imaging Research Center, en NIH BTRP # P41-RR02584 studio og ultralydveiledet intrakardiell injeksjon ble utført med VisualSonics Vevo 770 henhold 1S10RR02564801.

Alle dyre prosedyrene ble godkjent av Institutional Animal Care og bruk komité University of Texas Southwestern Medical Center. En. Utarbeidelse av MDA-MB231/Br-GFP Cells <ol><li> Hente og kultur de MDA-MB231/Br-GFP celler (vennlig levert av legene. Palmieri og Steeg, NCI) i DMEM medium som inneholder 10% FBS, 1% glutamin og 1% penicillin / streptomycin. </li><li> Observere tilstanden til cellene og farge på medium, og erstatte medium hver 2-3 dager. </li><li> Trypsinize og samle cellene...

<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>

I denne studien har vi vist at ultralydavbildning-guidet venstre ventrikkel injeksjon sikrer nøyaktigheten slik at alle dyr i denne studien utviklet hjernemetastaser og ingen dyr død ble observert. Det fine med bildestyrt injeksjon er at banen nålkraft av huden og til slutt inn i venstre hjertekammer kan overvåkes og justeres under bildet, som er forskjellig fra den manuelle fremgangsmåten krever strenge anatomiske landemerker å følge. Omløps forståelser av intrakranielle utvikling ...

Hjernemetastaser er den vanligste intrakranielle malignitet hos voksne. Prognosen er ekstremt dårlig, med en median overlevelse på 4-6 måneder selv med aggressiv behandling. Brystkreft er en av de tre store primære kreft med en høy sykelighet av hjernemetastaser 1-3. Flere hjerne-tropiske brystkreft linjene er i stand til å utvikle hjernemetastaser etter intrakardiale eller intracarotid injeksjon fire. Direkte injeksjon av tumorceller inn i det venstre hjertekammer kan omgå lungekapillære sjiktet og derved øke forekomsten av dannelse av hjernemetastaser samtidig minimere viscerale metastaser. Den MDA-MB231Br linjen er en av de mest brukte humane brystkreft linjer for å utvikle hjernemetastaser i gnagermodeller 5,6. I likhet med mange andre studier 4,7, har vi foretatt en manuell prosedyre for intrakardiell injeksjon i våre tidligere studier. Det ble imidlertid bare 50% vellykket som oppnås med den manuelleinjeksjon og en brøkdel av mus døde av de gjentatte invasive prosedyrer hvis tidligere studier lyktes ikke. Her introduserer vi bruken av en avbildningsstyrt fremgangsmåte for å sikre tilførsel av hjerne-søker brystcancerceller inn i den venstre ventrikkel i atymiske mus. Langsgående høy oppløsning MRI brukes til å følge utviklingen av intrakranielt hjernemetastaser.

<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

Brystkreft hjernemetastaser, som forekommer i 30% av brystkreftpasienter i stadium IV, er forbundet med høy dødelighet. Median overlevelse er bare seks måneder. Det er kritisk å ha egnede dyremodeller for å etterligne den hemodynamiske spredning av metastatiske celler i den kliniske situasjon. Her introduserer vi bruk av små dyr ultralyd for å veilede en nøyaktig injeksjon av hjerne tropisk brystkreftceller inn i venstre hjertekammer av atymiske nakne mus. Langsgående MRI brukes til å vurdere intrakraniale dannelse og vekst av hjernemetastaser. Ultralydveiledet intrakardiell injeksjon sikrer ikke bare en nøyaktig injeksjon og herved en høyere vellykket sats, men også betydelig redusert dødelighet, sammenlignet med vår forrige manuell prosedyre. In vivo høyoppløselig MR tillater visualisering av hyper multifokale lesjoner, så liten som 310 mikrometer i diameter på T 2-vektede bilder på tre uker etter injeksjon. Follow-up MR avslører intrakraniell tumor vekst og økt antall metastaser som distribuerer gjennom hele hjernen.

Med den høye romlige oppløsning av MRI (78 mikrometer i plan oppløsning), kan lesjoner identifiseres så liten som 310 mikrometer i diameter (figur 2). Siden metastaser i denne studien er svært små og utvikling av nekrose og ødem er minimalt, den hyper lesjon på T 2-vektede bilder virkelig representerte tumormassen. Longitudinelle MRI studier tillate in vivo ikke-invasiv evaluering av tumorvekst. Som vist i figur 3, med høy opplø...

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

En brystkreft hjernemetastaser musemodell er etablert med ultralydavbildning-guidet intrakardiell injeksjon av MDA-MB231/Br-GFP celler. Utvikling av multifokale intrakranielle metastaser har vært overvåket i lengderetningen ved hjelp av høyoppløselig 9,4 T MR.

Ultralyd Imaging-guidet Intrakardial Injection å utvikle en musemodell for Breast Cancer hjernemetastaser Fulgt av Longitudinal 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 ...

Research

JoVE Journal

Medicine

In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model

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 ...

Combination Radiotherapy in an Orthotopic Mouse Brain Tumor Model

Kombinasjon Strålebehandling i en Orthotopic Mouse Brain Tumor Model

Glioblastoma multiforme (GBM) are the most common and aggressive adult primary brain tumors1. In recent years there has been substantial progress in the ...

MRI-guided Disruption of the Blood-brain Barrier using Transcranial Focused Ultrasound in a Rat Model

MR-veiledet Forstyrrelse av blod-hjerne-barrieren ved hjelp Transkraniell fokusert ultralyd i en rotte 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 ...

Multi-modal Imaging of Angiogenesis in a Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastasis Using Magnetic Resonance Imaging, Volumetric Computed Tomography and Ultrasound

Multi-modal Imaging av angiogenese i en Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastase Bruke Magnetic Resonance Imaging, Volumetrisk computertomografi og ultralyd

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell ...

Initiation of Metastatic Breast Carcinoma by Targeting of the Ductal Epithelium with Adenovirus-Cre: A Novel Transgenic Mouse Model of Breast Cancer

Innvielse av metastatisk brystkreft ved målretting av Ductal Epitel med Adenovirus-Cre: A Novel transgene mus modell av brystkreft

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

Quantification of Breast Cancer Cell Invasiveness Using a Three-dimensional 3D Model

Kvantifisering av Breast Cancer Cell Invasivitet Ved hjelp av en tredimensjonal (3D) modell

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

Akutt Brain Trauma i Mus fulgt av Langsgående To-foton Imaging

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

En Preklinisk Murine Modell av levermetastaser

Numerous murine models have been developed to study human cancers and advance the understanding of cancer treatment and development. Here, a preclinical, ...