Name: using micro-computed tomography for the assessment of tumor development and follow-up of response to treatment in a mouse model of lung cancer
Uploaded: 2016-05-20T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Using Micro-computed Tomography for the Assessment of Tumor Development and Follow-up of Response to Treatment in a Mouse Model of Lung Cancer at JoVE.com

Dit werk werd ondersteund door een Grant-in-Aid van JSPS KAKENHI voor AEH (Grant nummer 25461196) en TB (Grant Numbers 23.390.218 en 15H04833) en de National Institutes of Health subsidie ​​HL111190 (DMO). De auteurs willen graag Miyuki Yamamoto erkennen voor haar inspanningen in het helpen met dierlijke genotypering en de voorbereiding van de histologische secties. We zijn dankbaar voor de Collaborative Research Resources, School of Medicine, Keio University voor technische ondersteuning en reagentia.

Dierproeven werden goedgekeurd door de Institutional Animal Care en gebruik Comite van Keio University. Let op: In deze studie gebruikten we de Sftpc-rtTA en Tre-Fgf9-IRES-EGFP DT muizen waarbij long adenocarcinoom ontwikkelt zich snel na inductie door het voeren van chow met doxycycline 6,7. Echter, het diagnostisch procedures worden toegepast op andere longkanker muismodellen. 1. Experiment Outline: <ol><li> Identificeer de status...

<ol>
	<li>Ferlay, 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=Cancer+incidence+and+mortality+worldwide:+sources,+methods+and+major+patterns+in+GLOBOCAN+2012.">Cancer incidence and mortality worldwide: sources, methods and major patterns in GLOBOCAN 2012.</a> Int. J. Cancer. 136, 359-386 (2015).</li><li>Mak, I. W., Evaniew, N., Ghert, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lost+in+translation:+animal+models+and+clinical+trials+in+cancer+treatment.">Lost in translation: animal models and clinical trials in cancer treatment.</a> Am. J. Transl. Res. 15, 114-118 (2014).</li><li>Chen, Z., Fillmore, C. M., Hammerman, P. S., Kim, C. F., Wong, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-small-cell+lung+cancers:+a+heterogeneous+set+of+diseases.">Non-small-cell lung cancers: a heterogeneous set of diseases.</a> Nat. Rev. Cancer. 14, 535-546 (2014).</li><li>Kwon, M. C., Berns, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+models+for+lung+cancer.">Mouse models for lung cancer.</a> Mol. Oncol. 7, 165-177 (2013).</li><li>Malkinson, 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=The+genetic+basis+of+susceptibility+to+lung+tumors+in+mice.">The genetic basis of susceptibility to lung tumors in mice.</a> Toxicology. 54, 241-271 (1989).</li><li>Yin, Y., Betsuyaku, T., Garbow, J. R., Miao, J., Govindan, R., Ornitz, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+induction+of+lung+adenocarcinoma+by+fibroblast+growth+factor+9+signaling+through+FGF+receptor+3.">Rapid induction of lung adenocarcinoma by fibroblast growth factor 9 signaling through FGF receptor 3.</a> Cancer Res. 73, 5730-5741 (2013).</li><li>Arai, 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=Characterization+of+the+cell+of+origin+and+propagation+potential+of+the+fibroblast+growth+factor+9-induced+mouse+model+of+lung+adenocarcinoma.">Characterization of the cell of origin and propagation potential of the fibroblast growth factor 9-induced mouse model of lung adenocarcinoma.</a> J. Pathol. 235, 593-605 (2015).</li><li>Curtis, S. 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=Primary+tumor+genotype+is+an+important+determinant+in+identification+of+lung+cancer+propagating+cells.">Primary tumor genotype is an important determinant in identification of lung cancer propagating cells.</a> Cell Stem Cell. 7, 127-133 (2010).</li><li>Lau, A. 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=Tumor-propagating+cells+and+Yap/Taz+activity+contribute+to+lung+tumor+progression+and+metastasis.">Tumor-propagating cells and Yap/Taz activity contribute to lung tumor progression and metastasis.</a> EMBO J. 33, 468-481 (2014).</li><li>Santos, A. M., Jung, J., Aziz, N., Kissil, J. L., Pur&#233;, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeting+fibroblast+activation+protein+inhibits+tumor+stromagenesis+and+growth+in+mice.">Targeting fibroblast activation protein inhibits tumor stromagenesis and growth in mice.</a> J Clin Invest. 119, 3613-3625 (2009).</li><li>Zinn, K. 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=Noninvasive+Bioluminescence+Imaging+in+Small+Animals.">Noninvasive Bioluminescence Imaging in Small Animals.</a> ILAR J. 49, 103-115 (2008).</li><li>Yao, R., Lecomte, R., Crawford, E. S. <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+PET:+What+Is+It,+and+Why+Do+We+Need+It.">Small-Animal PET: What Is It, and Why Do We Need It.</a> J Nucl Med Technol. 40, 157-165 (2012).</li><li>Haruyama, N., Cho, A., Kulkarni, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overview:+Engineering+transgenic+constructs+and+mice.">Overview: Engineering transgenic constructs and mice.</a> Curr Protoc Cell Biol. , (2009).</li></ol>

De micro-CT-gebaseerde werkwijze beschreven voor het real-time identificatie van long afwijkingen en toezicht op de ontwikkeling van tumoren en de respons op de behandeling bij longkanker proefdiermodellen wetenschappers die voert longkanker gerelateerde experimenten meer plannen inschakelen nauwkeurig en efficiënt experimenten tijdens het opslaan van tijd en middelen. We hebben voorheen MRI voor hetzelfde doel 6. De helderheid van de scan en de drempel voor de detectie van longknobbeltjes MRI waren inferieu...

Longkanker is de belangrijkste oorzaak van kankersterfte wereldwijd 1. Onderzoek naar de preventie, vroegtijdige opsporing en behandeling van longkanker is aan de gang in vele onderzoekscentra over de hele wereld 2,3. Verschillende diermodellen voor longkanker zijn ontwikkeld en zij bruikbaar zijn bij het ​​bestuderen van de mechanismen van longcarcinomen en cel van oorsprong, het bepalen van de aanwezigheid van kanker stamcellen bewezen, en voor het onderzoek verschillende nieuwe therapeutische strategieën 4. Eerdere modellen vertrouwden op carcinogeen-geïnduceerde tumor initiatie in gevoelige stammen van muizen 5. De ontwikkeling van knockout en transgene muismodellen waarin longkanker ontstaat als gevolg van specifiek gemanipuleerde genetische lesies aanzienlijk verbeterd ons vermogen om tumorinductie en diverse aspecten nabootsen van humane longkanker 4 regelen. Echter een grote uitdaging in het gebruik van longkanker diermodellen is het ontbreken van een real-time methodenauwkeurig identificeren en controleren het ontstaan ​​en de ontwikkeling van tumoren in de muis longen en latere veranderingen in hun grootte, documenteren zoals hun verdere groei of vermindering van respons op behandeling. Dit heeft gedwongen onderzoekers hun toevlucht nemen tot een aantal tijd, moeite en hulpbronnen verbruiken technieken om de tumoren te identificeren en hun experimentele resultaten te evalueren. De aanwezigheid van inherente variatie tussen muis als reactie op tumorinductie vereist het gebruik van grote aantallen dieren in elke experimentele groep data variabiliteit te verminderen. Het onvermogen om de tumorgroei of de respons op de behandeling in real time bepalen dwong onderzoekers blind inslapen muizen op verschillende tijdstippen in langdurige testprotocollen te garanderen dat de juiste gegevens verzamelt, waardoor de verspilling van de monsters verzameld op tijdstippen die ofwel te vroeg of te laat zijn. In deze studie, een methode om een ​​dierenverblijf micro-c benuttenomputed tomografie (micro-CT) scanner detecteren en follow-up longtumoren in levende muizen ingebracht. We gebruikten de recent beschreven Sftpc-rtTA en Tre-Fgf9-IRES-EGFP dubbel-transgene (DT) muizen die snel long adenocarcinoom na inductie met doxycycline 6,7 ontwikkelen. Het gebruik van micro-CT kunnen wij (oa) sluit muizen met afwijkende longafwijkingen vóór inleiding, bevestigen ontwikkeling van tumoren in de long na inductie en veranderingen in tumoren nemen in reactie op experimentele behandelingen. Eindpunt euthanasie muizen en histologische evaluatie bevestigde de juistheid van de onmiddellijke evaluatie uitgevoerd met micro-CT. Wij zijn van mening dat deze techniek de weg zal vrijmaken voor het uitvoeren van een betere geplande experimenten met longkanker diermodellen tijdens het opslaan van waardevolle hulpbronnen, het verkorten van observatie tijd en het verhogen van de nauwkeurigheid en het inzicht in de resultaten.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="889">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">micro-X-ray&#8211;computed tomography</td>
			<td style="width:264px;">Rigaku</td>
			<td style="width:140px;">R_mCT2</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">NanoZoomer RS Digital Pathology System</td>
			<td style="width:264px;">Hamamatsu&#160;</td>
			<td>RS C10730</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">NDP.view2&#160;Viewing software</td>
			<td style="width:264px;">Hamamatsu&#160;</td>
			<td>U12388-01</td>
			<td>http://www.hamamatsu.com/jp/en/U12388-01.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Isoflurane Vaporizer - Funnel-Fill</td>
			<td style="width:264px;">VETEQUIP</td>
			<td>911103</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Induction chamber, 2 Liter&#160; W9.5&#215;D23&#215;H9.5</td>
			<td style="width:264px;">VETEQUIP</td>
			<td style="width:140px;">941444</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:264px;">Mylan</td>
			<td>ES2303-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">AZD 4547</td>
			<td>LC Labratories</td>
			<td>A-1088</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pentobarbital</td>
			<td style="width:264px;">Kyoritsu</td>
			<td style="width:140px;">SOM02-YA1312</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">G24 cannula&#160;</td>
			<td style="width:264px;">Terumo</td>
			<td style="width:140px;">SP-FS2419</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Paraformaldehyde</td>
			<td style="width:264px;">Wako</td>
			<td style="width:140px;">163-20145</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Microtome</td>
			<td style="width:264px;">Leica</td>
			<td style="width:140px;">RM2265</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Doxycycline</td>
			<td style="width:264px;">SLC Japan/PMI Nutrition International</td>
			<td style="width:140px;">5TP7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ImageJ software&#160;</td>
			<td style="width:264px;">National Institute of health</td>
			<td style="width:140px;"></td>
			<td>http://imagej.nih.gov/ij/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Puralube vet ointment (Occular lubricant)</td>
			<td style="width:264px;">Dechra</td>
			<td style="width:140px;">NDC 17033-211-38</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

using micro-computed tomography for the assessment of tumor development and follow-up of response to treatment in a mouse model of lung cancer

Lung cancer is the most lethal cancer in the world. Intensive research is ongoing worldwide to identify new therapies for lung cancer. Several mouse models of lung cancer are being used to study the mechanism of cancer development and to experiment with various therapeutic strategies. However, the absence of a real-time technique to identify the development of tumor nodules in mice lungs and to monitor the changes in their size in response to various experimental and therapeutic interventions hampers the ability to obtain an accurate description of the course of the disease and its timely response to treatments. In this study, a method using a micro-computed tomography (CT) scanner for the detection of the development of lung tumors in a mouse model of lung adenocarcinoma is described. Next, we show that monthly follow-up with micro-CT can identify dynamic changes in the lung tumor, such as the appearance of additional nodules, increase in the size of previously detected nodules, and decrease in the size or complete resolution of nodules in response to treatment. Finally, the accuracy of this real-time assessment method was confirmed with end-point histological quantification. This technique paves the way for planning and conducting more complex experiments on lung cancer animal models, and it enables us to better understand the mechanisms of carcinogenesis and the effects of different treatment modalities while saving time and resources.

Identificatie van muizen met long afwijkingen werd uitgevoerd bij baseline. Voordat tumorinductie, wanneer de DT muizen waren 8-12 weken oud, werden de longen van muizen gescand met micro-CT. Verrassend, ongeveer 50% van de muizen afwijkingen die gedwongen ons ze ongeschikt voor opneming in de volgende studie achten. Deze afwijkingen waren knobbeltje-als schaduwen, grote enkele of meerdere kleine emfysemateuze bullae en / of lobar atelectase (figuur 1 A, C, DE, GH). Verv...

Watch this Scientific Journal Video about Using Micro-computed Tomography for the Assessment of Tumor Development and Follow-up of Response to Treatment in a Mouse Model of Lung Cancer at JoVE.com

Using Micro-computed Tomography for the Assessment of Tumor Development and Follow-up of Response to Treatment in a Mouse Model of Lung Cancer

Met behulp van micro-computertomografie voor de evaluatie van de ontwikkeling van tumoren en follow-up van de respons op de behandeling in een muismodel van longkanker

We describe a method for the detection of tumor nodule development in the lungs of an adenocarcinoma mouse model using micro-computed tomography and its use for monitoring changes in nodule size over time and in response to treatment. The accuracy of the assessment was confirmed with end-point histological quantification.

Lung cancer is the most lethal cancer in the world. Intensive research is ongoing worldwide to identify new therapies for lung cancer. Several mouse ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Method for Novel Anti-Cancer Drug Development using Tumor Explants of Surgical Specimens

Methode voor het nieuwe anti-kanker medicijn ontwikkeling met behulp van Tumor Explantaten van Chirurgische Specimens


The current therapies for malignant glioma have only palliative effect. For therapeutic development, one hurdle is the discrepancy of efficacy determined ...

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

Multi-foton Imaging van de tumorcel invasie in een orthotope Muis Model van Oral plaveiselcelcarcinoom

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

Retrograde Perfusion and Filling of Mouse Coronary Vasculature as Preparation for Micro Computed Tomography Imaging

Retrograde Perfusie en vullen van Muis coronaire bloedvaten als voorbereiding op Micro Computed Tomography Imaging

Visualization of the vasculature is becoming increasingly important for understanding many different disease states. While several techniques exist for ...

The Measurement and Treatment of Suppression in Amblyopia

De meting en behandeling van Onderdrukking in Amblyopie

Amblyopia, a developmental disorder of the visual cortex, is one of the leading causes of visual dysfunction in the working age population. Current ...

Screening for Melanoma Modifiers using a Zebrafish Autochthonous Tumor Model

Screening op Melanoom Modifiers het gebruik van een zebravis Autochtone tumormodel

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 ...

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

A Novel Hoge-resolutie<em&gt; In vivo</em&gt; Imaging techniek om de Dynamic Response van intracraniële structuren om tumorgroei en Therapeutics Studie

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

Osmotic Drug Delivery to Ischemic Hindlimbs and Perfusion of Vasculature with Microfil for Micro-Computed Tomography Imaging

Osmotische Drug Delivery voor ischemische achterpoten en perfusie van vaatstelsel met Microfil voor Micro-Computed Tomography Imaging

Preclinical research in animal models of peripheral arterial disease plays a vital role in testing the efficacy of therapeutic agents designed to ...

Ex Vivo Treatment Response of Primary Tumors and/or Associated Metastases for Preclinical and Clinical Development of Therapeutics

Ex Vivo Treatment Response of Primary Tumors and/or Associated Metastases for Preclinical and Clinical Development of Therapeutics

Ex vivo behandeling Reactie van primaire tumoren en / of geassocieerde Metastasen voor preklinische en klinische ontwikkeling van Therapeutics

The molecular analysis of established cancer cell lines has been the mainstay of cancer research for the past several decades. Cell culture provides both ...

Assessment of Viability of Human Fat Injection into Nude Mice with Micro-Computed Tomography

Beoordeling van de levensvatbaarheid van menselijk vet Injectie in Naakt Muizen met Micro-Computed Tomography

Lipotransfer is a vital tool in the surgeon&#8217;s armamentarium for the treatment of soft tissue deficits of throughout the body. Fat is the ideal soft ...

Isolation and Propagation of Circulating Tumor Cells from a Mouse Cancer Model

Isolatie en Voortplanting van circulerende tumorcellen uit een muis Cancer

Cancer metastasis is the foremost cause of cancer-associated deaths. Recent studies have shown that circulating tumor cells (CTCs) are important in cancer ...