Name: modeling brain metastases through intracranial injection and magnetic resonance imaging
Uploaded: 2020-06-07T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Modeling Brain Metastases Through Intracranial Injection and Magnetic Resonance Imaging at JoVE.com

Repræsentative data blev finansieret gennem National Cancer Institute (K22CA218472 til G.M.S.). Intrakraniel injektioner udføres i The Ohio State University Comprehensive Cancer Center Target Validering Shared Resource (Direktør - Dr. Reena Shakya) og MR er afsluttet i The Ohio State University Comprehensive Cancer Center Small Animal Imaging Shared Resource (Direktør - Dr. Kimerly Powell). Begge delte ressourcer er finansieret gennem OSUCCC, OSUCCC Cancer Center Support Grant fra National Cancer Institute (P30 CA016058), partnerskaber med The Ohio State University gymnasier og afdelinger, og etablerede tilbageførselssystemer.

Alle metoder, der er beskrevet heri, er blevet godkendt af Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) på The Ohio State University (P.I. Gina Sizemore; protokol #2007A0120). Alle gnaver overlevelse kirurgi IACUC politikker følges, herunder brug af sterile teknikker, forsyninger, instrumenter, samt pels fjernelse og steril forberedelse af indsnit site.
1. Intrakraniel injektion af brystkræftceller
BEMÆRK: Den metode, der er beskrevet heri udnyttet DB7 muri...

<ol>
	<li>Lin, X., DeAngelis, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treatment+of+Brain+Metastases.">Treatment of Brain Metastases.</a> Journal of Clinical Oncology. 33 (30), 3475-3484 (2015).</li><li>Ostrom, Q. T., Wright, C. H., Barnholtz-Sloan, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+metastases:+epidemiology.">Brain metastases: epidemiology.</a> Handbook of Clinical Neurology. 149, 27-42 (2018).</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> Nature Reviews Clinical Oncology. 8 (6), 344-356 (2011).</li><li>Steeg, P. S., Camphausen, K. A., Smith, Q. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+metastases+as+preventive+and+therapeutic+targets.">Brain metastases as preventive and therapeutic targets.</a> Nature Reviews Cancer. 11 (5), 352-363 (2011).</li><li>Valiente, 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=The+Evolving+Landscape+of+Brain+Metastasis.">The Evolving Landscape of Brain Metastasis.</a> Trends in Cancer. 4 (3), 176-196 (2018).</li><li>Wang, 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=The+prognosis+analysis+of+different+metastasis+pattern+in+patients+with+different+breast+cancer+subtypes:+a+SEER+based+study.">The prognosis analysis of different metastasis pattern in patients with different breast cancer subtypes: a SEER based study.</a> Oncotarget. 8 (16), 26368-26379 (2017).</li><li>Wang, 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=The+Clinicopathological+features+and+survival+outcomes+of+patients+with+different+metastatic+sites+in+stage+IV+breast+cancer.">The Clinicopathological features and survival outcomes of patients with different metastatic sites in stage IV breast cancer.</a> BMC Cancer. 19 (1), 1091 (2019).</li><li>Gong, Y., Liu, Y. R., Ji, P., Hu, X., Shao, Z. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+molecular+subtypes+on+metastatic+breast+cancer+patients:+a+SEER+population-based+study.">Impact of molecular subtypes on metastatic breast cancer patients: a SEER population-based study.</a> Scientific Reports. 7, 45411 (2017).</li><li>Kim, Y. J., Kim, J. S., Kim, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+subtype+predicts+incidence+and+prognosis+of+brain+metastasis+from+breast+cancer+in+SEER+database.">Molecular subtype predicts incidence and prognosis of brain metastasis from breast cancer in SEER database.</a> Journal of Cancer Researchearch and Clinical Oncology. 144 (9), 1803-1816 (2018).</li><li>Gomez-Cuadrado, L., Tracey, N., Ma, R., Qian, B., Brunton, V. G. <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+of+metastasis:+progress+and+prospects.">Mouse models of metastasis: progress and prospects.</a> Disease Models &amp; Mechanisms. 10 (9), 1061-1074 (2017).</li><li>Kodack, D. P., Askoxylakis, V., Ferraro, G. B., Fukumura, D., Jain, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emerging+strategies+for+treating+brain+metastases+from+breast+cancer.">Emerging strategies for treating brain metastases from breast cancer.</a> Cancer Cell. 27 (2), 163-175 (2015).</li><li>Meisen, W. 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=Changes+in+BAI1+and+nestin+expression+are+prognostic+indicators+for+survival+and+metastases+in+breast+cancer+and+provide+opportunities+for+dual+targeted+therapies.">Changes in BAI1 and nestin expression are prognostic indicators for survival and metastases in breast cancer and provide opportunities for dual targeted therapies.</a> Molecular Cancer Therapeutics. 14 (1), 307-314 (2015).</li><li>Russell, L., 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=PTEN+expression+by+an+oncolytic+herpesvirus+directs+T-cell+mediated+tumor+clearance.">PTEN expression by an oncolytic herpesvirus directs T-cell mediated tumor clearance.</a> Nature Communications. 9 (1), 5006 (2018).</li><li>Thies, K. 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=Stromal+platelet-derived+growth+factor+receptor-beta+signaling+promotes+breast+cancer+metastasis+in+the+brain.">Stromal platelet-derived growth factor receptor-beta signaling promotes breast cancer metastasis in the brain.</a> Cancer Research. , (2020).</li><li>Kramp, T. R., Camphausen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combination+radiotherapy+in+an+orthotopic+mouse+brain+tumor+model.">Combination radiotherapy in an orthotopic mouse brain tumor model.</a> Journal of Visualized Experiments. (61), e3397 (2012).</li><li>Pierce, A. M., Keating, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Creating+anatomically+accurate+and+reproducible+intracranial+xenografts+of+human+brain+tumors.">Creating anatomically accurate and reproducible intracranial xenografts of human brain tumors.</a> Journal of Visualized Experiments. (91), e52017 (2014).</li><li>Abdelwahab, M. G., Sankar, T., Preul, M. C., Scheck, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracranial+implantation+with+subsequent+3D+in+vivo+bioluminescent+imaging+of+murine+gliomas.">Intracranial implantation with subsequent 3D in vivo bioluminescent imaging of murine gliomas.</a> Journal of Visualized Experiments. (57), e3403 (2011).</li><li>Donoghue, J. F., Bogler, O., Johns, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+guide+screw+method+for+intracranial+xenograft+studies+in+mice.">A simple guide screw method for intracranial xenograft studies in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (55), (2011).</li><li>Ozawa, T., James, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Establishing+intracranial+brain+tumor+xenografts+with+subsequent+analysis+of+tumor+growth+and+response+to+therapy+using+bioluminescence+imaging.">Establishing intracranial brain tumor xenografts with subsequent analysis of tumor growth and response to therapy using bioluminescence imaging.</a> Journal of Visualized Experiments. (41), (2010).</li><li>Fink, J. R., Muzi, M., Peck, M., Krohn, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multimodality+Brain+Tumor+Imaging:+MR+Imaging,+PET,+and+PET/MR+Imaging.">Multimodality Brain Tumor Imaging: MR Imaging, PET, and PET/MR Imaging.</a> Journal of Nuclear Medicine. 56 (10), 1554-1561 (2015).</li><li>Borges, A. R., Lopez-Larrubia, P., Marques, J. B., Cerdan, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MR+imaging+features+of+high-grade+gliomas+in+murine+models:+how+they+compare+with+human+disease,+reflect+tumor+biology,+and+play+a+role+in+preclinical+trials.">MR imaging features of high-grade gliomas in murine models: how they compare with human disease, reflect tumor biology, and play a role in preclinical trials.</a> American Journal of Neuroradiology. 33 (1), 24-36 (2012).</li><li>Prabhu, S. S., Broaddus, W. C., Oveissi, C., Berr, S. S., Gillies, G. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+intracranial+tumor+volumes+in+a+rodent+brain+using+magnetic+resonance+imaging,+Evans+blue,+and+histology:+a+comparative+study.">Determination of intracranial tumor volumes in a rodent brain using magnetic resonance imaging, Evans blue, and histology: a comparative study.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 47 (2), 259-265 (2000).</li><li>Borowsky, A. 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=Syngeneic+mouse+mammary+carcinoma+cell+lines:+two+closely+related+cell+lines+with+divergent+metastatic+behavior.">Syngeneic mouse mammary carcinoma cell lines: two closely related cell lines with divergent metastatic behavior.</a> Clinical &amp; Experimental Metastasis. 22 (1), 47-59 (2005).</li><li>Journal of Visualized Experiments. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=JoVE+Science+Education+Database.+Lab+Animal+Research.+Compound+Administration+I.">JoVE Science Education Database. Lab Animal Research. Compound Administration I.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2020).</li><li>Abramoff, M. D., Magelhaes, P. J., Ram, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+Processing+with+ImageJ.">Image Processing with ImageJ.</a> Biophotonics International. 11, 36-42 (2004).</li><li>Lee, D., Marcinek, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+in+vivo+small+animal+MRI+and+MRS:+basic+experimental+procedures.">Noninvasive in vivo small animal MRI and MRS: basic experimental procedures.</a> Journal of Visualized Experiments. (32), (2009).</li><li>Shah, 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=Investigational+chemotherapy+and+novel+pharmacokinetic+mechanisms+for+the+treatment+of+breast+cancer+brain+metastases.">Investigational chemotherapy and novel pharmacokinetic mechanisms for the treatment of breast cancer brain metastases.</a> Pharmacological Research. 132, 47-68 (2018).</li></ol>

Udnyttelsen af intrakraniel injektion efterfulgt af seriel overvågning med MR giver den unikke evne til at visualisere tumorvækst med tumorvolumen nøjagtighed over tid. Anvendelsen af digital billeddannelse analyse giver mulighed for fortolkning af hjernelæsioner for tumor volumen, blødning, nekrose, og reaktion på behandling.
Som med enhver procedure, er der vigtige skridt, der skal følges for succes. For det første er omhyggelig opsætning af stereotaktiske enheder afgørende for den...

Hjernen metastaser er 10 gange mere almindelige end voksne primære centralnervesystemet tumorer1,og er blevet rapporteret i næsten alle solide tumortype med lungekræft, brystkræft, og melanom udviser den højeste forekomst2. Uanset den primære tumor site, udviklingen af hjernen metastase fører til en dårlig prognose ofte forbundet med kognitiv tilbagegang, vedvarende hovedpine, anfald, adfærdsmæssige og / eller personlighedsændringer1,,3,,4,5. Med hensyn til brystkræft, der har været mange fremskridt i forebyggelse og behandling af sygdommen. Men, 30% af kvinder diagnosticeret med brystkræft vil gå på at udvikle metastaser, og af dem med fase IV sygdom, ca 7% (SEER 2010-2013) har hjernen metastase6,7. Nuværende behandlingsmuligheder for hjernemetastaser indebærer kirurgisk resektion, stereotaktisk radiokirurgi og/eller hel hjernestrålebehandling. Men selv med denne aggressive behandling, median overlevelse for disse patienter er en kort 8-11 måneder7,,8,,9. Disse dystre statistikker støtter kraftigt behovet for at identificere og gennemføre nye, effektive terapeutiske strategier. Således, som med alle kræftformer, der metastaserer til hjernen, er det vigtigt at korrekt model brystkræft associeret hjerne metastase (BCBM) i laboratoriet for at sikre betydelige fremskridt på området.
Til dato har forskere udnyttet en række metoder til at studere mekanismer af metastase til hjernen, hver med forskellige fordele og begrænsninger10,11. Eksperimentelle metastase metoder såsom hale vene og intracardiac injektion sprede tumorceller i hele kroppen og kan resultere i enorme tumor byrde på andre metastatiske steder afhængigt af de injicerede celler. Disse resultater er derefter confounding hvis specifikt studere metastase til hjernen. Den intracarotis arterie injektion metode er fordelagtig, da det specifikt er rettet mod hjerne-såning af tumorceller, men er begrænset, da det kan være teknisk vanskeligt at udføre. Ortopisk primær tumor resektion er ofte betragtes som den mest klinisk relevante model af metastase, da det opsummerer hele metastatisk kaskade. Men denne tilgang indebærer længere ventetider for spontan metastase at forekomme med dramatisk lavere satser for hjernens metastase i forhold til de andre metastatiske steder såsom lymfeknuden, lungen og leveren. Ofte skal dyr fjernes fra undersøgelser på grund af tumor byrde på disse andre metastatiske steder forud for udviklingen af hjerne metastase. Andre metoder, der involverer hjernen tropiske cellelinjer er effektive til metastasering til hjernen; men disse modeller er begrænset i, at de tager tid at udvikle og ofte mister deres tropisme med formering. I betragtning af disse begrænsninger, forskere har rutinemæssigt brugt den intrakranielle injektion metode til model kræft metastase til hjernen11,12,,13,14 med varierende metoder15,16,17,18,19. Det erkendes, at denne fremgangsmåde ligeledes har begrænsninger, vigtigst af alt i, at det ikke giver mulighed for undersøgelse af tidlige metastatiske skridt, herunder intravasation ud af den primære tumor, penetrans gennem blod-hjerne barrieren, og etablering i hjernen. Men, Det giver mulighed for forskere at teste (1) hvad tumor afledte faktorer mægle vækst i hjernen (f.eks genetisk manipulation af en onkogen faktor i tumorceller), (2) hvordan ændringer i metastatisk mikromiljø ændre kræft vækst på dette sted (f.eks sammenligning mellem transgene mus med ændrede stromale komponenter) og (3) effektiviteten af nye terapeutiske strategier på vækst af etablerede læsioner.
I betragtning af den potentielle nytte af den intrakranielle injektion model, Er det absolut nødvendigt at reducere tekniske fejl under injektion og til præcist at overvåge tumorvækst over tid. Den metode, der er beskrevet heri indebærer kontinuerlig dosering af inhaleret gas anæstesi, og direkte implantation af tumorceller i hjernen parenkym ved hjælp af en stereotaktisk bore- og injektionsstand. Administration af gasbedøvelse giver mulighed for finjustering af dybden og længden af anæstesi samt sikre en hurtig og glat genopretning. Et digitalt styret, automatiseret bore- og nåleindsprøjtningssystem forbedrer injektionsstedets præcision og reducerer tekniske fejl, der ofte opstår ved boring og håndindsprøjtningsmetoder. Brugen af magnetisk resonans imaging (MR) yderligere øger præcisionen i overvågningen tumorvækst, tumor volumen, væv svar, tumor nekrose, og reaktion på behandling. MR er den billeddannende modalitet valg for blødt væv20,21. Denne billeddannelsesteknik bruger ikke iioniserende stråling og foretrækkes frem for computertomografi (CT), især for flere billedbehandlinger i løbet af en undersøgelse. MR har langt større udvalg af tilgængelige blødt væv kontrast derefter CT eller ultralyd imaging (USG) og præsenterer anatomi i flere detaljer. Det er mere følsom og specifik for abnormiteter i selve hjernen. MR kan udføres i enhver billedbehandling fly uden at skulle fysisk flytte emnet, som det er tilfældet i 2D USG eller 2D optisk billeddannelse. Det er vigtigt at nævne, at kraniet ikke dæmpe MR-signalet som i andre billeddannelse modaliteter. MR tillader evaluering af strukturer, der kan skjules af artefakter fra knogle i CT eller USG. En yderligere fordel er, at der er mange kontrastmidler til rådighed for MR, som øger læsion detektion grænse, med relativt lav toksicitet eller bivirkninger. Vigtigere, MR tillader overvågning i realtid i modsætning til histologisk evaluering på tidspunktet for obduktion, som er begrænset i dechifrere tumor volumen. Andre billeddannelse modaliteter, såsom bioluminescerende billeddannelse, er faktisk effektive til tidlig tumor detektion og overvågning over tid; Denne metode kræver dog genetisk manipulation (f.eks. luciferase/GFP-mærkning) af cellelinjer og giver ikke mulighed for volumetriske målinger. MR er yderligere fordelagtig, da det afspejler patient overvågning og downstream volumetrisk analyse af MR-billeder er kendt for at være stærkt korreleret til histologisk tumor størrelse ved obduktion22. Serieovervågning med MR-screening øger også den kliniske overvågning af neurologiske funktionsnedsættelser, hvis de opstår.
Samlet, den præsenterede metode til stereotokratisk intrakraniel tumor injektion efterfulgt af seriel MR giver os mulighed for at producere pålidelige, forudsigelige, og målbare resultater til at studere mekanismer af hjernen metastase i kræft.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Surgical Materials</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine</td>
			<td>Purdue Products</td>
			<td>19-027132</td>
			<td>Povidone-iodine, 7.5%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bone Wax</td>
			<td>Surgical Specialities</td>
			<td>903</td>
			<td>Sterile and malleable beeswax and isopropyl palmitate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buponorphine SR-Lab</td>
			<td>ZooPharm</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Long acting injectable analgesic 5 mL (0.5 mg/mL) polymetric formulation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton tip applicators</td>
			<td>Puritan</td>
			<td>25-806 10WC</td>
			<td>Sterile long stemmed cotton tip applicators</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye Ointment</td>
			<td>Puralube</td>
			<td>17033-211-38</td>
			<td>Lubricating petrolatum and mineral oil based ophthalmic ointment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Handwarmers</td>
			<td>Hothands</td>
			<td>HH2</td>
			<td>Air-activated heat packs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ibuprofen</td>
			<td>Up &#38; Up</td>
			<td>094-01-0245</td>
			<td>100mg per 5mL in liquid suspension</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Henry Schein INC</td>
			<td>1182097</td>
			<td>Liquid anesthetic for use in anesthetic vaporizer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpels</td>
			<td>Integra Miltex</td>
			<td>4-410</td>
			<td>#10 disposable scalpel blade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Skin Glue</td>
			<td>Vetbond</td>
			<td>1469SB</td>
			<td>Skin safe wounds adhesive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile Dressing</td>
			<td>TIDI Products</td>
			<td>25-517</td>
			<td>Individually packed sterile drapes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>SP5686G</td>
			<td>45cm swedged 5-0 monofilament polypropylene suture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotaxic Unit</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Speed Drill (Foredom)</td>
			<td>Kopf</td>
			<td>Model 1474</td>
			<td>Max of 38,000 RPM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse Gas Anesthesia Head Holder</td>
			<td>Kopf</td>
			<td>Model 923-B</td>
			<td>Mouth bar with teeth hole and nosecone</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Non-Rupture Ear Bars</td>
			<td>Kopf</td>
			<td>Model 922</td>
			<td>Ear bars suitable for mouse applications</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotaxic Instrument</td>
			<td>Kopf</td>
			<td>Model 940</td>
			<td>Base plate, frame and linear scale assembly with digital readout monitor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Injector</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Injector Needle and syringe</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>80366</td>
			<td>26 gauge needle, 51 mm needle length and 10 &#956;L volume syringe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Legato 130A automated Syringe Pump</td>
			<td>KD Scientific</td>
			<td>P/N: 788130</td>
			<td>Programmable touch screen base with automated injector</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesia Machine</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SomnoSuite Low-Flow Digital Vaporizer</td>
			<td>Kent Scientific</td>
			<td>SS-01</td>
			<td>Digital anesthesia machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SomnoSuite Starter Kit for mice</td>
			<td>Kent Scientific</td>
			<td>SOMNO-MSEKIT</td>
			<td>Includes induction chamber, 2x anesthesia syringes, 18&#34; tubing, plastic nosecone, 2x waste aneshesia gas canisters</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

modeling brain metastases through intracranial injection and magnetic resonance imaging

Metastatisk spredning af kræft er en uheldig konsekvens af sygdomsprogression, aggressive kræft undertyper, og / eller sen diagnose. Hjernemetastaser er særligt ødelæggende, vanskelige at behandle, og giver en dårlig prognose. Mens den præcise forekomst af hjernen metastaser i USA er fortsat svært at vurdere, det er sandsynligt, at stige som ekstrakranære behandlinger fortsætte med at blive mere effektiv i behandling af kræft. Det er derfor nødvendigt at identificere og udvikle nye terapeutiske tilgange til behandling af metastase på dette sted. Til dette formål, intrakraniel injektion af kræftceller er blevet en veletableret metode til at modellere hjernen metastase. Tidligere, den manglende evne til direkte at måle tumorvækst har været en teknisk hindring for denne model; men, øge tilgængeligheden og kvaliteten af små dyr billeddannelse modaliteter, såsom magnetisk resonans imaging (MR), er langt bedre evne til at overvåge tumorvækst over tid og udlede ændringer i hjernen i den eksperimentelle periode. Heri, intrakraniel injektion af murine mammary tumorceller i immunkompetente mus efterfulgt af MR-scanning er påvist. Den præsenterede injektion tilgang udnytter isofluran anæstesi og en stereotaktisk setup med en digitalt styret, automatiseret bore- og nåleindsprøjtning for at øge præcisionen og reducere tekniske fejl. MR-scanning måles over tid ved hjælp af en 9,4 Tesla instrument i The Ohio State University James Omfattende Cancer Center Small Animal Imaging Shared Resource. Tumor volumen målinger er demonstreret på hvert tidspunkt gennem brug af ImageJ. Samlet set denne intrakraniel injektion tilgang giver mulighed for præcis injektion, dag-til-dag overvågning, og præcise tumor volumen målinger, som tilsammen i høj grad forbedre nytten af denne model system til at teste nye hypoteser om driverne af hjernen metastaser.

Figur 3 oversigter tumor volumen kvantificering for en enkelt mus på to tidspunkter (dag 7 og dag 10) post-injektion af murine mammary tumorceller. Til dette eksperiment blev 50.000 DB7-celler injiceret, og dyrets hjerne blev evalueret af MR. For hver scanning blev der fanget 30 skiver (0,5 mm tykkelse). Evaluering af de 30 skiver pr scanning viste, at på dag 7 efter injektion, 5 skiver udstillet tumor byrde (Figur 3A) og på dag 10 efter injektion, 9 skiver u...

Watch this Scientific Journal Video about Modeling Brain Metastases Through Intracranial Injection and Magnetic Resonance Imaging at JoVE.com

Modeling Brain Metastases Through Intracranial Injection and Magnetic Resonance Imaging

Intrakraniel hjerne metastase modellering kompliceres af en manglende evne til at overvåge tumor størrelse og reaktion på behandling med præcise og rettidige metoder. Den præsenterede metode par intrakraniel tumor injektion med magnetisk resonans imaging analyse, som når de kombineres, dyrker præcise og konsekvente injektioner, forbedret dyreovervågning, og præcise tumor volumen målinger.

Modellering Brain Metastaser gennem intrakraniel injektion og magnetisk resonans Imaging

Metastatic spread of cancer is an unfortunate consequence of disease progression, aggressive cancer subtypes, and/or late diagnosis. Brain metastases are ...

Denne intrakraniel injektion protokol er signifikant, fordi det giver mulighed for præcise injektioner, dag-til-dag overvågning, og præcis tumor volumen måling for mere effektiv undersøgelse af mekanismer af hjernen metastase. Den største fordel ved denne teknik er, at det giver mulighed for seriel overvågning af intercranial tumor vækst. Demonstrere proceduren vil være Jonathan Spehar, en kandidat forsker fra Sizemore Laboratory, og Anna Bratasz, en billeddannende forsker fra Ohio State University Small Animal Imaging Shared Resource.Før proceduren påbegyndes, skal du dreje scenelåsen på boret, så der kan indsættes en borebitadapter og sterile en millimeter borebit i boret, og bitlåsene skal strammes manuelt for at låse boret. Fastgør boret til den stereotaktiske ramme, og indstil den digitale injektorleveringshastighed til 0,4 mikroliter i minuttet med et mål på to mikroliter. Efter at have bekræftet en manglende reaktion på pedal refleks, placere bedøvet musen på rammen og bruge den stumpe ende af en bomuld spids applikator til at placere tænderne i truget af munden bar.Tryk på venstre ørebjælke mod det mediale kanthus på venstre øre for at stabilisere kraniet og bruge skruen på den stereotaktiske ramme til at låse kraniet på plads. Derefter sikre den anden side af kraniet med højre ørestang på samme måde. For at lave en calvarial vindue, rense hovedbunden med tre sekventielle vekslende Betadine opløsning og 70% ethanol scrubs og bruge en steril skalpel til at gøre en tre millimeter snit gennem huden langs den centrale median aspekt af kraniet efter sagittal suture linje.Identificer og orientere den sterile borebit vinkelret på bregma, og sørg for at nulstille den digitale vernier skala til nul og flytte boret to millimeter lateral til sagittal sutur og en millimeter forreste til koronal sutur. Flyt huden væk fra boret og ved hjælp af den højeste hastighed og være opmærksom på de vartegn, omhyggeligt bore et hul, ca 0,5 millimeter dyb, gennem calvaria, køling borestedet med dråber af sterilt saltvand efter behov. Når calvarial vinduet er lavet, skal du forsigtigt hæve boret og fjerne boret fra den stereotaktiske ramme.Ved injektion af kræftceller fastgøres den automatiske injektorenhed til det stereotaktiske apparat, og de seks til otte mikroliter af celler, der er grundigt opslæmret i DPBS, anbringes i en steril Hamilton-sprøjte. Hæld sprøjten på injektoren, og aflast en lille mængde opløsning på en engangssterillig forhæng for at prime nålen til injektion. Brug en bomuldsspidsapplikator til at tørre sprøjten med 70 %ethanol og justere nålespidsen til midten af calvarialvinduet, indtil den næsten rører den eksponerede cerebrum.Nulstil digital vernier skala til nul og langsomt indsætte nålen i en tre millimeter dybde i hjernen. Lad nålen blive i hjernen i mindst 60 sekunder, før du vælger kør på injektorskærmen for at begynde celletilførslen til injektionsstedet. Når alle cellerne er blevet leveret, lad nålen hvile i hjernen i mindst tre minutter, så hjernen parenkym at akklimatisere sig til injektionen, før du trækker nålen tilbage fra hjernen med en hastighed på 0,75 millimeter i minuttet.For magnetisk resonans billeddannelse af tumor byrde, 10 til 20 minutter før billeddannelse på det relevante eksperimentelle tidspunkt, administrere 100 mikroliter pr 20 gram kropsvægt gadolinium-baserede kontrastmidler til musen ved standard intraperitoneal injektion. Bedøve musen efter injektion og placere bedøvet musen på en opvarmet holder. Placer holderen i en 9,4 T magnet udstyret med en mus hjerne overflade spole og få en localizer billede.Derefter billede musen hjernen ved hjælp af en T2 vægtet sjælden sekvens og post gadolinium-baseret kontrast T1 vægtet sjælden sekvens. For at måle den samlede tumor volumen, åbne MR-datafil af interesse i ImageJ og bruge den frie hånd valg værktøj til at tegne en skitse omkring tumoren. Åbn derefter fanen Analysér, og vælg målpunkt for at få området i det valgte område.Når alle de tumor, der indeholder skiver til en individuel mus på det pågældende tidspunkt er blevet vurderet, eksportere værdierne til en passende dataanalyse program. Her, en repræsentativ oversigt over tumor volumen kvantificering for en enkelt mus på dag 7 og dag 10 post murine bryst tumor celle injektion kan observeres. Evalueringen af 30 skiver pr scanning viste, at for denne analyse, på dag syv efter injektion, fem skiver udstillet en tumor byrde.Mens der på dag 10, ni skiver udstillet en tumor byrde. Tumorområdet i hvert billede blev derefter målt som påvist, så ændringen i tumorvolumen, der skal spores over tid. Hver cellelinje og hver modtagermusmodel er unik og kræver derfor optimering af antallet af indsprøjtede celler og MR-tidsplanen for at sikre billednøjagtighed.Efter denne procedure, hjernen kan høstes for stort set enhver downstream assay, herunder enkelt celle isolation eller histopatologisk analyse.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Intra-iliac Artery Injection for Efficient and Selective Modeling of Microscopic Bone Metastasis

Intra-iliaca Artery Injection til effektiv og selektiv Modellering af mikroskopiske knoglemetastaser

Intra-iliac artery (IIA) injection is an efficient approach to introduce metastatic lesions of various cancer cells in animals. Compared to the widely ...

Hyperpolarized 13C Metabolic Magnetic Resonance Spectroscopy and Imaging

Hyperpolarized 13C Metabolic Magnetic Resonance Spectroscopy and Imaging

hyperpolariseret<sup&gt; 13</sup&gt; C Metabolic Magnetic Resonance Spectroscopy og Imaging

In the past decades, new methods for tumor staging, restaging, treatment response monitoring, and recurrence detection of a variety of cancers have ...

Intracarotid Cancer Cell Injection to Produce Mouse Models of Brain Metastasis

Intracarotid Cancer Cell injektion til Produce musemodeller for hjernemetastaser

Metastasis, the spread and growth of malignant cells at secondary sites within a patient&#39;s body, accounts for &#62; 90% of cancer-related mortality. ...

In Vivo EPR Assessment of pH, pO2, Redox Status, and Concentrations of Phosphate and Glutathione in the Tumor Microenvironment

In Vivo EPR Assessment of pH, pO2, Redox Status, and Concentrations of Phosphate and Glutathione in the Tumor Microenvironment

In Vivo EPR vurdering af pH, pO2, Redox Status, og koncentrationen af fosfat og glutathion i Tumor mikromiljø

This protocol demonstrates the capability of low-field electron paramagnetic resonance (EPR)-based techniques in combination with functional paramagnetic ...

Magnetic Resonance Imaging Assessment of Carcinogen-induced Murine Bladder Tumors

Magnetic Resonance Imaging vurdering af kræftfremkaldende-inducerede Murine blære tumorer

Murine bladder tumor models are critical for the evaluation of new therapeutic options. Bladder tumors induced with the N-butyl-N-(4-hydroxybutyl) ...

Modeling Breast Cancer via an Intraductal Injection of Cre-expressing Adenovirus into the Mouse Mammary Gland

Modellering brystkræft via en intraductal injektion af CRE-udtrykker adenovirus i mus Brystkirtlen

Breast cancer is a heterogeneous disease, possibly due to complex interactions between different cells of origins and oncogenic events. Mouse models are ...

Modeling Brain Metastasis Via Tail-Vein Injection of Inflammatory Breast Cancer Cells

Modellering af hjernemetastase via haleveneinjektion af inflammatoriske brystkræftceller

Metastatic spread to the brain is a common and devastating manifestation of many types of cancer. In the United States alone, about 200,000 patients are ...

Longitudinal Intravital Imaging Through Clear Silicone Windows

Langsgående intravital billeddannelse gennem klare silikonevinduer

Intravital microscopy (IVM) enables visualization of cell movement, division, and death at single-cell resolution. IVM through surgically inserted imaging ...

Exploring the Arginine Methylome by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy

Udforskning af argininmethylomet ved kernemagnetisk resonansspektroskopi

Protein-bound arginine is commonly methylated in many proteins and regulates their function by altering the physicochemical properties, their interaction ...

Modeling Brain Metastasis by Internal Carotid Artery Injection of Cancer Cells

Modellering af hjernemetastase ved intern halspulsåreinjektion af kræftceller

Brain metastasis is a cause of severe morbidity and mortality in cancer patients. Critical aspects of metastatic diseases, such as the complex neural ...