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 erkänner stödet från Hong Kong Anticancer Trust Fund, Hong Kong Research Grants Council Collaborative Research Fund (CRF C7018-14E) för smådjursavbildningsexperimenten. Vi tackar också stödet från Molecular Imaging and Medical Cyclotron Center (MIMCC) vid University of Hong Kong för tillhandahållandet av [18 F] FMISO och [18F] FDG.

Alla djurstudier utfördes i enlighet med kommittén för användning av levande djur i undervisning och forskning (CULATR) vid Center for Comparative Medicine Research (CCMR) vid University of Hong Kong, ett program ackrediterat av Association for the Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International (AAALAC). Djuren som användes i studien var honmöss av typen BALB/cAnN-nu (naken) vid 6-8 veckors ålder, viktade vid 20 g ± 2 g. Mat och vatten tillhandahölls ad libitum.
<p class="jove_...

<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 denna studie beskrev vi procedurerna för att utföra HAL på leverortotopiska HCC-xenotransplantat med subkutana tumörer, tillsammans med metoder för icke-invasiv övervakning av tumörhypoxi i ortotopiska xenotransplantat med användning av [18 F] FMISO och [18F] FDG PET / MR. Vårt intresse ligger i metabolisk avbildning av olika cancer- och sjukdomsmodeller för tidig diagnos och utvärdering av behandlingssvar11,13,14,15<...

Hepatocellulärt karcinom (HCC) är den sjätte mest diagnostiserade cancern och den tredje vanligaste dödsorsaken från cancer över hela världen, med mer än 900 000 nya fall och 800 000 dödsfall 20201. Den största riskfaktorn är cirros, som uppstår som ett resultat av virusinfektioner (hepatit B- och C-virus), alkoholmissbruk, diabetes och alkoholfri steatohepatit2. Hanteringen av HCC är ganska komplex, och flera behandlingsalternativ finns tillgängliga, inklusive kirurgisk resektion, termisk eller kemisk ablation, transplantation, transarteriell kemoembolisering, strålning och kemoterapi, beroende på sjukdomsstadiet 2,3. HCC är en kemoterapirefraktär tumör med sjukdomsåterfall hos upp till 70% av patienterna efter behandling med botande avsikt2.
Trots den höga graden av tumörheterogenitet är HCC associerad med två vanliga resultat: (i) HCC är mycket hypoxisk och (ii) tumörhypoxi är kopplad till större tumöraggressivitet och behandlingssvikt. Den okontrollerade spridningen av HCC-celler resulterar i en hög syreförbrukningshastighet som föregår vaskularisering, vilket skapar en hypoxisk mikromiljö. Låga intratumorala syrenivåer utlöser sedan en rad biologiska svar som påverkar tumöraggressivitet och behandlingssvar. Hypoxiinducerbara faktorer (HIF) erkänns ofta som de väsentliga transkriptionsregulatorerna vid svar på hypoxi 2,3. Därför är förmågan att upptäcka hypoxi avgörande för att visualisera neoplastiska vävnader och identifiera de otillgängliga platserna, som kräver invasiva förfaranden. Det bidrar också till att bättre förstå de molekylära förändringar som leder till tumöraggressivitet och förbättra patientens behandlingsresultat.
Molekylär avbildning med positronemissionstomografi (PET) används ofta vid diagnos och stadieindelning av många cancerformer, inklusive HCC. I synnerhet kan kombinerad användning av PET-avbildning med dubbla spårämnen som involverar [18 F]fluorodeoxiglukos ([18F]FDG) och [11 C]acetat avsevärt öka den totala känsligheten vid HCC-diagnos 4,5. Avbildning av hypoxi kan å andra sidan uppnås genom att använda den vanliga hypoxiska markören [18 F] Fluoromisonidazol ([18F] FMISO). I klinisk praxis är den icke-invasiva bedömningen av hypoxi viktig för att skilja mellan olika typer av tumörer och regioner för strålterapiplanering6.
Preklinisk avbildning har blivit ett oumbärligt verktyg för icke-invasiv och longitudinell utvärdering av musmodeller för olika sjukdomar. En robust och mycket reproducerbar HCC-modell utgör en viktig plattform för preklinisk och translationell forskning om patofysiologin hos humanläkemedel och bedömningen av nya terapier. Tillsammans med PET-avbildning kan in vivo-beteenden belysas för att ge viktiga insikter på molekylär nivå för en given tidpunkt. Här beskriver vi ett protokoll för generering av leverartärligering (HAL) ortotopisk HCC xenotransplantat och analys av deras in vivo tumörmetabolism med användning av [18 F] FMISO och [18F] FDG PET / MR. Inkorporeringen av HAL gör en lämplig modell av transgena eller kemiskt inducerade HCC-möss xenotransplantat för att studera tumörhypoxi in vivo, eftersom HAL effektivt kan blockera den arteriella blodtillförseln för att inducera intratumoral hypoxi 7,8. Dessutom, till skillnad från immunohistokemisk färgning ex vivo med pimonidazol, kan förändringar i tumörmetabolism som ett resultat av hypoxi lätt visualiseras och kvantifieras noggrant icke-invasivt med hjälp av PET-avbildning, vilket möjliggör longitudinell bedömning av behandlingssvar eller mätning av uppkomsten av resistens 3,7,8 . Vår metod som visas här möjliggör skapandet av en robust hypoxisk HCC-modell tillsammans med icke-invasiv övervakning av tumörhypoxi med PET / MR-avbildning för att studera 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

Prekliniska experimentella modeller av hepatocellulärt karcinom (HCC) som rekapitulerar mänsklig sjukdom utgör ett viktigt verktyg för att studera tumörgenes och utvärdera nya terapeutiska metoder. Icke-invasiv helkroppsavbildning med positronemissionstomografi (PET) ger kritiska insikter i vävnadernas in vivo-egenskaper på molekylär nivå i realtid. Vi presenterar här ett protokoll för ortotopisk HCC xenograftskapande med och utan leverartärligering (HAL) för att inducera tumörhypoxi och bedömningen av deras tumörmetabolism in vivo med användning av [18 F] Fluoromisonidazol ([18 F] FMISO) och [18 F] Fluorodeoxyglukos ([18F] FDG) PET / magnetisk resonans (MR) avbildning. Tumörhypoxi kunde lätt visualiseras med hjälp av hypoximarkören [18 F] FMISO, och det visade sig att [18 F] FMISO-upptaget var högre hos HCC-möss som genomgick HAL än i icke-HAL-gruppen, medan [18F] FDG inte kunde skilja tumörhypoxi mellan de två grupperna. HAL-tumörer visade också en högre nivå av hypoxiinducerbar faktor (HIF)-1α-uttryck som svar på hypoxi. Kvantifiering av HAL-tumörer visade en 2,3-faldig ökning av [18F] FMISO-upptag baserat på metoden för standardiserat värdeupptag (SUV).

För att erhålla ett lämpligt tumörblock för successiv ortotopisk implantation genererades stabila kloner först genom subkutan injektion av 200 μL cellsuspension i DPBS (innehållande MHCC97L-celler) i den nedre flanken av nakna möss (figur 1A). Tumörtillväxt övervakades och när tumörstorleken nådde 800-1000 mm 3 (cirka 4 veckor efter injektion) avlivades möss och det resulterande tumörblocket skars i cirka 1 mm3 fragment för efterföljande leverortotopi...

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

Här presenterar vi ett protokoll för att skapa ortotopiskt hepatocellulärt karcinom xenotransplantat med och utan leverartärligering och utföra icke-invasiv positronemissionstomografi (PET) avbildning av tumörhypoxi med [18 F] Fluoromisonidazol ([18 F] FMISO) och [18 F] Fluorodeoxiglukos ([18F] FDG).

Icke-invasiv PET / MR-avbildning i en ortotopisk musmodell av hepatocellulärt karcinom

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

Våra metoder skapar en tillförlitlig hypoxisk hepatocellulär karcinommodell för icke-invasiv avbildning av tumörhypoxi för att studera HCC-biologi in vivo, vilket bättre kan rekapitulera cancerutveckling hos människor. Vår tillförlitliga HCC-modell tillsammans med en mycket producerbar bildmetod fungerar som en viktig plattform för translationell forskning om patofysiologin hos human HCC. Realtidsövervakning av tumörhypoxi ger insikter i molekylära förändringar som leder till tumöraggressivitet, vilket gör det möjligt att bestämma områden med hypoxi och förutsäga svar på behandling.Även om intraabdominell kirurgi kan vara tekniskt utmanande, kommer adekvat planering och djurvård att förbättra den totala kirurgiska framgångsgraden och välbefinnandet hos små djur. För att börja, sterilisera dorsala regionen hos en bedövad 6 till 8 veckor gammal mus antingen på vänster eller höger sida av den nedre flanken med 70% etanol. Använd sedan pincett för att lyfta huden och för försiktigt in injektionsnålen under.För att undvika oavsiktligt läckage av den injicerade cellsuspensionen under nåluttag, flytta nålen 4 till 5 millimeter från punkteringsstället längs det subkutana planet. Efter att ha släppt pincetten, töm försiktigt innehållet i sprutan utan att tränga in på motsatt sida. Efter avlivning av den subkutana tumörbärande musen, gör ett snitt på tumörställets hud med ett skalpellblad.Skär sedan tumörblocket och överför det omedelbart till odlingsmediet. Därefter, med hjälp av skarpa kirurgiska saxar, skär tumörblocket i små 1 kubikmillimeter kuber, vilket undviker kärnområdet i tumörblocket. Håll alla kuber i kulturmedia.För ortotopisk leverimplantation, förläng lemmarna på en sövd mus och säkra dem med tejp för att maximalt exponera den ventrala buken och bröstkorgen. Sterilisera sedan hela bukhuden med 10% povidon-jodlösning följt av 70% etanol. Därefter utför en laparotomi genom att först göra ett snitt på 10 millimeter med en skarp sax för att komma åt bukhinnan.Kläm sedan fast och dra xiphoidprocessen mot huvudet med pincett och öppna det kirurgiska fältet med hjälp av subkostala retraktorer. Använd en våt gaspinne och dra tillbaka medianen och vänster leverlober uppåt. Flytta sedan tarmarna utanför buken på vänster sida av musen och täck dem med en våt gaspinne.Därefter, under en förstoringslampa för optimal visualisering, utför leverartärligering på den gemensamma leverartären, som härstammar från bukspottskörteln till dess rot i leverpedikeln. Exponera vänster lob genom att dra tillbaka medianen och vänster lobs rygg med en våt gaspinne. Använd sedan ett sterilt skalpellblad, gör ett snitt på cirka 2 millimeter långt och djupt i vänster lob och sätt omedelbart in ett tumörfragment i leversnittet med sterila pincett.Begrava tumören säkert i levern innan du applicerar en figur-åtta sutur, med en 6-0 nylonsutur över snittstället för att säkerställa korrekt tumörimplantation och hemostas. Stäng sedan buksnittet med avbrutna 5-0 suturer. Fördela en alikvot på 18-FMISO på ett rör och späd det med steril saltlösning för att säkerställa en total aktivitetskoncentration på 18 till 20 megabecquerel i 100 mikroliter.Dra sedan lösningen med en 1 ml spruta och registrera radioaktiviteten och tiden som visas på doskalibratorn. Efter inspelning av kroppsvikt hos den enskilda musen, injicera försiktigt den beredda radiotracern genom svansvenen. För att ta hänsyn till sönderfallskorrigering, registrera injektionstiden och kvarvarande aktivitet i sprutan.För att påbörja PET-förvärvet, leta reda på muspositionen i skannern genom att utföra en scoutvy. Justera musbäddens position för att säkerställa att hela muskroppen med bålregionen är i mitten av MR: s synfält. Välj sedan PET-förvärv i fönstret för studielistan. Om du vill använda de förutbestämda musbäddspositionerna från scoutvyn väljer du Skanna intervall vid tidigare förvärv.Klicka sedan på Förbered för att automatiskt flytta musbädden från MR till PET, följt av Gå för att starta förvärvet. Välj lämplig radionukleotid under Radiopharmaceutical Editor och ange information om injektionsdos och tid. Under menyn Ämnesinformation anger du dessutom musens vikt.När PET-skanningen är klar väljer du Förbered för att flytta musen från PET till MR och klickar på Gå för att utföra MR-förvärvet. När alla skanningar är klara flyttar du bildbädden tillbaka till standardpositionen genom att välja Tabell ut. PET-avbildningen som användes i denna studie avslöjade en ökning av tumörupptaget av 18-FMISO hos möss med leverartärligering men inte hos kontrollmöss.Tumörupptaget av den glykolytiska markören 18F-FDG var dock likartat hos möss med och utan leverartärligering. Kvantifiering med hjälp av detta standardiserade upptagsvärdebaserade tillvägagångssätt avslöjade ett 2,3 gånger högre 18-FMISO-upptag av tumörer hos möss med leverartärligering än hos kontrollmöss. På liknande sätt var 18-FMISO-upptaget högre i levern hos möss med leverartärligering än i levern hos kontrollmöss.Leverartärligering resulterade också i förbättrad tumörhypoxi, vilket framgår av en högre nivå av hypoxiinducerbart faktor 1-alfa-uttryck i tumörsekret från möss med leverartärligering än de från kontrollmöss. Efter 18-FMISO PET-avbildning kan vår sekvensering utföras för att identifiera rollerna för metaboliska gener inducerade under hypoxi, vilket leder till nya behandlingsstrategier. Denna teknik kan användas för att övervaka tumörhypoxi exakt, vilket möjliggör en snabb utvärdering av behandlingseffektiviteten och även skapandet av en ny terapeutisk strategi som riktar sig mot hypoxivägen i HCC.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Fluorescent Orthotopic Mouse Model of Pancreatic Cancer

Fluorescerande Orthotopic musmodell för cancer i bukspottskörteln

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

Murina Experimentellt av ursprungliga tumören utveckling och peritonealdialys metastasering<em&gt; via</em&gt; Orthotopic Ympning med ovarialcancer celler

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

Studie av virala vektorer i en Tredimensionell Lever modell nyinsatta med Human Hepatocellulär cancer 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 cirkulerande tumörceller i en ortotopisk musmodell av kolorektal cancer

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 onkogen hepatocyte-inducerad ortotopisk musmodell av Hepatocellulär cancer som uppkommer vid fastställandet av lever inflammation och fibros

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

Ultraljud-guidad ortotopisk implantation av murin Pancreatic ductal adenocarcinom

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 åtkomst chemoembolization för hepatocellulära carcinom patienter

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 ortopisk sambandsmusmodell av bukspottskörtelcancer

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

Analys av levermikromiljö under tidig progression av alkoholfritt fettleversjukdomsassocierat hepatocellulärt karcinom hos zebrafisk

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 tredimensionell sfäroidmodell för att undersöka tumör-stromal interaktion i hepatocellulärt karcinom

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