Name: non-invasive pet/mr imaging in an orthotopic mouse model of hepatocellular carcinoma
Uploaded: 2022-08-31T13:40:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Non-Invasive PET/MR Imaging in an Orthotopic Mouse Model of Hepatocellular Carcinoma at JoVE.com

Vi anerkjenner støtten fra Hong Kong Anticancer Trust Fund, Hong Kong Research Grants Council Collaborative Research Fund (CRF C7018-14E) for eksperimentene med bildebehandling av små dyr. Vi takker også støtten fra Molecular Imaging and Medical Cyclotron Center (MIMCC) ved University of Hong Kong for levering av [18 F] FMISO og [18F] FDG.

Alle dyreforsøk ble utført i samsvar med komiteen for bruk av levende dyr i undervisning og forskning (CULATR) i Senter for komparativ medisinforskning (CCMR) ved University of Hong Kong, et program akkreditert av Association for the Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International (AAALAC). Dyrene som ble brukt i studien var hunnmus med BALB/cAnN-nu (nakenmus) i alderen 6-8 uker, vektet til 20 g ± 2 g. Mat og vann ble gitt ad libitum.
1. Subkutan injeksjo...

<ol>
	<li>Sung, 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=Global+cancer+statistics+2020:+GLOBOCAN+estimates+of+incidence+and+mortality+worldwide+for+36+cancers+in+185+countries.">Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries.</a> CA: A Cancer Journal for Clinicians. 71 (3), 209-249 (2021).</li><li>Chen, C., Lou, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypoxia+inducible+factors+in+hepatocellular+carcinoma.">Hypoxia inducible factors in hepatocellular carcinoma.</a> Oncotarget. 8 (28), 46691-46703 (2017).</li><li>Lu, R. -. C., 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=Positron-emission+tomography+for+hepatocellular+carcinoma:+Current+status+and+future+prospects.">Positron-emission tomography for hepatocellular carcinoma: Current status and future prospects.</a> World Journal of Gastroenterology. 25 (32), 4682-4695 (2019).</li><li>Larsson, 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=Adding+11C-acetate+to+18F-FDG+at+PET+examination+has+an+incremental+value+in+the+diagnosis+of+hepatocellular+carcinoma.">Adding 11C-acetate to 18F-FDG at PET examination has an incremental value in the diagnosis of hepatocellular carcinoma.</a> Molecular Imaging and Radionuclide Therapy. 21 (1), 6-12 (2012).</li><li>Huo, 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=Kinetic+analysis+of+dynamic+11C-acetate+PET/CT+imaging+as+a+potential+method+for+differentiation+of+hepatocellular+carcinoma+and+benign+liver+lesions.">Kinetic analysis of dynamic 11C-acetate PET/CT imaging as a potential method for differentiation of hepatocellular carcinoma and benign liver lesions.</a> Theranostics. 5 (4), 371-377 (2015).</li><li>Lopci, E., 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=PET+radiopharmaceuticals+for+imaging+of+tumor+hypoxia:+A+review+of+the+evidence.">PET radiopharmaceuticals for imaging of tumor hypoxia: A review of the evidence.</a> American Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 4 (4), 365-384 (2014).</li><li>Mao, X., 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=Mechanisms+through+which+hypoxia-induced+caveolin-1+drives+tumorigenesis+and+metastasis+in+hepatocellular+carcinoma.">Mechanisms through which hypoxia-induced caveolin-1 drives tumorigenesis and metastasis in hepatocellular carcinoma.</a> Cancer Research. 76 (24), 7242-7253 (2016).</li><li>Kung-Chun Chiu, 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=Hypoxia+regulates+the+mitochondrial+activity+of+hepatocellular+carcinoma+cells+through+HIF/HEY1/PINK1+pathway.">Hypoxia regulates the mitochondrial activity of hepatocellular carcinoma cells through HIF/HEY1/PINK1 pathway.</a> Cell Death &amp; Disease. 10 (12), 934 (2019).</li><li>Li, Y., 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=Establishment+of+cell+clones+with+different+metastatic+potential+from+the+metastatic+hepatocellular+carcinoma+cell+line+MHCC97.">Establishment of cell clones with different metastatic potential from the metastatic hepatocellular carcinoma cell line MHCC97.</a> World Journal of Gastroenterology. 7 (5), 630-636 (2001).</li><li>Faustino-Rocha, 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=Estimation+of+rat+mammary+tumor+volume+using+caliper+and+ultrasonography+measurements.">Estimation of rat mammary tumor volume using caliper and ultrasonography measurements.</a> Lab Animal. 42 (6), 217-224 (2013).</li><li>Liu, Q., Tan, K. V., Chang, H. C., Khong, P. L., Hui, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+and+quantification+of+brown+and+beige+adipose+tissues+in+mice+using+[18F]+FDG+micro-PET/MR+imaging.">Visualization and quantification of brown and beige adipose tissues in mice using [18F] FDG micro-PET/MR imaging.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (173), e62460 (2021).</li><li>Lin, 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=Hypoxia-activated+cytotoxic+agent+tirapazamine+enhances+hepatic+artery+ligation-induced+killing+of+liver+tumor+in+HBx+transgenic+mice.">Hypoxia-activated cytotoxic agent tirapazamine enhances hepatic artery ligation-induced killing of liver tumor in HBx transgenic mice.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 113 (42), 11937-11942 (2016).</li><li>Wong, T. 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=CRAF+methylation+by+PRMT6+regulates+aerobic+glycolysis-driven+hepatocarcinogenesis+via+ERK-dependent+PKM2+nuclear+relocalization+and+activation.">CRAF methylation by PRMT6 regulates aerobic glycolysis-driven hepatocarcinogenesis via ERK-dependent PKM2 nuclear relocalization and activation.</a> Hepatology. 71 (4), 1279-1296 (2020).</li><li>Yang, X., 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=Development+of+cisplatin-loaded+hydrogels+for+trans-portal+vein+chemoembolization+in+an+orthotopic+liver+cancer+mouse+model.">Development of cisplatin-loaded hydrogels for trans-portal vein chemoembolization in an orthotopic liver cancer mouse model.</a> Drug Delivery. 28 (1), 520-529 (2021).</li><li>Shi, 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=Longitudinal+evaluation+of+five+nasopharyngeal+carcinoma+animal+models+on+the+microPET/MR+platform.">Longitudinal evaluation of five nasopharyngeal carcinoma animal models on the microPET/MR platform.</a> European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 49 (5), 1497-1507 (2021).</li><li>Kilian, K., 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=Imaging+of+hypoxia+in+small+animals+with+F+fluoromisonidasole.">Imaging of hypoxia in small animals with F fluoromisonidasole.</a> Nukleonika. 61 (2), 219-223 (2016).</li><li>Kawamura, 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=Evaluation+of+optimal+post-injection+timing+of+hypoxic+imaging+with+18F-Fluoromisonidazole-PET/CT.">Evaluation of optimal post-injection timing of hypoxic imaging with 18F-Fluoromisonidazole-PET/CT.</a> Molecular Imaging and Biology. 23 (4), 597-603 (2021).</li></ol>

I denne studien beskrev vi prosedyrene for å utføre HAL på leverortotopiske HCC-xenotransplantater ved bruk av subkutane svulster, sammen med metoder for ikke-invasiv overvåking av tumorhypoksi i ortotopiske xenotransplantater ved bruk av [18 F]FMISO og [18F]FDG PET/MR. Vår interesse ligger i metabolsk avbildning av ulike kreft- og sykdomsmodeller for tidlig diagnose og evaluering av behandlingsrespons11,13,14,15<sup class="x...

Hepatocellulært karsinom (HCC) er den sjette mest diagnostiserte kreftformen og den tredje vanligste dødsårsaken fra kreft på verdensbasis, med mer enn 900 000 nye tilfeller og 800 000 dødsfall i 20201. Den viktigste risikofaktoren er skrumplever, som oppstår som følge av virusinfeksjoner (hepatitt B- og C-virus), alkoholmisbruk, diabetes og ikke-alkoholisk steatohepatitt2. Forvaltningen av HCC er ganske kompleks, og flere behandlingsalternativer er tilgjengelige, inkludert kirurgisk reseksjon, termisk eller kjemisk ablasjon, transplantasjon, transarteriell kjemoembolisering, stråling og kjemoterapi, avhengig av sykdomsstaging 2,3. HCC er en kjemoterapi-refraktær svulst med sykdomsresidiv hos opptil 70% av pasientene etter kurativ intensjonsbehandling2.
Til tross for den høye graden av tumorheterogenitet, er HCC forbundet med to vanlige utfall: (i) HCC er svært hypoksisk, og (ii) tumorhypoksi er knyttet til større tumoraggressivitet og behandlingssvikt. Den ukontrollerte spredningen av HCC-celler resulterer i et høyt oksygenforbruk som går foran vaskularisering, og skaper dermed et hypoksisk mikromiljø. Lave intratumorale oksygennivåer utløser deretter en rekke biologiske responser som påvirker tumoraggressivitet og behandlingsrespons. Hypoksi-induserbare faktorer (HIF) blir ofte anerkjent som de essensielle transkripsjonsregulatorene i responsen på hypoksi 2,3. Derfor er evnen til å oppdage hypoksi avgjørende for å visualisere neoplastiske vev og identifisere de utilgjengelige stedene, som krever invasive prosedyrer. Det bidrar også til å bedre forstå de molekylære endringene som fører til tumoraggressivitet og forbedre pasientens behandlingsresultater.
Molekylær avbildning ved hjelp av positronutslippstomografi (PET) brukes ofte i diagnostisering og iscenesettelse av mange kreftformer, inkludert HCC. Spesielt kan kombinert bruk av dual-tracer PET-avbildning som involverer [18 F] fluorodeoksyglukose ([18F] FDG) og [11C] acetat øke den totale følsomheten betydelig i HCC-diagnose 4,5. Avbildning av hypoksi, derimot, kan oppnås ved å bruke den vanlige hypoksiske markøren [18 F]Fluoromisonidazol ([18F]FMISO). I klinisk praksis er ikke-invasiv vurdering av hypoksi viktig for å skille mellom ulike typer svulster og regioner for planlegging av strålebehandling6.
Preklinisk bildebehandling har blitt et uunnværlig verktøy for ikke-invasiv og langsgående evaluering av musemodeller for forskjellige sykdommer. En robust og svært reproduserbar HCC-modell representerer en viktig plattform for preklinisk og translasjonell forskning på patofysiologien til human HCC og vurdering av nye terapier. Sammen med PET-avbildning kan in vivo-oppførsel belyses for å gi viktig innsikt på molekylært nivå for et gitt tidspunkt. Her beskriver vi en protokoll for generering av hepatisk arterie ligering (HAL) ortotopiske HCC xenotransplantater og analyse av deres in vivo tumormetabolisme ved bruk av [18 F] FMISO og [18F] FDG PET / MR. Inkorporeringen av HAL gjør en egnet modell av transgene eller kjemisk induserte HCC-mus xenotransplantater for å studere tumorhypoksi in vivo, da HAL effektivt kan blokkere arteriell blodtilførsel for å indusere intratumoral hypoksi 7,8. I tillegg, i motsetning til ex vivo immunhistokjemisk farging ved bruk av pimonidazol, kan endringer i tumormetabolisme som følge av hypoksi lett visualiseres og nøyaktig kvantifiseres ikke-invasivt ved hjelp av PET-avbildning, noe som muliggjør longitudinell vurdering av behandlingsrespons eller måling av resistensutvikling 3,7,8 . Vår metode vist her gjør det mulig å lage en robust hypoksisk HCC-modell sammen med ikke-invasiv overvåking av tumorhypoksi ved hjelp av PET / MR-avbildning for å studere HCC-biologi in vivo.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.9% sterile saline</td>
			<td>BBraun</td>
			<td>N/A</td>
			<td>0.9% sodium chloride intravenous infusion, 500 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10# Scalpel blade</td>
			<td>RWD Life Science Co.,ltd</td>
			<td>S31010-01</td>
			<td>Animal surgery tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10% povidone-iodine solution</td>
			<td>Banitore</td>
			<td>6.425.678</td>
			<td>For disinfection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25G needle with a 1 mL syringe</td>
			<td>BD PrecisionGlide</td>
			<td>N/A</td>
			<td>1 mL syringe with 25G needle for cell suspensions injections</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 mL syringe</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>SS05L</td>
			<td>5 mL syringe Luer Lock</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70% Ethanol</td>
			<td>Merck</td>
			<td>1.07017</td>
			<td>For disinfection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Automated Cell Counter</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>AMQAF2000</td>
			<td>For automated cell counting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine</td>
			<td>HealthDirect</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Subcutaneous injection (0.05-0.2 mg/kg/12 hours) for analgesic after surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Culture Dish (60 mm diameter)</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>150462</td>
			<td>For tumor tissue processing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>3-16KL, fixed-angle rotor 12311</td>
			<td>For cell suspensions collection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge Conical Tube</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>EP0030122151</td>
			<td>For cell suspensions collection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Culture media (Dulbecco&#8217;s modified Eagle&#8217;s medium)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10566024</td>
			<td>high glucose, GlutaMAX&#8482; Supplement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital Caliper</td>
			<td>RS PRO</td>
			<td>841-2518</td>
			<td>For subcutaneous tumor size measurement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Direct heat CO2 incubator</td>
			<td>Techcomp Limited</td>
			<td>NU5841</td>
			<td>For cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dose calibrator</td>
			<td>Biodex</td>
			<td>&#160;N/A</td>
			<td>Atomlab 500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS (Dulbecco&#8217;s phosphate-buffered saline)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>14287072</td>
			<td>For cell wash and injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye lubricant</td>
			<td>Alcon Duratears</td>
			<td>&#160;N/A</td>
			<td>Sterile ocular lubricant ointment, 3.5 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>A4766801</td>
			<td>Used for a broad range of cell types, especially sensitive cell lines</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps (curved fine and straight blunt)</td>
			<td>RWD Life Science Co.,ltd</td>
			<td>F12012-10 &#38; F12011-13</td>
			<td>Animal surgery tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating pad</td>
			<td>ALA Scientific Instruments</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Heat pad for mice during surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin syringe</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>10ME2913</td>
			<td>1 mL insulin syringe with needle for radiotracer injections</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>InterView fusion software</td>
			<td>Mediso</td>
			<td>Version 3.03</td>
			<td>Post-processing and image analysis software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted microscope</td>
			<td>Yu Lung Scientific Co., Ltd</td>
			<td>BM-209G</td>
			<td>For cells morphology visualization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Chanelle Pharma</td>
			<td>&#160;N/A</td>
			<td>Iso-Vet, inhalation anesthetic, 250 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td>Alfasan International B.V.</td>
			<td>HK-37715</td>
			<td>Ketamine 10% injection solution, 10 mL&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medical oxygen</td>
			<td>Linde HKO</td>
			<td>101-HR</td>
			<td>compressed gas, 99.5% purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nanoScan PET/MR Scanner</td>
			<td>Mediso</td>
			<td>&#160;N/A</td>
			<td>3 Tesla MR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle holder</td>
			<td>RWD Life Science Co.,ltd</td>
			<td>F31026-12</td>
			<td>Animal surgery tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nucline nanoScan software</td>
			<td>Mediso</td>
			<td>Version 3.0</td>
			<td>Scanner operating software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nylon Suture (6/0 and 5/0)</td>
			<td>Healthy Medical Company Ltd</td>
			<td>000524 &#38; 000526</td>
			<td>Animal surgery tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin- Streptomycin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15140122</td>
			<td>Culture media for a final concentration of 50 to 100 I.U./mL penicillin and 50 to 100 &#181;g/mL streptomycin.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentabarbital</td>
			<td>AlfaMedic</td>
			<td>13003</td>
			<td>Intraperitoneal injection (330 mg/kg) to induce cessation of breathing of mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sharp scissors</td>
			<td>RWD Life Science Co.,ltd</td>
			<td>S14014-10</td>
			<td>Animal surgery tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spring Scissors</td>
			<td>RWD Life Science Co.,ltd</td>
			<td>S11005-09</td>
			<td>Animal surgery tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan Blue Solution, 0,4%</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15250061</td>
			<td>For cell counting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA, 0.25%), phenol red.</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25200072</td>
			<td>For cell digestion</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine</td>
			<td>Alfasan International B.V.</td>
			<td>HK-56179</td>
			<td>Xylazine 2% injection solution, 30 mL</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

non-invasive pet/mr imaging in an orthotopic mouse model of hepatocellular carcinoma

Prekliniske eksperimentelle modeller av hepatocellulært karsinom (HCC) som rekapitulerer menneskelig sykdom representerer et viktig verktøy for å studere tumorigenese og evaluere nye terapeutiske tilnærminger. Ikke-invasiv avbildning av hele kroppen ved hjelp av positronemisjonstomografi (PET) gir kritisk innsikt i in vivo-egenskapene til vev på molekylært nivå i sanntid. Vi presenterer her en protokoll for ortotopisk HCC xenograftopprettelse med og uten leverarterieligering (HAL) for å indusere tumorhypoksi og vurdering av tumormetabolismen in vivo ved bruk av [18 F]Fluoromisonidazol ([18 F]FMISO) og [18 F]Fluorodeoksyglukose ([18F]FDG) PET/magnetisk resonans (MR) avbildning. Tumorhypoksi kunne lett visualiseres ved hjelp av hypoksimarkøren [18 F]FMISO, og det ble funnet at [18 F]FMISO-opptaket var høyere hos HCC-mus som gjennomgikk HAL enn i ikke-HAL-gruppen, mens [18F]FDG ikke kunne skille tumorhypoksi mellom de to gruppene. HAL-svulster viste også et høyere nivå av hypoksi-induserbar faktor (HIF)-1α-uttrykk som respons på hypoksi. Kvantifisering av HAL-svulster viste en 2,3 ganger økning i [18F] FMISO-opptak basert på standardisert verdiopptak (SUV) tilnærming.

For å oppnå en egnet tumorblokk for suksessiv ortotopisk implantasjon ble stabile kloner først generert ved subkutan injeksjon av 200 μL cellesuspensjon i DPBS (inneholdende MHCC97L-celler) i nedre flanke av nakne mus (figur 1A). Tumorvekst ble overvåket, og når tumorstørrelsen nådde 800-1000 mm 3 (ca. 4 uker etter injeksjon), ble mus avlivet, og den resulterende tumorblokken ble kuttet i ca. 1 mm3 fragmenter for påfølgende ortotopisk implantasjon i en annen g...

Watch this Scientific Journal Video about Non-Invasive PET/MR Imaging in an Orthotopic Mouse Model of Hepatocellular Carcinoma at JoVE.com

Non-Invasive PET/MR Imaging in an Orthotopic Mouse Model of Hepatocellular Carcinoma

Her presenterer vi en protokoll for å lage ortotopiske hepatocellulære karsinomxenotransplantater med og uten leverarterieligering og utføre ikke-invasiv positronemisjonstomografi (PET) avbildning av tumorhypoksi ved bruk av [18 F]Fluoromisonidazol ([18 F]FMISO) og [18 F]Fluorodeoksyglukose ([18F]FDG).

Ikke-invasiv PET/MR-avbildning i en ortotopisk musemodell av hepatocellulært karsinom

Preclinical experimental models of hepatocellular carcinoma (HCC) that recapitulate human disease represent an important tool to study tumorigenesis and ...

Våre metoder skaper en pålitelig hypoksisk hepatocellulær karsinommodell for ikke-invasiv avbildning av tumorhypoksi for å studere HCC-biologi in vivo, som bedre kan rekapitulere kreftutvikling hos mennesker. Vår pålitelige HCC-modell sammen med en svært produserbar bildemetode fungerer som en viktig plattform for translasjonsforskning i patofysiologien til human HCC. Sanntidsovervåking av tumorhypoksi gir innsikt i molekylære endringer som fører til tumoraggressivitet, slik at man kan bestemme områder av hypoksi og forutsi respons på behandlingen.Selv om intraabdominal kirurgi kan være teknisk utfordrende, vil tilstrekkelig planlegging og dyrepleie forbedre den generelle operasjonssuksessraten og trivselen til små dyr. For å begynne, steriliser dorsalområdet til en bedøvet 6 til 8 uker gammel mus enten på venstre eller høyre side av den nedre flanken med 70% etanol. Bruk deretter tang til å løfte huden og stikk forsiktig kanylen under.For å unngå utilsiktet lekkasje av den injiserte cellesuspensjonen under kanyleuttak, flytt nålen 4 til 5 millimeter fra stikkstedet langs subkutantplanet. Etter å ha sluppet tangen, tøm forsiktig innholdet i sprøyten uten å trenge inn i motsatt side. Etter å ha avlivet den subkutane tumorbærende musen, gjør du et snitt på huden på svulststedet med et skalpellblad.Deretter fjerner du tumorblokken og overfører den umiddelbart til kulturmediet. Deretter kutter du tumorblokken i små 1 kubikkmillimeter kubikk kubikk ved hjelp av saks, og unngår kjerneområdet i tumorblokken. Behold alle kubene i kulturmedier.For ortotopisk leverimplantasjon, utvid lemmer av en bedøvet mus og fest dem med tape for å maksimalt eksponere ventral mage og thorax. Steriliser deretter hele bukhuden med 10% povidon-jodoppløsning etterfulgt av 70% etanol. Deretter utfører du en laparotomi ved først å lage et midtlinjesnitt på 10 millimeter ved hjelp av skarp saks for å få tilgang til bukhinnen.Deretter klemmer og trekker du xiphoidprosessen mot hodet med tang og åpner det kirurgiske feltet ved hjelp av subcostal retractors. Bruk en våt gasbindpinne, trekk medianen og venstre leverlapper oppover. Deretter flytter du tarmene utenfor magen på venstre side av musen og dekker dem med en våt gasbindpinne.Deretter, under en forstørrelseslampe for optimal visualisering, utfør leverarterieligering på den vanlige leverarterien, som stammer fra bukspyttkjertelhodet til roten i leverpedicle. Eksponer venstre lobe ved å trekke medianen og venstre lobes rygg med en våt gasbindpinne. Deretter, ved hjelp av et sterilt skalpellblad, gjør et snitt på ca 2 millimeter langt og dypt i venstre lobe, og sett umiddelbart et tumorfragment inn i leverinnsnittet med steril tang.Begrav svulsten sikkert i leveren før du bruker en figur-åtte sutur, med en 6-0 nylon sutur over snittstedet for å sikre riktig tumorimplantasjon og hemostase. Deretter lukker du magesnittet med avbrutte 5-0 suturer. Dispenser en alikot av 18-FMISO til et rør og fortynn det med steril saltoppløsning for å sikre en total aktivitetskonsentrasjon på 18 til 20 megabecquerel i 100 mikroliter.Deretter trekkes oppløsningen opp med en 1 milliliter sprøyte og registrerer radioaktiviteten og tiden som er angitt på dosekalibratoren. Etter å ha registrert kroppsvekten til motivmusen, injiser forsiktig den forberedte radiotraceren gjennom halvenen. For å ta hensyn til henfallskorreksjon, noter injeksjonstid og gjenværende aktivitet i sprøyten.For å starte PET-innhentingen, finn museposisjonen i skanneren ved å utføre en speidervisning. Juster musesengposisjonen for å sikre at hele musekroppen med torsoområdet er i sentrum av synsfeltet til MR. Velg deretter PET-anskaffelse i studielistevinduet. Hvis du vil bruke de forhåndsbestemte musesengposisjonene fra speidervisningen, velger du Skanneområde ved forrige anskaffelse.Klikk deretter på Forbered for automatisk å flytte musesengen fra MR til PET, etterfulgt av Go for å starte oppkjøpet. Velg passende radionukleotid under Radiofarmasøytisk redigering og skriv inn detaljer om injeksjonsdose og tidspunkt. I tillegg, under Emneinformasjon-menyen, skriv inn vekten på musen.Når PET-skanningen er fullført, velger du Forbered deg på å flytte musen fra PET til MR, og klikker Gå til for å utføre MR-innhentingen. Når alle skanningene er fullført, flytter du bildesengen tilbake til standardposisjonen ved å velge Tabell ut. PET-avbildningen som ble brukt i denne studien viste en økning i tumoropptaket på 18-FMISO hos mus med leverarterieligering, men ikke i kontrollmus.Imidlertid var tumoropptak av den glykolytiske markøren 18F-FDG lik hos mus med og uten leverarterieligering. Kvantifisering ved hjelp av denne standardiserte opptaksverdibaserte tilnærmingen viste et 2,3 ganger høyere 18-FMISO-opptak av svulster hos mus med leverarterieligering enn hos kontrollmus. Tilsvarende var 18-FMISO-opptaket høyere i leveren hos mus med leverarterieligering enn i leveren til kontrollmus.Ligering av leverarterien resulterte også i forbedret tumorhypoksi, som det fremgår av et høyere nivå av hypoksiinduserbar faktor 1-alfa-ekspresjon i tumorsekresjoner fra mus med leverarterieligering enn de fra kontrollmus. Etter 18-FMISO PET-avbildning kan sekvenseringen vår utføres for å identifisere rollene til metabolske gener indusert under hypoksi, noe som fører til nye behandlingsstrategier. Denne teknikken kan brukes til å overvåke tumorhypoksi nøyaktig, og dermed tillate en rask evaluering av behandlingseffektiviteten og også opprettelsen av ny terapeutisk strategi rettet mot hypoksibanen i HCC.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Fluorescent Orthotopic Mouse Model of Pancreatic Cancer

Fluorescent ortotopiske musemodell for kreft i bukspyttkjertelen

Pancreatic cancer remains one of the cancers for which survival has not improved substantially in the last few decades. Only 7% of diagnosed patients will ...

Murine Experimental Model of Original Tumor Development and Peritoneal Metastasis via Orthotopic Inoculation with Ovarian Carcinoma Cells

Murine Experimental Model of Original Tumor Development and Peritoneal Metastasis via Orthotopic Inoculation with Ovarian Carcinoma Cells

Murine Eksperimentell modell av Original Tumor Utvikling og Peritoneal metastaser<em&gt; via</em&gt; Ortotopiske Inoculation med ovarialcancer Cells

Epithelial ovarian carcinoma (EOC) is associated with a poor prognosis because it shows peritoneal dissemination. To improve the prognosis, it is ...

Study of Viral Vectors in a Three-dimensional Liver Model Repopulated with the Human Hepatocellular Carcinoma Cell Line HepG2

Studier av virale vektorer i et tredimensjonalt Liver Modell repopulated med Human leverkreft cellelinje HepG2

This protocol describes the generation of a three-dimensional (3D) ex vivo liver model and its application to the study and development of viral vector ...

Isolation of Circulating Tumor Cells in an Orthotopic Mouse Model of Colorectal Cancer

Isolering av sirkulerende tumorceller i en ortotopisk musemodell av kolorektal kreft

Despite the advantages of easy applicability and cost-effectiveness, subcutaneous mouse models have severe limitations and do not accurately simulate ...

An Oncogenic Hepatocyte-Induced Orthotopic Mouse Model of Hepatocellular Cancer Arising in the Setting of Hepatic Inflammation and Fibrosis

En kreftfremkallende hepatocytter-indusert Orthotopic Mouse modell av lever Cancer som oppstår i innstillingen av hepatic betennelse og fibrose

The absence of a clinically relevant animal model addressing the typical immune characteristics of hepatocellular cancer (HCC) has significantly impeded ...

Ultrasound-Guided Orthotopic Implantation of Murine Pancreatic Ductal Adenocarcinoma

Ultralyd-guidet Orthotopic implantation av murine bukspyttkjertelen ductal Adenokarsinom

The recent success of immune checkpoint blockade in melanoma and lung adenocarcinoma has galvanized the field of immuno-oncology as well as revealed the ...

Transradial Access Chemoembolization for Hepatocellular Carcinoma Patients

Transradial tilgang kjemoembolisering for hepatocellulære karsinom pasienter

Transarterial chemoembolization (TACE) is the most common modality for treatment of hepatocellular carcinoma (HCC) at the intermediate stage. TACE is ...

https://cloudfront.jove.com/CDNSource/teasers/61109.jpg

An Orthotopic Resectional Mouse Model of Pancreatic Cancer

En ortotopisk reseksjonell musemodell av kreft i bukspyttkjertelen

There is a lack of satisfactory animal models to study adjuvant and/or neoadjuvant therapy in patients being considered for surgery of pancreatic cancer ...

Analysis of Liver Microenvironment During Early Progression of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease-Associated Hepatocellular Carcinoma in Zebrafish

Analyse av levermikromiljøet under tidlig progresjon av alkoholfri fettleversykdom-assosiert hepatocellulært karsinom i sebrafisk

Liver cancer is currently the third&#160;leading cause of cancer related death worldwide, and Hepatocellular Carcinoma (HCC) accounts for 75-90% of all ...

A Three-Dimensional Spheroid Model to Investigate the Tumor-Stromal Interaction in Hepatocellular Carcinoma

En tredimensjonal sfæroidmodell for å undersøke tumor-stromal interaksjon i hepatocellulært karsinom

The aggressiveness and lack of well-tolerated and widely effective treatments for advanced hepatocellular carcinoma (HCC), the predominant form of liver ...