Name: В центре внимания автора: Стратегии мультимодальной визуализации для оптимизации доставки лекарств и раннего выявления при лечении глиобластомы
Uploaded: 2024-03-01T14:15:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Two-Photon Intravital Microscopy of Glioblastoma in a Murine Model at JoVE.com

Мы хотели бы поблагодарить Стэнфордскую службу нейробиологической микроскопии Ву Цай, Стэнфордский центр инноваций в области визуализации in vivo (SCi3) - центр визуализации мелких животных, NIH S10 Shared Instrumentation Grant (S10RR026917-01, руководитель Майкл Мозли, доктор философии) и Стэнфордский центр доклинической визуализации на Портер-Драйв за предоставление оборудования и инфраструктуры для этого проекта. Эта работа была поддержана грантом Национального института детского здоровья и развития человека, грант No R01HD103638. Мы хотели бы поблагодарить Schnitzer Group, Стэнфордский университет; лаборатория Цзо, Университет Санта-Крус; и Лаборатория нейроваскулярной визуализации, Бостонский фотонный центр, Бостонский университет, для образовательных дискуссий по двухфотонной визуализации и моделям краниальных окон.

Процедура содержания животных, описанная в этом протоколе, соответствует требованиям Административной группы по уходу за лабораторными животными (APLAC).
1. Клеточная культура
<ol><li>Подготовка вытяжки<ol><li>Вымойте руки, наденьте перчатки и лабораторный халат. Вклю?...

Отслеживание наночастиц в опухолях головного мозга в реальном времени с помощью 2P-IVM у мышей

<ol>
	<li>Denk, W., Strickler, J. H., Webb, W. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-photon+laser+scanning+fluorescence+microscopy.">Two-photon laser scanning fluorescence microscopy.</a> Science. 248 (4951), 73-76 (1990).</li><li>Wang, Z., McCracken, S., Williams, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transpupillary+two-photon+in+vivo+imaging+of+the+mouse+retina.">Transpupillary two-photon in vivo imaging of the mouse retina.</a> J Vis Exp. 168, 61970 (2021).</li><li>Zhang, 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=In+vivo+two-photon+microscopy+reveals+the+contribution+of+Sox9++to+kidney+regeneration+in+a+mouse+model+with+extracellular+vesicle+treatment.">In vivo two-photon microscopy reveals the contribution of Sox9+ to kidney regeneration in a mouse model with extracellular vesicle treatment.</a> J Biol Chem. 295 (34), 12203 (2020).</li><li>Jang, 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=Two-photon+microscopy+of+Paneth+cells+in+the+small+intestine+of+live+mice.">Two-photon microscopy of Paneth cells in the small intestine of live mice.</a> Sci Rep. 8 (1), 14174 (2018).</li><li>Ihler, F., Bertlich, M., Weiss, B., Dietzel, S., Canis, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-photon+microscopy+allows+imaging+and+characterization+of+cochlear+microvasculature+in+vivo.">Two-photon microscopy allows imaging and characterization of cochlear microvasculature in vivo.</a> Biomed Res Int. 2015, 154272 (2015).</li><li>Matsuura, 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=Intravital+imaging+with+two-photon+microscopy+reveals+cellular+dynamics+in+the+ischeamia-reperfused+rat+heart.">Intravital imaging with two-photon microscopy reveals cellular dynamics in the ischeamia-reperfused rat heart.</a> Sci Rep. 8 (1), 15991 (2018).</li><li>Veres, T. Z., 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=Intubation-free+in+vivo+imaging+of+the+tracheal+mucosa+using+two-photon+microscopy.">Intubation-free in vivo imaging of the tracheal mucosa using two-photon microscopy.</a> Sci Rep. 7 (1), 694 (2017).</li><li>Zong, W., 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=Large-scale+two-photon+calcium+imaging+in+freely+moving+mice.">Large-scale two-photon calcium imaging in freely moving mice.</a> Cell. 185 (7), 1240-1256.e30 (2022).</li><li>Takasaki, K., Abbasi-Asl, R., Waters, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superficial+bound+of+the+depth+limit+of+two-photon+imaging+in+mouse+brain.">Superficial bound of the depth limit of two-photon imaging in mouse brain.</a> eNeuro. 17 (1), (2019).</li><li>Birkner, A., Konnerth, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+two-photon+imaging+in+vivo+with+a+red-shifted+calcium+indicator.">Deep two-photon imaging in vivo with a red-shifted calcium indicator.</a> Methods Mol Biol. 1929, 15-26 (1929).</li><li>Busche, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+two-photon+calcium+imaging+of+hippocampal+neurons+in+Alzheimer+mouse+models.">In vivo two-photon calcium imaging of hippocampal neurons in Alzheimer mouse models.</a> Methods Mol Biol. 1750, 341-351 (2018).</li><li>Li, 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=A+sensitive+two-photon+probe+to+selectively+detect+monoamine+oxidase+B+activity+in+Parkinson's+disease+models.">A sensitive two-photon probe to selectively detect monoamine oxidase B activity in Parkinson's disease models.</a> Nat Commun. 5, 3276 (2014).</li><li>Madden, K. S., Zettel, M. L., Majewska, A. K., Brown, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+tumor+imaging:+live+imaging+of+glioma+by+two-photon+microscopy.">Brain tumor imaging: live imaging of glioma by two-photon microscopy.</a> Cold Spring Harb Protoc. 2013 (3), (2013).</li><li>Ricard, 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=Phenotypic+dynamics+of+microglial+and+monocyte-derived+cells+in+glioblastoma-bearing+mice.">Phenotypic dynamics of microglial and monocyte-derived cells in glioblastoma-bearing mice.</a> Sci Rep. 6, 26381 (2016).</li><li>Soub&#233;ran, 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=Effects+of+VEGF+blockade+on+the+dynamics+of+the+inflammatory+landscape+in+glioblastoma-bearing+mice.">Effects of VEGF blockade on the dynamics of the inflammatory landscape in glioblastoma-bearing mice.</a> J Neuroinflammation. 16 (1), 191 (2019).</li><li>Zhang, W., 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=Real-time+vivo+reveals+specific+nanoparticle+target+binding+in+a+syngeneic+glioma+mouse+model.">Real-time vivo reveals specific nanoparticle target binding in a syngeneic glioma mouse model.</a> Nanoscale. 14 (15), 5678-5688 (2022).</li><li>Wartchow, K. 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=Treatment+with+cyclic+AMP+activators+reduces+glioblastoma+growth+and+invasion+as+assessed+by+two-photon+microscopy.">Treatment with cyclic AMP activators reduces glioblastoma growth and invasion as assessed by two-photon microscopy.</a> Cells. 10 (3), 556 (2021).</li><li>Jiang, L. W., 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=Label-free+detection+of+fibrillar+collagen+deposition+associated+with+vascular+elements+in+glioblastoma+multiforme+by+using+multiphoton+microscopy.">Label-free detection of fibrillar collagen deposition associated with vascular elements in glioblastoma multiforme by using multiphoton microscopy.</a> J Microsc. 265 (2), 207-213 (2017).</li><li>Chen, Z., Ross, J. L., Hambardzumyan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intravital+2-photon+imaging+reveals+distinct+morphology+and+infiltrative+properties+of+glioblastoma-associated+macrophages.">Intravital 2-photon imaging reveals distinct morphology and infiltrative properties of glioblastoma-associated macrophages.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 116 (28), 14254-14259 (2019).</li><li>Zhang, Y. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Labeling+human+mesenchymal+stem+cells+with+gold+nanocages+for+in+vitro+and+in+vivo+tracking+by+two-photon+microscopy+and+photoacoustic+microscopy.">Labeling human mesenchymal stem cells with gold nanocages for in vitro and in vivo tracking by two-photon microscopy and photoacoustic microscopy.</a> Theranostics. 3 (8), 532-543 (2013).</li><li>Schindelin, 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=Fiji:+an+open-source+platform+for+biological-image+analysis.">Fiji: an open-source platform for biological-image analysis.</a> Nat Methods. 9 (7), 676-682 (2012).</li><li>Hoeferlin, G. F., Menendez, D. M., Krebs, O. K., Capadona, J. R., Shoffstall, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+thermal+damage+from+robot-drilled+craniotomy+for+cranial+window+surgery+in+mice.">Assessment of thermal damage from robot-drilled craniotomy for cranial window surgery in mice.</a> J Vis Exp. 189, 64188 (2022).</li><li>Holtmaat, 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=high-resolution+imaging+in+the+mouse+neocortex+through+a+chronic+cranial+window.">high-resolution imaging in the mouse neocortex through a chronic cranial window.</a> Nat Protoc. 4 (8), 1128-1144 (2009).</li><li>Heo, 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=A+soft,+transparent,+freely+accessible+cranial+window+for+chronic+imaging+and+electrophysiology.">A soft, transparent, freely accessible cranial window for chronic imaging and electrophysiology.</a> Sci Rep. 6, 27818 (2016).</li><li>Kim, T. 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=Long-term+optical+access+to+an+estimated+one+million+neurons+in+the+live+mouse+cortex.">Long-term optical access to an estimated one million neurons in the live mouse cortex.</a> Cell Rep. 17 (12), 3385-3394 (2016).</li><li>K&#305;l&#305;&#231;, 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=Chronic+cranial+windows+for+long+term+multimodal+neurovascular+imaging+in+mice.">Chronic cranial windows for long term multimodal neurovascular imaging in mice.</a> Front Physiol. 11, 612678 (2021).</li><li>Helm, P. J., Ottersen, O. P., Nase, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+optical+properties+of+the+mouse+cranium-implications+for+in+vivo+multi+photon+laser+scanning+microscopy.">Analysis of optical properties of the mouse cranium-implications for in vivo multi photon laser scanning microscopy.</a> J Neurosci Methods. 178 (2), 316-322 (2009).</li><li>Lu, W., Sun, Q., Wan, J., She, Z., Jiang, X. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cationic+albumin-conjugated+pegylated+nanoparticles+allow+gene+delivery+into+brain+tumors+via+intravenous+administration.">Cationic albumin-conjugated pegylated nanoparticles allow gene delivery into brain tumors via intravenous administration.</a> Cancer Res. 66 (24), 11878-11887 (2006).</li><li>Zhang, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=LDLR-mediated+peptide-22-conjugated+nanoparticles+for+dual-targeting+therapy+of+brain+glioma.">LDLR-mediated peptide-22-conjugated nanoparticles for dual-targeting therapy of brain glioma.</a> Biomaterials. 34 (36), 9171-9182 (2013).</li><li>Xin, 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=Enhanced+anti-glioblastoma+efficacy+by+PTX-loaded+PEGylated+poly(&#603;-caprolactone)+nanoparticles:+In+vitro+and+in+vivo+evaluation.">Enhanced anti-glioblastoma efficacy by PTX-loaded PEGylated poly(&#603;-caprolactone) nanoparticles: In vitro and in vivo evaluation.</a> Int J Pharm. 402 (1-2), 238-247 (2010).</li><li>Valable, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+MRI+tracking+of+exogenous+monocytes/macrophages+targeting+brain+tumors+in+a+rat+model+of+glioma.">In vivo MRI tracking of exogenous monocytes/macrophages targeting brain tumors in a rat model of glioma.</a> Neuroimage. 40 (2), 972 (2008).</li><li>Jia, 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=Phototheranostics:+Active+targeting+of+orthotopic+glioma+using+biomimetic+proteolipid+nanoparticles.">Phototheranostics: Active targeting of orthotopic glioma using biomimetic proteolipid nanoparticles.</a> ACS Nano. 13 (1), 386-398 (2021).</li><li>Asan, 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=Cellular+correlates+of+gray+matter+volume+changes+in+magnetic+resonance+morphometry+identified+by+two-photon+microscopy.">Cellular correlates of gray matter volume changes in magnetic resonance morphometry identified by two-photon microscopy.</a> Sci Rep. 11, 4234 (2021).</li></ol>

Мы представляем метод отслеживания НЧ in vivo в режиме реального времени с использованием 2P-IVM через краниальное окно для оценки доставки в опухоль флуоресцентно меченных НЧ оксида железа. Хирургическая техника этой процедуры требует твердой руки и продвинутых экспериментальных хи?...

Двухфотонная прижизненная микроскопия (2P-IVM) — это метод флуоресцентной визуализации, который позволяет визуализировать живую ткань1.
Впервые разработанный в 1990-х годах, метод 2P-IVM использовался для анализа in vivo сетчатки2, почки3, тонкой кишки4, улитки5, сердца6, трахеи7 и головного мозга в различных доклинических моделях 8,9. В области неврологии 2P-IVM приобрел важное значение как метод визуализации здорового мозга в режиме реального времени у бодрствующих животных10, а также для изучения заболеваний нервной системы, таких как болезнь Альцгеймера11, болезнь Паркинсона12 и глиобластома (GBM)13,14,15,16.
2P-IVM предлагает элегантное решение для изучения микроокружения опухоли в процессе развития ГБМ. В то время как некоторые предыдущие исследования были сосредоточены на моделях in vitro17 и ex vivo 18, другие использовали ортотопическиемодели 19 и ксенотропныемодели 20 in vivo для изучения GBM. Madden et al. провели нативную визуализацию клеточной линии глиомы крысы CNS-1 на мышиной модели13. Используя ортотопическую мышиную модель GL261-DsRed, Ricard et al. выполнили внутривенное введение флуорофора для улучшения кровеносных сосудов в области опухоли в 2P-IVM14.
Здесь мы применяем 2P-IVM для отслеживания доставки в опухоль флуоресцентно меченных наночастиц оксида железа (NP) в ортотопической мышиной модели GBM. Используя краниальное окно, этот метод позволяет детально изучить пространственно-временное распределение НЧ в головном мозге в режиме реального времени.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.9% sodium chloride infusion solution</td>
			<td>Baxter Corp</td>
			<td>533-JB1301P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td> 
			Dulbecco&#39;s Modified Eagle Medium</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>11965-092</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 mL syringes</td>
			<td>BD</td>
			<td>Luer-Lok syringe, REF309628</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10%&#160;FBS</td>
			<td>Thermo fisher</td>
			<td>Cytiva SH30910.03HI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10% DMSO</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D8418-50ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-photon microscope</td>
			<td>Prairie Technologies, Bruker</td>
			<td>Prairie Ultima IV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol applicators, 70%</td>
			<td>Medline Industries, LP</td>
			<td>MDS093810</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol, spray bottle</td>
			<td>Decon Labs Inc</td>
			<td>Decon SaniHol, 04-355-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum foil</td>
			<td>Reynold Brands</td>
			<td>Reynold Wrap non-stick aluminum foil</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesia machine</td>
			<td>Patterson Scientific</td>
			<td>SAS3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesia monitoring&#160;</td>
			<td>Kent Scientific&#160;</td>
			<td>MouseSTAT Jr. Rodent Pulsoxymeter</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibiotic-Antimycotic (100x), liquid</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>15240-096</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine applicators</td>
			<td>Professional Disposables International, Inc</td>
			<td>S41125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biopsy punch, 5 mm&#160;</td>
			<td>Miltex</td>
			<td>Size 5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine sustained release</td>
			<td>Zoo Pharm</td>
			<td>Bup SR Lab, 1.0 mg/mL</td>
			<td>A generic drug can be used instead.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C6 rat glioma cell line</td>
			<td>ATCC (American Tissue Culture Collection)</td>
			<td>CCL-107</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannulas</td>
			<td>BD</td>
			<td>16 G, 1.1/2&#8221;, 30 G, 1&#8221;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carprofen</td>
			<td>Pfizer&#160;</td>
			<td>Rimadyl, 50 mg/ml</td>
			<td>A generic drug can be used instead.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cefazoline</td>
			<td>Sagent Pharmaceuticals</td>
			<td>25021-101-10, 1 g/vial</td>
			<td>A generic drug can be used instead.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell strainer, 40 &#181;m</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>87711</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton tip applicators, 6&#8221;&#160;</td>
			<td>Dyad Medical Sourcing, LLC</td>
			<td>HCS1005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental cement</td>
			<td>Stoelting Co</td>
			<td>51459</td>
			<td>Dental cement kit, clear, 2 components</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dexamethasone</td>
			<td>Bimeda</td>
			<td>138RX, 2 mg/mL</td>
			<td>A generic drug can be used instead.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DietGel</td>
			<td>ClearH2O</td>
			<td>Recovery, 72-06-502</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drape&#160;</td>
			<td>Cardinal Health</td>
			<td>Bio Shield Wrap</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill</td>
			<td>Saeyang Microtech</td>
			<td>Escort Pro, B08350</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill tips&#160;</td>
			<td>Hager &#38; Meissinger GmbH</td>
			<td>REF310104001001005</td>
			<td>Size 005, US 1/4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FIJI imaging analysis software</td>
			<td>National Institute of Health</td>
			<td>https://imagej.net/software/fiji/</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-812-41</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gauze</td>
			<td>Fisher HealthCare</td>
			<td>Sterile Cotton Gauze Pad, 4 x 4&#8221;, 22-415-469</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gelfoam&#160;</td>
			<td>Ethicon Inc.&#160;</td>
			<td>Surgifoam absorbable gelatin sponge, Ref. 1972</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Germinator&#160;</td>
			<td>Cellpoint Scientific&#160;</td>
			<td>Germinator 500, No. 11688</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass coverslips, 5 mm diameter</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>Menzel Cover glass&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gloves, non-sterile</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>Nitrile powder-free medical examination gloves</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gloves, sterile</td>
			<td>Medline Industries, LP</td>
			<td>MDS104070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hair removal cream</td>
			<td>Church &#38; Dwight</td>
			<td>Nair Hair remover lotion&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton syringe</td>
			<td>Hamilton Company Inc</td>
			<td>Gastight #1701, 10 &#181;L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HBSS without Ca, Mg</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>PI88284</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Head bar</td>
			<td>Hongway</td>
			<td>5 mm inner diameter O-rings</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating pad</td>
			<td>Stoelting Co.&#160;</td>
			<td>Rodent warmer X2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin syringes</td>
			<td>Exel International Medical Products&#160;</td>
			<td>29G x 1/2&#8243;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iron oxide nanoparticles</td>
			<td>Covis Pharma GmbH</td>
			<td>Feraheme ferumoxytol injection, 510 mg/17 mL, 59338077501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Dechra</td>
			<td>26675-46-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mice</td>
			<td>Jackson Laboratories</td>
			<td>NSG, Strain 005557</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope (surgery)</td>
			<td>Seiler Medical</td>
			<td>Seiler IQ Q-100-220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nanoparticles</td>
			<td>Custom</td>
			<td></td>
			<td>Iron oxide nanoparticles (Ferumoxytol) labeled with fluorescein isothiocyanate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ophtalmic ointment</td>
			<td>Major pharmaceuticals</td>
			<td>Lubrifresh P.M. nighttime ointment, 203964</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen</td>
			<td>Linde Gas &#38; Equipment Inc.&#160;</td>
			<td>High Pressure Steel K Style Cylinder, 249CF, 2000PSIG, CGA 540</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic cups</td>
			<td>Georgia-Pacirif Consumer Products</td>
			<td>Dixie Portion Cup, 2 oz., Plastic, Clear, PK2400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene tubing</td>
			<td>Braintree Scientific</td>
			<td>50-195-5494</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scale</td>
			<td>Ohaus Corp</td>
			<td>CR2200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel</td>
			<td>Integra Life Sciences Production Corp</td>
			<td>Integra Miltex Stainless steel disposable scalpel</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-804-18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sealant</td>
			<td>Henkel Corp</td>
			<td>Loctite 4014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Single use lab gown</td>
			<td>High Tech Conversions</td>
			<td>17-444-081</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotactic frame</td>
			<td>Stoelting Co.&#160;</td>
			<td>Stoelting New Standard TM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile Vacuum Bottle Top Filtration Systems</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S2GPU05RE, MilliporeSigma NO.:S2GPU05RE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Styrofoam box</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical gloves</td>
			<td>Cardinal Health</td>
			<td>19-163-108</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical glue, 3M Vetbond tissues adhesive</td>
			<td>3M Animal Care Prodcuts</td>
			<td>1469SB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tail vein cathether</td>
			<td>Custom</td>
			<td></td>
			<td>Consists of two 30 G cannulas connected with sillicone tubing&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TrypLE Express (1x), no phenol red</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>12604-039</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultraviolett torch</td>
			<td>Spring sunshine technology</td>
			<td>Consciot</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

two-photon intravital microscopy of glioblastoma in a murine model

Внутривенное введение противораковых препаратов к опухолям головного мозга ограничено гематоэнцефалическим барьером. Метод прямой визуализации накопления и распределения макромолекул в опухолях головного мозга in vivo значительно расширит нашу способность понимать и оптимизировать доставку лекарств в доклинических моделях. Этот протокол описывает метод отслеживания in vivo в режиме реального времени внутривенно введенных флуоресцентно меченных наночастиц с помощью двухфотонной прижизненной микроскопии (2P-IVM) на мышиной модели глиобластомы (GBM).
Протокол содержит многоступенчатое описание процедуры, включающее анестезию и анальгезию экспериментальных животных, создание краниального окна, имплантацию клеток GBM, установку планки на голову, проведение исследований 2P-IVM и послеоперационный уход для долгосрочных последующих исследований. Мы покажем репрезентативные сеансы визуализации 2P-IVM и анализ изображений, рассмотрим преимущества и недостатки этой технологии, а также обсудим потенциальные области применения.
Этот метод может быть легко модифицирован и адаптирован для различных исследовательских задач в области доклинической визуализации головного мозга in vivo .

Two-photon intravital microscopy (2P-IVM) is a fluorescence imaging technique that allows the visualization of living tissue1.
First developed in the 1990s, 2P-IVM has been used for in vivo analysis of the retina2, kidney3, small intestine4, cochlea5, heart6, trachea7, and the brain in various preclinical models8,9. In the field of neuroscience, 2P-IVM has gained importance as a technique for real-time imaging of the healthy brain in awake animals10, as well as studying diseases of the nervous system such as Alzheimer&#39;s11, Parkinson&#39;s12 and glioblastoma (GBM)13,14,15,16.
2P-IVM offers an elegant solution for studying the tumor microenvironment during the development of GBM. While some previous studies focused on in vitro17 and ex vivo models18, others implemented orthotopic19 and xenotropic20&#160;in vivo models for examining GBM. Madden et al. performed native imaging of CNS-1 rat glioma cell line in a mouse model13. Using an orthotopic GL261-DsRed murine model, Ricard et al. performed an intravenous administration of a fluorophore to enhance the blood vessels in the tumor region in 2P-IVM14.
Here, we apply 2P-IVM for tracking the tumor delivery of fluorescent-labeled iron oxide nanoparticles (NP) in an orthotopic mouse model of GBM. Using a cranial window, this method allows us to study the real-time spatiotemporal distribution of NPs in the brain in detail.

В центре внимания автора: Стратегии мультимодальной визуализации для оптимизации доставки лекарств и раннего выявления при лечении глиобластомы

Двухфотонная прижизненная микроскопия глиобластомы на мышиной модели

Glioblastoma is one of the most common primary brain cancer and is associated with fast growth and poor life expectancy. Developing effective therapies for glioblastoma remains a major challenge since the delivery of therapeutics is limited by the blood brain barrier. A method to directly image the accumulation and distribution of macromolecules in the brain would greatly enhance our ability to understand and optimize drug delivery.Two-photon microscopy offers an elegant solution for studying the real-time distribution of nanoparticles in the preclinical model of glioblastoma. By modifying the nanoparticle used in this study, it's possible to investigate the delivery of different drug candidates and combination therapies on a cellular and molecular level. In addition to two-photon intravital microscopy, the iron oxide component of these nanoparticles allow for multimodal imaging with MRI or MPI.For the future, imaging facilities could serve in the realization of early detection to cancer, thereby leading to more effective therapies against malignant neoplasia. One path to achieve this is to merge two-photon intravital microscopy with other imaging modalities such as positron emission tomography and photoacoustic ultrasound.

Здесь мы выполнили операцию на краниальном окне и приживили клетки C6 в мышиной модели GBM NSG (n = 5). Надлежащая герметизация между всеми компонентами, участвующими в создании окна (рис. 1A), обеспечит долговечность окон при длительной визуализации и, кроме того, снизит заболе?...

Watch this Scientific Journal Video about Two-Photon Intravital Microscopy of Glioblastoma in a Murine Model at JoVE.com

Представлен новый подход к двухфотонной микроскопии доставки из опухоли флуоресцентно-меченых наночастиц оксида железа в глиобластому на мышиной модели.

The delivery of intravenously administered cancer therapeutics to brain tumors is limited by the blood-brain barrier. A method to directly image the ...

Глиобластома является одним из наиболее распространенных первичных видов рака головного мозга и связана с быстрым ростом и низкой продолжительностью жизни. Разработка эффективных методов лечения глиобластомы остается серьезной проблемой, поскольку применение терапевтических препаратов ограничено гематоэнцефалическим барьером. Метод прямой визуализации накопления и распределения макромолекул в мозге значительно повысит нашу способность понимать и оптимизировать доставку лекарств.Двухфотонная микроскопия предлагает элегантное решение для изучения распределения наночастиц в реальном времени в доклинической модели глиобластомы. Модифицируя наночастицу, используемую в этом исследовании, можно исследовать доставку различных лекарственных препаратов-кандидатов и комбинированной терапии на клеточном и молекулярном уровне. В дополнение к двухфотонной прижизненной микроскопии, железооксидный компонент этих наночастиц позволяет проводить мультимодальную визуализацию с помощью МРТ или МПИ.В будущем средства визуализации могут служить для реализации раннего выявления рака, что приведет к более эффективным методам лечения злокачественных новообразований. Одним из путей достижения этой цели является объединение двухфотонной прижизненной микроскопии с другими методами визуализации, такими как позитронно-эмиссионная томография и фотоакустический ультразвук.

two-photon-intravital-microscopy-of-glioblastoma-in-a-murine-model

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Two-Photon Intravital Microscopy of Glioblastoma in a Murine Model

The delivery of intravenously administered cancer therapeutics to brain tumors is limited by the blood-brain barrier. A method to directly image the accumulation and distribution of macromolecules in brain tumors in vivo would greatly enhance our ability to understand and optimize drug delivery in preclinical models. This protocol describes a method for real-time in vivo tracking of intravenously administered fluorescent-labeled nanoparticles with two-photon intravital microscopy (2P-IVM) in a mouse model of glioblastoma (GBM).
The protocol contains a multi-step description of the procedure, including anesthesia and analgesia of experimental animals, creating a cranial window, GBM cell implantation, placing a head bar, conducting 2P-IVM studies, and post-surgical care for long-term follow-up studies. We show representative 2P-IVM imaging sessions and image analysis, examine the advantages and disadvantages of this technology, and discuss potential applications.
This method can be easily modified and adapted for different research questions in the field of in vivo preclinical brain imaging.

We present a novel approach for two-photon microscopy of the tumor delivery of fluorescent-labeled iron oxide nanoparticles to glioblastoma in a mouse model.