Name: bioluminescence-based tumor quantification method for monitoring tumor progression and treatment effects in mouse lymphoma models
Uploaded: 2016-07-07T11:00:00
Duration: 7 min 12 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Bioluminescence-Based Tumor Quantification Method for Monitoring Tumor Progression and Treatment Effects in Mouse Lymphoma Models at JoVE.com

نشكر مرافق الحيوانية من مركز كوردولييه البحوث (مركز دراسات الحدود، باريس، فرنسا)، Genethon (إيفري، فرنسا) وGenopole (CERFE، إيفري، فرنسا). نشكر جو آن كاهن لها قراءة متأنية للمخطوطة. وأيد هذا البحث من قبل المعهد الوطني للسانتيه إت دي لا Rechercher ميديكال، جامعة باريس ديكارت، بيار وماري جامعة كوري، جمعية صب لا بحوث مناهضة جنيه السرطان، والاتجاه التونسي جنرال للبحوث العلميه، CMCU فرانكو التونسي المشروع، وتطبيقات Thématiques Incitatives دي Genopole (ATIGE) الأموال. وأيد JC من حدود في مدرسة علوم الحياة الدكتوراه والزمالة من الإنكا (المعهد الوطني للسرطان). وكان بنك الاحتياطي الأسترالي المستفيدة من المنح المقدمة من DGRS-INSERM وCMCU. تلقى SD منحة من المعهد الوطني للسرطان.

<ol>
	<li>Rehemtulla, A., 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=Rapid+and+Quantitative+Assessment+of+Cancer+Treatment+Response+Using+In+Vivo+Bioluminescence+Imaging.">Rapid and Quantitative Assessment of Cancer Treatment Response Using In Vivo Bioluminescence Imaging.</a> Neoplasia. 2 (6), 491-495 (2000).</li><li>Edinger, 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=Advancing+animal+models+of+neoplasia+through+in+vivo+bioluminescence+imaging.">Advancing animal models of neoplasia through in vivo bioluminescence imaging.</a> European Journal of Cancer. 38 (16), 2128-2136 (2002).</li><li>Hastings, J. W., Gibson, Q. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Role+of+Oxygen+in+the+Photoexcited+Luminescence+of+Bacterial+Luciferase.">The Role of Oxygen in the Photoexcited Luminescence of Bacterial Luciferase.</a> Journal of Biological Chemistry. 242 (4), 720-726 (1967).</li><li>Inouye, S., Shimomura, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Use+of+Renilla+Luciferase,+Oplophorus+Luciferase,+and+Apoaequorin+as+Bioluminescent+Reporter+Protein+in+the+Presence+of+Coelenterazine+Analogues+as+Substrate.">The Use of Renilla Luciferase, Oplophorus Luciferase, and Apoaequorin as Bioluminescent Reporter Protein in the Presence of Coelenterazine Analogues as Substrate.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 233 (2), 349-353 (1997).</li><li>Pesnel, 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=Quantitation+in+Bioluminescence+Imaging+by+Correction+of+Tissue+Absorption+for+Experimental+Oncology.">Quantitation in Bioluminescence Imaging by Correction of Tissue Absorption for Experimental Oncology.</a> Molecular Imaging and Biology. 13 (4), 646-652 (2010).</li><li>Corre, 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=Stochastic+Fluctuations+and+Distributed+Control+of+Gene+Expression+Impact+Cellular+Memory.">Stochastic Fluctuations and Distributed Control of Gene Expression Impact Cellular Memory.</a> PLoS ONE. 9 (12), (2014).</li><li>Ben Abdelwahed, 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=Lymphoma+B-cell+responsiveness+to+CpG-DNA+depends+on+the+tumor+microenvironment.">Lymphoma B-cell responsiveness to CpG-DNA depends on the tumor microenvironment.</a> Journal of Experimental &amp; Clinical Cancer Research CR. 32 (1), 18 (2013).</li><li>Abdelwahed, R. 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=Preclinical+Study+of+Ublituximab,+a+Glycoengineered+Anti-Human+CD20+Antibody,+in+Murine+Models+of+Primary+Cerebral+and+Intraocular+B-Cell+Lymphomas.">Preclinical Study of Ublituximab, a Glycoengineered Anti-Human CD20 Antibody, in Murine Models of Primary Cerebral and Intraocular B-Cell Lymphomas.</a> Investigative Ophthalmology &amp; Visual Science. 54 (5), 3657-3665 (2013).</li><li>Donnou, S., Galand, C., Touitou, V., Saut&#232;s-Fridman, C., Fabry, Z., Fisson, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Murine+Models+of+B-Cell+Lymphomas:+Promising+Tools+for+Designing+Cancer+Therapies.">Murine Models of B-Cell Lymphomas: Promising Tools for Designing Cancer Therapies.</a> Advances in Hematology. 2012, (2012).</li><li>Qi, X. -. 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=CpG+oligodeoxynucleotide+induces+apoptosis+and+cell+cycle+arrest+in+A20+lymphoma+cells+via+TLR9-mediated+pathways.">CpG oligodeoxynucleotide induces apoptosis and cell cycle arrest in A20 lymphoma cells via TLR9-mediated pathways.</a> Molecular Immunology. 54 (3-4), 327-337 (2013).</li><li>Houot, R., Levy, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=T-cell+modulation+combined+with+intratumoral+CpG+cures+lymphoma+in+a+mouse+model+without+the+need+for+chemotherapy.">T-cell modulation combined with intratumoral CpG cures lymphoma in a mouse model without the need for chemotherapy.</a> Blood. 113 (15), 3546-3552 (2009).</li><li>Krieg, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toll-like+receptor+9+(TLR9)+agonists+in+the+treatment+of+cancer.">Toll-like receptor 9 (TLR9) agonists in the treatment of cancer.</a> Oncogene. 27 (2), 161-167 (2008).</li><li>Inoue, Y., Kiryu, S., Watanabe, M., Tojo, A., Ohtomo, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Timing+of+Imaging+after+D-Luciferin+Injection+Affects+the+Longitudinal+Assessment+of+Tumor+Growth+Using+In+Vivo+Bioluminescence+Imaging.">Timing of Imaging after D-Luciferin Injection Affects the Longitudinal Assessment of Tumor Growth Using In Vivo Bioluminescence Imaging.</a> International Journal of Biomedical Imaging. 2010, (2010).</li><li>Mann, H. B., Whitney, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+a+Test+of+Whether+one+of+Two+Random+Variables+is+Stochastically+Larger+than+the+Other.">On a Test of Whether one of Two Random Variables is Stochastically Larger than the Other.</a> Annals of Mathematical Statistics. 18 (1), 50-60 (1947).</li><li>Darne, C., Lu, Y., Sevick-Muraca, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+animal+fluorescence+and+bioluminescence+tomography:+a+review+of+approaches,+algorithms+and+technology+update.">Small animal fluorescence and bioluminescence tomography: a review of approaches, algorithms and technology update.</a> Physics in Medicine and Biology. 59 (1), 1 (2014).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

امتصاص الضوء من قبل الأعضاء والأنسجة يبقى وجود قيود على التصوير تلألؤ بيولوجي، على الرغم من أن هذا التحديد متأصل في أي طريقة التصوير الضوئي. في سياق نهجنا، ومن المتوقع أن يكون تقلب منخفض شريطة أن يتم إجراء دراسات في نموذج معين (الموقع وحبلا الماوس)، مما يسمح للثم مقارنات آثار الهياكل التشريحية على luminoscore. تلألؤ بيولوجي لا يحتاج ضوء الإثارة، وبالتالي هو أكثر تتكيف مع الجسم كله في التصوير المجراة من مضان. التحليل المكاني هو أيضا وجود قيود على التصوير تلألؤ بيولوجي، ويبقى الموقع الدقيق للجهاز من التي تنبعث الفوتونات تلألؤ بيولوجي الصعب. ومع ذلك، معرفة جيدة من نموذج يمكن أن تساعد في الموقع النوعي للمواقع الأورام. الناتج الوحيد في هذه الطريقة على أساس تلألؤ بيولوجي هو luminoscore. الموقع لا تؤثر على luminoscore لأن علامة المتابعة اليدوية منطقة الاجتذاب الأموالر (ROI) ويشمل الماوس كله. وأخيرا، يراعة وسيفيراز تتطلب الأوكسجين. وفقا لذلك، والتصوير تلألؤ بيولوجي عادة يقلل الأورام الميتة. مرة أخرى، لا بد من معرفة جيدة لهذا الجانب من النموذج. في هذه الورقة، ونحن لا تهدف إلى تقييم فعالية الدليل السياسي الشامل باعتباره دواء مضاد للأورام (الذي سبق أن أثبتت 7،9،11) ولكن لوصف طريقة السماح للمقارنة بين مجموعات البيانات تلألؤ بيولوجي. وصفنا في الواقع وسيلة لقياس عبء ورم تهدف الى المساعدة في توحيد بروتوكول الاستحواذ لمقارنة فحوصات مختلفة في أماكن مختلفة في أوقات مختلفة، والتي لا تتطلب حسابات الكمبيوتر. لضمان استنساخ والصحيح الكمي الفوتون تدفق، ويجب معايرة جهاز التصوير مع إشارة ضوئية لأجهزة محلية الصنع أو على النحو الموصى به من قبل مزود لأجهزة التجارية. يتطلب بروتوكول اهتمامنا دقيق لعدة ص حرجةoints: (ط) أولا، ونوعية التخدير الماوس أمر حاسم للحصول على صور واضحة، خصوصا في الحالات مع أوقات التعرض الطويل. (ب) يجب أن تكون وحدة القياس الكمي دائما أن يكون تدفق الفوتون لإشعاع يعتمد على مساحة كل فأر وقد تكون في غير محلها لمقارنة الفئران مختلفة. (ج) يجب أن لا يحتوي الصور تلألؤ بيولوجي بكسل المشبعة، لأن هذه من شأنه انحياز luminoscore. (د) يطلب العودة واكتساب الأمامي لجمع كل الفوتونات المنبعثة من موقع الورم (أي اكتساب الأمامي قد لا يكشف بالضرورة الفوتونات من الجزء الخلفي من ورم). تم اختبار العديد من الرسومات العائد على الاستثمار المختلفة خلال تطوير أسلوب luminoscore. فقط دليل علامة المتابعة أثمرت نتائج مرضية التي يرجح أن تكون ذات دلالة إحصائية (لا تظهر البيانات). اينو وآخرون. يوصي جرعة وسيفيرين من 75 ملغم / كغم 13. باستخدام جرعة 150 ملغم / كغم بدلا من ذلك، فإن توقيت التصوير بعدلا تزال إدارة وسيفيرين دون تغيير، وعلينا أن نضمن أن الهضبة تدوم طوال اكتساب التعرض لفترة طويلة. يجب أن يكون وسيفيرين المتفاعلة الزائدة طوال عملية الاستحواذ. اعتمادا على نموذج، المنطقة ذات الاهتمام يمكن تكييفها، كما فعلنا في نموذج SCL حيث تعادلنا اثنين من العائد على الاستثمار لكل حيوان. وفي نموذج SCL، يتم حقن العلاج عندما يصل الورم 0.5 سم في أكبر قطر للحد من التقلبات من engraftment. اعتمادا على الفئران، والورم قد نمت بشكل مختلف. لتوحيد ومقارنة الفئران، قررنا استخدام النسبة بين الجانب المعالج وغير المعالجة التي تكشف عن النمو النسبي لكلا الجناحين الأورام. إذا لوحظ أي إشارة من الماوس حقن المتوقع أن تكون إيجابية، إما (ط) عدد الخلايا منخفض جدا وإشارة أقل من عتبة الكشف. أو (ب) الماوس يفتقر إلى الأكسجين ويتطلب عناية فورية. العديد من bioluminesc الكميةسينعقد التحليلات التي وصفها الكتاب المختلفة تتطلب حسابات معقدة وأدوات (على سبيل المثال، 3D التصوير المقطعي تلألؤ بيولوجي) للاقتراب من تقدير المطلق من الفوتونات المنبعثة تلألؤ بيولوجي 5،15. لا يوجد إجماع على طريقة لقياس تلألؤ بيولوجي بتكاثر، خصوصا في نماذج الورم، مع تصوير تلألؤ بيولوجي 2D. كان هدفنا هو توحيد بروتوكول الحصول على الصور للحد من المستخدمين الاعتماد. حقن الدليل السياسي الشامل في الموقع بعد التلقيح الورم خفض عبء الورم في كلا النموذجين. طريقة luminoscore يمكن أن تكون بمثابة أداة لمراقبة عبء الورم في نماذج أخرى من المناعية الورم. مراقبة عبء الورم يوفر طريقة موسع التي يمكن أن تحسن فهمنا لنمو الورم وآليات نقيلي دون التدخل في المكروية الورم. ويتعزز تحديد الحيوانات التي تفعل ولا تستجيب للعلاج بهذه الطريقة من قبل التحقق من الصورةuccessful حقن الخلايا السرطانية في بداية التجربة. نحن هنا أظهر القدرة على التكيف من طريقة luminoscore في نموذج SCL باستخدام خلايا A20.IIA-luc2. ومع ذلك، يمكن تكييف هذه الطريقة لأي نموذج الورم الآخرين الذين يستخدمون خطوط الخلايا الأخرى بشرط أن التعبير عن وسيفيراز، أو في سياق الدراسات خلايا T (ورم محددة الخلايا التائية السامة للخلايا والتنظيمية خلايا تي، وما إلى ذلك). ويمكن أيضا أن يتم رصد في الجسم الحي نقل الجينات في سياق العلاج الجيني لمرض نادر باستخدام طريقة luminoscore. أخيرا تظهر البيانات أن طريقة luminoscore القائم على تلألؤ بيولوجي يمكن المقارنة بين التجارب، ويوفر المرونة والقدرة على التكيف مع احتياجات تجريبية محددة، ويشكل وسيلة مفيدة لدراسات ما قبل السريرية طولية موسع.

يبقى الكشف المبكر عن الخلايا السرطانية تحديا وأمر حاسم لتعزيز فعالية علاج السرطان. في الجسم الحي تلألؤ بيولوجي التصوير (BLI) هي حساسة للغاية، تقنية البصرية موسع، وتستخدم على نطاق واسع لرصد الأورام في الحيوانات الصغيرة. تستخدم اليراع الخلايا، معربا عن وسيفيراز عادة لمثل هذه التجارب 1،2. هذا أوكسيجيناز يكسد-D وسيفيرين مع الأكسجين الجزيئي ولكن يتطلب اثنين من العوامل المساعدة - المغنيسيوم 2+ وأدينوسين ثلاثي الفوسفات 3. اليراع وسيفيراز هو أكثر ملاءمة للتصوير في الجسم الحي من renilla وسيفيراز 4 لأن الغلة الكم أعلى. الركيزة أكسدة - oxyluciferin - تنبعث من تلقاء أنفسهم فوتون للعودة إلى الدولة الأساسية ومن ثم تصبح غير نشطة. الفوتونات المنبعثة يكون الحد الأقصى لطول موجة حوالي 530 نانومتر. ويمكن للكاميرا عالية الحساسية للكشف عن الفوتونات الانارة من الداخل من الحيوانات الصغيرة، وتوفير الصور التي تجعل من POSSible لتحديد موقع الخلايا السرطانية. القدرة على تحديد عبء الورم بدقة التهم الفوتون يمكن أن يكون بمثابة أداة قوية وحساسة لقياس فعالية العلاج. لأن آثار العلاج يمكن أن يتم الكشف عاجلا، هذه الحساسية قد تجعل من الممكن تحديد اللحظة الدقيقة التي تصبح فيها العلاج الفعال. الكمي المطلق من إجمالي الفوتونات المنبعثة معقد جدا. يعتمد عدد الفوتونات التي تم جمعها على عمق الورم وعلى الأعضاء وتنبعث الفوتونات من خلال. ويمكن حساب معامل التصحيح بناء على معاملات امتصاص الأنسجة 5، ولكن الكمي المطلق من أعداد الخلايا السرطانية يتطلب معرفة عدد الفوتونات المنبعثة من كل الخلايا السرطانية. وعلاوة على ذلك، التعبير وسيفيراز، مثلها في ذلك مثل العديد من الجينات مراسل (على سبيل المثال، البروتينات الفلورية) ليست متجانسة، حتى في السكان الخلية المستمدة من استنساخ واحد (6). عدد إبليسلا يمكن أن تحسب البروتينات بورصة عمان في الخلايا بالضبط. تهيئة الظروف التجريبية الموحدة وهكذا يبدو حاسما لتحليل موثوق نصف الكمية. طبقنا طريقة luminoscore لاثنين من نماذج مختلفة اللمفاوية للفئران 7،8،9. في هذه النماذج، يتم حقن الخلايا السرطانية مسانج في العين أو تحت الجلد للحصول على التوالي، وسرطان الغدد الليمفاوية العين (PIOL) النموذج الأولي وسرطان الغدد الليمفاوية تحت الجلد (SCL) نموذج. في كل من هذه النماذج مثلي، يدار العلاج في الوضع الطبيعي، بعد سبعة أيام من التلقيح الورم لPIOL وعندما وصلت الورم 0،5-0،7 سم في أكبر قطرها عن SCL. استخدمنا طريقة luminoscore لرصد آثار الموقع العلاج الدليل السياسي الشامل، والتي تظهر سابقا أن تكون فعالة 7،10،11. الدليل السياسي الشامل هو تسلسل قليل النوكليوتيد ويجند من TLR9، والذي بدوره هو مستقبلات الخلايا التي عبرت عنها العديد مLLS الجهاز المناعي، بما في ذلك الخلايا الجذعية، الخلايا الليمفاوية B، وحيدات، والخلايا القاتلة الطبيعية. الدليل السياسي الشامل الحمض النووي هو 20 مير تسلسل الحمض النووي الذي يحتوي على الدليل السياسي الشامل (CG) عزر يمونوستيمولاتوري. المراقبة (ODN السيطرة) هو نفسه 20 مير تسلسل الحمض النووي، إلا أن تسلسل CG يمونوستيمولاتوري هو مقلوب (GC). مشاركة TLR9 في الغدد الليمفاوية الفئران نحن ندرس يستحث موت الخلايا المبرمج 10، ينشط الجهاز المناعي 12، وبالتالي يخفف كثيرا من عبء الورم 7،11. نحن هنا وصف طريقة معيارية لقياس عبء الورم والاستجابة للعلاج من خلال الصور إضاءة الحيوية. ويعتمد هذا الأسلوب على جوانب مختلفة من إجراء التصوير، من الاستحواذ على التحليل، لتحسين الموثوقية، استنساخ، والاعتماد غير مستخدم، ودلالة إحصائية. ويعزى مؤشر تلألؤ بيولوجي الكمي إلى كل فأر. ، ويمكن مقارنة هذه القيمة، الذي نسميه luminoscore ليس فقط بين الحيوانات ولكن اللهحتى بين التجارب. في هذا العمل، ونحن نركز على إجراء التصوير تلألؤ بيولوجي فضلا عن تقدير صورة من طريقة luminoscore. نقدم لك مجموعة من فعالية هذه الطريقة للتحقق من الحقن، ورصد عبء الورم، وتقييم فعالية علاج السرطان الموقع في. ويتضح من كل هذه النقاط في نتائج ممثلة من التجارب باستخدام نماذج الماوس المختلفة لتسليط الضوء على التكيف من طريقة luminoscore.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>CpG 1826</td>
			<td>Invivogen</td>
			<td>Sequence: 5_-TCCATGACGTTCCTGACGTT 
			Catalog number: tlrl-1826</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ODN 1826 control</td>
			<td>Invivogen</td>
			<td>Sequence: 5_-TCCATGAGCTTCCTGAGCTT 
			Catalog number: tlrl-1826c</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-luciferin potassium salt</td>
			<td>Interchim</td>
			<td>Catalog number: FP-M1224D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamin</td>
			<td>Virbac, France</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazin</td>
			<td>Bayer Healthcare</td>
			<td>Rompun 2%</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A20.IIA-luc2 cell line</td>
			<td></td>
			<td>A20.IIA transfected with pGL4.50[luc2/CMV/hygro]7 
			(Promega E1310)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mice</td>
			<td>Balb/cByj</td>
			<td>Six-weeks old females from Charles River</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IVIS lumina Biolumienscence imager</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Living Image software</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>Used for measuring photon flux on images and drawing ROIs</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>R software (opensource)</td>
			<td>R-project</td>
			<td>Used for statistic tests</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton Precision Serynge 10&#181;L&#160;</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>Product number 7642-01100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye ointment</td>
			<td>Lacrinorm</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting microscope</td>
			<td>ZEISS</td>
			<td>Stemi 305</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

bioluminescence-based tumor quantification method for monitoring tumor progression and treatment effects in mouse lymphoma models

Although bioluminescence imaging (BLI) shows promise for monitoring tumor burden in animal models of cancer, these analyses remain mostly qualitative. Here we describe a method for bioluminescence imaging to obtain a semi-quantitative analysis of tumor burden and treatment response. This method is based on the calculation of a luminoscore, a value that allows comparisons of two animals from the same or different experiments. Current BLI instruments enable the calculation of this luminoscore, which relies mainly on the acquisition conditions (back and front acquisitions) and the drawing of the region of interest (manual markup around the mouse). Using two previously described mouse lymphoma models based on cell engraftment, we show that the luminoscore method can serve as a noninvasive way to verify successful tumor cell inoculation, monitor tumor burden, and evaluate the effects of in situ cancer treatment (CpG-DNA). Finally, we show that this method suits different experimental designs. We suggest that this method be used for early estimates of treatment response in preclinical small-animal studies.

طريقة Luminoscore يمكن أن تستخدم للتحقق من حقن خلايا الأورام في النماذج التي تنطوي على حقن من عدد قليل من الخلايا السرطانية أو عندما لا يسمح موقع الحقن التحقق البصري للحقن، ويمكن أن يكون من الصعب جدا لضمان جودة من الحقن. يقدم طريقة luminoscore كأداة سريعة ومريحة للتحقق من جودة الإجراءات والتأكد بسهولة وعلى الفور أن كل شيء يسير على حق. في كلا النموذجين، الورم قابلا للاكتشاف في وقت مبكر من 10 دقيقة بعد الحقن (الشكل 1A). الصور تكفي وحدها للتحقق من أن الخلايا السرطانية موجودة في الموقع الصحيح. ومع ذلك، قياس الصور يعطي فكرة عدم تجانس الحقن. النقطة مؤامرة (الشكل 1B) يظهر بوضوح الفرق بين الحيوانات التي تلقت (النقاط السوداء) ولم إعادةceive (خط أحمر) الحقن. ومن المثير للاهتمام، إشارة تم الحصول عليها في نموذج SCL أعلى 100 مرة مما كانت عليه في نموذج PIOL. وتتوافق هذه النتيجة مع عدد من حقن الخلايا (5 × 10 6 و 1 × 10 4 خلايا، على التوالي). <img alt="شكل 1" src="/files/ftp_upload/53609/53609fig1.jpg" /> الشكل 1. التأكيد من الحقن في مختلف نماذج الماوس الغدد اللمفاوية، وluminoscores قياس 10 دقيقة بعد التلقيح الخلايا السرطانية في سرطان الغدد الليمفاوية نماذج مختلفة. (A) صور الممثل كلا النموذجين. (ب) Luminoscore من كل حيوان في نماذج مختلفة. الخط الأحمر يتوافق مع ضجيج في الخلفية يعني يقاس على 10 الحيوانات قبل التلقيح الخلايا السرطانية. الخطوط المنقطة هي متوسط ​​+/- الانحراف المعياري. لكل نموذج، كل الحيوانات يمكن تمييزها من الضوضاء في الخلفية. في نموذج PIOL، كانت 1 × 10 4 خلايا شركة النفط الوطنية العراقيةulated في الجسم الزجاجي للعين اليمنى، وفي نموذج SCL، 5 × 10 6 خلايا تحت الجلد في كل جناح من الفأرة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53609/53609fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> مراقبة عبء الورم والاستجابة للعلاج وluminoscore هو أيضا أداة قوية لدراسة نمو الورم وفعالية العلاج. ويبين الشكل 2A صور تمثيلية لرصد نمو الورم في التحكم والدليل السياسي الشامل المجموعات المعالجة PIOL. تم تلقيح الفئران مع 1 × 10 4 الخلايا السرطانية لكل منهما، وكانت تدار العلاج في الموقع في يوم 7. وتظهر الصور التي بعد مرور فترة زمنية كافية (28 يوما)، وبدأت الانبثاث في الظهور في المجموعة الضابطة. على الرغم من أن الورم الرئيسي لم تظهر حساسية للعلاج، أقلوقد لوحظت الانبثاث في المجموعة التي تلقت العلاج الدليل السياسي الشامل (الجدول 1). التحليل الكمي للعبء الورم في كل مجموعة (الشكل 2B) أن الدليل السياسي الشامل تباطأ نمو الورم، مما ينتج عنه فروق ذات دلالة إحصائية بين المعالجة والسيطرة على المجموعة بعد 28 يوما (غير حدودي الذيل يومين اختبار مان ويتني ع = 0.0079 ). ومع ذلك، فإن الورم لا يزال نمت في الفئران التي عولجت، واحدا منهم على قيد الحياة (لا تظهر البيانات). وتتوافق هذه النتيجة مع التقارير السابقة: الدليل السياسي الشامل ليس له آثار كبيرة على أورام العين الابتدائية 10. تأثير الكبير الذي لدينا هنا بين ODN وجماعة الدليل السياسي الشامل يأتي من تثبيط نمو ورم خبيث. <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/53609/53609fig2.jpg" /> الشكل 2. رصد عبء الورم والاستجابة للعلاج. (A) صور الممثل المجموعتين (ODN السيطرة والدليل السياسي الشامل المعاملة) سو PIOL الحاملة للفئران. عبء الورم (ب) رصد مع luminoscore. كما نشاهد في مؤامرة نقطة، وتأثير الدليل السياسي الشامل على luminoscore مهم في يوم 28. في هاتين الفئتين، فإن هذه الطريقة من الممكن لمراقبة عبء الورم ولقياس (ع = 0.0079) تأثيرات طفيفة ولكنها هامة من CpG- الحمض النووي، والتي يمكن أن تكون قد تم الكشف عن الصور وحدها. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53609/53609fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> المجموعات </td><td> فأر </td><td> وجود نقائل </td><td> موقع </td><td> الفوتون تدفق (الرقم الهيدروجيني / ث) </td></tr><tr><td rowspan="5"> الدليل السياسي الشامل </td><td> 1 </td><td> لا </td><td> X </td><td> X </td></tr><tr><td> 2 </td><td> نعم فعلا </td><td&gt; عقدة lymp استنزاف العين </td><td> 9.32E + 05 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> لا </td><td> X </td><td> X </td></tr><tr><td> 4 </td><td> لا </td><td> X </td><td> X </td></tr><tr><td> 5 </td><td> نعم فعلا </td><td> عقدة lymp استنزاف العين </td><td> 2.21E + 07 </td></tr><tr><td rowspan="5"> ODN </td><td> 1 </td><td> نعم فعلا </td><td> عقدة lymp استنزاف العين </td><td> 1.06E + 07 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> نعم فعلا </td><td> عقدة lymp استنزاف العين </td><td> 7.25E + 07 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> نعم فعلا </td><td> عقدة lymp + جانب المقابل استنزاف العين </td><td> 7.64E + 08 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> نعم فعلا </td><td> عقدة lymp + جانب المقابل استنزاف العين </td><td> 1.74E + 09 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> نعم فعلا </td><td> عقدة lymp + جانب المقابل استنزاف العين </td><td> 9.76E + 07 </td></tr></tbody></table> الجدول 1. Tانه Luminoscore الطريقة يمكن تكييفها لاتباع نهج مختلفة طريقة luminoscore لا يقتصر على نوع واحد من نموذج الفأر. ويوضح الشكل 3، أنه يمكن تكييفها لنماذج مختلفة الماوس. في نموذج SCL، والمطعمة اثنين من الأورام على كل جانب من الفأرة. يدار علاج في الموقع إلى جانب واحد في اليوم 0، ويخدم الورم المقابل كما سيطرتها (الشكل 3A). لذلك، وضعت اثنين من العائد على الاستثمار في الماوس: واحد لكل جانب (الشكل 3C). النسبة بين luminoscore على الجانبين المعالجة والسيطرة يصف بالطبع النسبي لكل الورم. تم تعيين هذه النسبة إلى 1 في اليوم 0، عندما كانت تدار العلاج. لاحظنا انخفاضا كبيرا في هذه النسبة بعد 13 يوما إدارة العلاج (الشكل 3D، الذيل يومين غير حدودي مان ويتني اختبار ع = 0.004). هذا الانخفاض يكشف أن معاملة الجانب الورموقد resorbed، كما هو موضح في الصور تلألؤ بيولوجي التمثيلية (الشكل 3B). <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/53609/53609fig3.jpg" /> الشكل 3. التكيف من أسلوب Luminoscore إلى نموذج مع اثنين من مواقع الورم الرئيسي. (أ) التصميم التجريبي لفحص SCL. تم حقن الفئران مع اثنين من الأورام الأولية في كل جناح. يتم حقن جانب واحد مع أي الدليل السياسي الشامل الحمض النووي أو ODN السيطرة، وعلى الجانب الآخر مع برنامج تلفزيوني، لتكون بمثابة سيطرتها. (ب) كانت تدار صور الممثل الفئران المعاملة الدليل السياسي الشامل والتحكم في اليوم 0 ويوم 13. العلاج في اليوم الذي أعاق 0. نمو الورم في الجانب المعالج الدليل السياسي الشامل للماوس. (C) ووضع علامة عليها يدويا حتى المناطق ذات الاهتمام لكل حيوان لمدة مواقع الورم الرئيسي. (D) والنسبة بين luminoscores من الدليل السياسي الشامل المعاملة أو الجانب ODN مراقبة وسيطرة الجانب PBS هو مؤشر أنيعكس النمو النسبي لكل ورم في نفس الحيوان. تم تعيين هذه النسبة إلى 1 في اليوم 0. في يوم 13، ونسبة من المجموعة التي تلقت العلاج الدليل السياسي الشامل، انخفضت بشكل ملحوظ (ع = 0.004)، وكشف عن تثبيط نمو الورم عن طريق إدارة الموقع في الدليل السياسي الشامل من الحمض النووي. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53609/53609fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Bioluminescence-Based Tumor Quantification Method for Monitoring Tumor Progression and Treatment Effects in Mouse Lymphoma Models at JoVE.com

Bioluminescence-Based Tumor Quantification Method for Monitoring Tumor Progression and Treatment Effects in Mouse Lymphoma Models

التصوير تلألؤ بيولوجي هو أداة معروفة لتوطين الأورام والانبثاث، ولكن القياس الكمي لهذه الصور وغالبا ما يتطلب عمليات حسابية معقدة وأدوات معينة. نحن تصف طريقة luminoscore سهلة الاستخدام، على أساس شروط اكتساب دقيقة، لا تتطلب حسابات، وتمكين عبء الورم والاستجابة للعلاج التي يتعين رصدها في نماذج الفئران.

الطريقة ورم الكمي القائم على تلألؤ بيولوجي لتطور الورم الرصد وآثار العلاج في نماذج الماوس الغدد اللمفاوية

Although bioluminescence imaging (BLI) shows promise for monitoring tumor burden in animal models of cancer, these analyses remain mostly qualitative. ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Monitoring Tumor Metastases and Osteolytic Lesions with Bioluminescence and Micro CT Imaging

رصد الانبثاث ورم والآفات الحالة للعظم مع ضوء بارد ، والتصوير المقطعي مايكرو

Following intracardiac delivery of MDA-MB-231-luc-D3H2LN cells to Nu/Nu mice, systemic metastases developed in the injected animals. Bioluminescence ...

Multi-photon Imaging of Tumor Cell Invasion in an Orthotopic Mouse Model of Oral Squamous Cell Carcinoma

متعدد الفوتون التصوير من غزو خلايا الورم في الفأر نموذج مثلي الفم سرطان الخلايا الحرشفية

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient ...

MAME Models for 4D Live-cell Imaging of Tumor: Microenvironment Interactions that Impact Malignant Progression

نماذج مامي لتصوير الخلايا الحية 4D من ورم: التفاعلات المكروية أن التقدم تأثير الخبيثة

We have developed 3D coculture models, which we term MAME (mammary architecture and microenvironment engineering), and used them for live-cell imaging in ...

An Orthotopic Bladder Tumor Model and the Evaluation of Intravesical saRNA Treatment

ورم في المثانة Orthotopic النموذجي وتقييم المعالجة سارنا داخل المثانة

We present a novel method for treating bladder cancer with intravesically delivered small activating RNA (saRNA) in an orthotopic xenograft mouse bladder ...

Screening for Melanoma Modifiers using a Zebrafish Autochthonous Tumor Model

الكشف عن سرطان الجلد باستخدام المعدلات اسماك الزرد الموديل ورم الأصليين

Genomic studies of  human cancers have yielded a wealth of information about genes that are altered  in tumors1,2,3. A challenge arising from these ...

Live Imaging of Drug Responses in the Tumor Microenvironment in Mouse Models of Breast Cancer

يعيش التصوير من الاستجابة للأدوية الأورام المكروية في في نماذج الماوس من سرطان الثدي

The tumor microenvironment plays a pivotal role in tumor initiation, progression, metastasis, and the response to anti-cancer therapies. Three-dimensional ...

Patient Derived Cell Culture and Isolation of CD133+ Putative Cancer Stem Cells from Melanoma

Patient Derived Cell Culture and Isolation of CD133+ Putative Cancer Stem Cells from Melanoma

زراعة الخلايا المشتقة المريض وعزل CD133<sup&gt; +</sup&gt; خلايا الجذعية السرطانية المزعومين من الميلانوما

Despite improved treatments options for melanoma available today, patients with advanced malignant melanoma still have a poor prognosis for ...

A Novel High-resolution In vivo Imaging Technique to Study the Dynamic Response of Intracranial Structures to Tumor Growth and Therapeutics

A Novel High-resolution In vivo Imaging Technique to Study the Dynamic Response of Intracranial Structures to Tumor Growth and Therapeutics

رواية عالية الدقة<em&gt; في الجسم الحي</em&gt; تقنية التصوير لدراسة الاستجابة الديناميكية للمنشآت داخل القحف لنمو الورم والتداوي

We have successfully integrated previously established Intracranial window (ICW) technology 1-4 with intravital 2-photon confocal microscopy to develop a ...

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

في الجسم الحي 19 F التصوير بالرنين المغناطيسي لتتبع الخليوي

In vivo 19F MRI allows quantitative cell tracking without the use of ionizing radiation. It is a noninvasive technique that can be applied to humans. ...

Tumor Treating Field Therapy in Combination with Bevacizumab for the Treatment of Recurrent Glioblastoma

علاج الورم العلاج الميداني بالاشتراك مع بيفاسيزوماب لعلاج ورم أرومي دبقي المتكررة

A novel device that employs TTF therapy has recently been developed and is currently in use for the treatment of recurrent glioblastoma (rGBM). It was FDA ...