We describe a non-invasive animal imaging platform that allows the detection, quantification, and monitoring of ovarian cancer growth and recurrence. This intra-peritoneal xenograft model mimics the clinical profile of patients with ovarian cancer.
상피 성 난소 암은 미국에서 가장 치명적인 부인과 악성 종양이다. 환자는 초기 수술 용적 축소 및 백금 및 탁산 화합물로 이루어진 복합 화학 요법으로 이루어진 현재 치료 기준에 반응하지만, 환자의 거의 90 %가 수년 내에 재발. 이러한 환자에서 질환의 chemoresistant 개발중인 항암제의 효과를 제한하고, 따라서 높은 사망률에 기여한다. 재발 질병을 타겟팅 할 신규 한 치료 옵션을 검색하려면, 밀접 재발 성 난소 암 환자의 임상 적 프로파일을 모방 적절한 동물 모델이 요구된다. 복강 내 (IP) 질환을 모니터링하는 과제는 IP 모델과 이에 가장 이종이 성립 피하의 사용을 제한한다. 우리는 검출 및 IP 종양 덩어리의 해부학 적 위치를 허용하는 민감한 광학 이미징 플랫폼을 개발했다. 이 플랫폼은 U를 포함2 차원 X 선 공동 등록과 함께 분자 신호의 해부학 적 위치를 제공 할 수있는 근적외선에 가시 광선 영역에서 광 연장 기자 자체. 검출은 크게 단일 방향으로 보이지 않는 종양의 식별을 가능하게 360도 영상에 대해 여러 각도 위치에 동물을 구동 회전 시스템의 사용에 의해 개선된다. 이 플랫폼은 비 침습적 모니터링 종양 성장에 고유 한 모델을 제공하고 예방 또는 재발 성 난소 암의 치료를위한 새로운 치료법의 효능을 평가한다.
동물 모델은 생명 과학 연구에 필수 불가결 한 도구입니다. 암에있어서, 특히, 동물 연구에서 얻은 데이터는 인간 1-3 신규 진단이나 치료 응용의 테스트를 개시하는 데 요구되는 필요한 정보를 제공한다. 이 동물을 희생하지 않고도 치료 효과를 종양 부담을 측정하고 평가 할 수있는 쉬운 방법을 제공으로 고형암에 대한 동물 모델은 클래식 한 피하 설정됩니다. 실제로, 복강 내 (IP) 모델은 동물을 감지하고 종양의 성장에 어떤 변화를 측정하기 위해 희생 할 것을 요구하고 있습니다. 그러나, IP 암 난소 암, 직교성 모델은 적절한 환경 4-6 질병을 연구하는 장점을 제공한다. 이러한 모델은 항 종양 활성의 평가에 사용되기를 들어, 비 침습성 영상화 방법은 살아있는 쥐의 IP 종양 부담의 정량화를 허용이 개발 될 필요가있다.
의 주요 과제IP 동물 모델의 사용은 정확하게 신체 검사에 의해 종양 부담을 정량화하는 어려움이다. IP 종양의 정확한 정량은 일반적으로 절개를 위해 희생 할 수있는 마우스가 필요합니다. 이러한 접근 방식은 서로 다른 시점에서 희생 될 동물의 높은 번호의 사용을 필요로한다. 비용 외에도 인한 각 동물 내에서 고유 변화로 높은 데이터 변화를 도입한다. 생체 내 광 이미징 비 침습적 라이브 마우스에서 IP 종양 부담을 모니터링 더 피팅 접근 방법을 제공한다.
몇몇 비 침습적 촬상 방법은 현재 종양 성장 및 치료 반응을 모니터링 전임상 연구에 사용된다. 여기에는 형광 및 생물 발광 7-12 같은 컴퓨터 단층 촬영 (CT), 초음파 (US), 자기 공명 영상 (MRI), 양전자 방출 단층 촬영 (PET), 및 광학 영상을 포함한다. CT는 X 레이 및 자동 생산을 조합 송신 촬상 과정어 기술. 이것은 다른 속도로 본체를 통과 고 에너지 광자의 검출 빔의 단면 이미지를 생성한다. US 고주파 다른 속도는 조직의 밀도에 의존하고 시각적 이미지를 생성하기 위해 컴퓨터에서 인식으로 반사된다 체 생성 음파로 송신 사운드 반사 이미지의 유형이다. MRI와 PET 이미지를 생성하기 위해 각각 자기 에너지 핵 입자를 사용하는 발광 영상 방식이다. PET는 투여 표시된 2 fluorodeoxy-D-포도당 7,9,11의 방사능을 감지하는 민감한 카메라를 필요로하는 동안 MRI 이미지를 만드는 데 사용되는 자신의 무선 주파수를 생산하는 세포를 유도하는 강력한 자기장을 생성합니다. 마지막으로, 광학 영상은 생체 발광 또는 형광 리포터 또는 프로브 9,12-의 출사 광의 검출에 기초한다.
이 보고서에서는 제공되는 형광의 사용을 설명영상 방식의 다른 유형에 비해 몇 가지 장점. 형광 이미징으로, 세포는 지속적으로 각각의 생물 발광과 자기 공명 영상을위한 필수이다 기판 또는 결찰 기반 프로브의 첨가 없이도 형광 단백질을 발현하도록 유 전적으로 조작 될 수있다. 형광 리포터는 일반적 따라서 덜 민감한 검출 방법 8,12의 사용을 허용 밝은 신호를 표현한다. 또한, 형광 이미징, CT는 7-9로 달성 아니다 1cm보다 작은 종양을 검출 할 수있다. 마지막으로, 생물 발광 대조적으로, 형광 신호는 호기성 환경을 필요로하지 않으며, 따라서 신호는 보통 큰 종양 (13)의 코어에 발생하는 저산소 환경에 한정되지 않는다.
그러나, 다른 기술로, 형광 기반 이미징 방법의 단점이있다. 중 하나는 마치의 무능력이다NE-생성 낮은 에너지 광자는 충분한 깊이로 침투합니다. 따라서 동물이 서로 다른 각도 묘화되어야 확산 조직 광자의 양을 최소화한다. 우리는 누드 마우스에 IP 난소 암 및 회전을 통해 전체 동물 영상을 제공 IP 종양 모니터링을위한 접근 방법을 설정하기 위해 프로토콜을 설명합니다. 회전기는 종종, 광원과 검출기 사이에 발생하는 조직의 간섭을 감소하고 반복 특정한 위치에 마우스를 각도. 이것은 그렇지 않으면 놓칠 수 있습니다 작은 종양의 시각화를 최적화합니다.
우리는 환자에서 관찰 된 임상 프로파일을 모방 IP 인간 난소 암 동물 모델을 수립하기 위해 프로토콜을 설명합니다. 또, 2 차원 영상의 감도 한계를 해결 동물 회전기구의 사용을 설명한다. 함께 찍은, 이러한 기술은 chemoresistant 재발 성 난소 암을 대상으로 할 수 있습니다 신규 화합물을 발견하는 플랫폼 역할을 할 수 있습니다. 또한, 이러한 모델은 암의 재발 및 진행의 생물학을 이해하는데 사용될 수있다.
인해 복막 위치, 조기 IP 난소 암 이종 이식 물리적 마우스를 조사함으로써 검출 거의 불가능하다. 대부분의 경우, 질병 촉지 할 수 일단 종양이 이미 상당한 부담이며, 따라서 치료 효과의 평가를 제한한다. 형광 표지 된 세포의 사용은 실시간 결과적 t를 시작하는 최적의 시간을 식별하는 IP 종양의 확립을 평가할 수있게 해준다reatment. 유사한 방식으로, 형광 표지 된 이종 이식은 치료 반응을 모니터링 할 수있다. 그것은 지적 아웃해야하지만 해당 IP가보다 깊은 1cm에 관계없이 기자 시스템의 일반적으로 검출되지 종양.
인간 난소 암 줄기 세포 14,15,17,22의 사용은 환자에서 관찰 된 임상 프로파일을 모방 이종 이식편을 생성한다. 주요 질병으로서, 모델은 파클리탁셀에 응답하지만 치료의 종료는 결국 chemoresistant 재발 질병 리드. 프로토콜 섹션에 지정된 밀도 자궁 뿔을 통해 세포를 소개 보통 때문에 몇 복막 이식하고 모방 초기 단계의 질환을 가진 후 10 일 이내에 난소 종양 발생합니다. 형광 표지 된 세포의 사용은 실시간으로 결과적으로 치료를 시작하기 위해 최적의 시간을 식별하는 IP 종양의 설립을 평가하기 위해 우리가 할 수 있습니다. 유사한 방식으로, 형광 표지 된 이종 이식편 모니터링 O를 허용치료에 F 응답. 암세포의 다른 유형 난소 사용하거나하는 경우,이 프로파일이 관찰되지 않을 가능성이있다. SKOV3는, 예를 들어 사용되는 경우, 이는 초기 IP 종양 이미 23 내성 것으로보고되었다. 이러한 형광, IP와 같은 기자로 표지 그럼에도 불구하고, 질병은 실시간으로 따라 할 수 있습니다.
다른 형광 리포터는 사용되는 경우에도 제어 (없음 종양) 동물 초기 이미징을 수행하는 것이 중요하다. 이것은 이미징 프로토콜의 최적화 비율을 시그널링하기 최상의 배경을 달성 할 수있게한다. GFP 수집 설정을 사용하여 몇 군데 때 우리의 경험에 의하면, 누드 마우스는 일반적으로 높은 배경을 가지고있다.
이는 세포가 자궁 종양의 확립을 피하기 위해 하나의 현탁액에 자궁 내를 분사되는 것이 중요하다. 또한, 암 세포의 생착을 촉진 자궁 상피 층을 긁히지 않도록하는 것도 중요자궁들, 따라서 자궁 내 종양 대신 IP 질환의 제조. 또한, 데이터 분석에서, 그것은이 이미지의 강도가 선형이며 이미지 간의 비교를 허용한다는 보장 1에 감마 값을 설정하는 것이 중요하다.
MARS 이미지 획득 동안, 접을 노즈콘의 진공관 단부는 노즈콘 세스에 있는지 확인하는 것이 중요하다. 노즈콘은 마우스의 접점 역할을하므로 정확하게 교정 각도를 얻기 위해 필요합니다. 이상 이미징 프로토콜 (예 : 1 시간 이상)의 경우, 탈수를 방지하기 위해 멸균 생리 식염수를 피하 100 ㎕를 주입. 동물 체온은 약 37 ° C의 시스템을 흐르는 따뜻한 공기를 이용하여 유지되어야한다. MARS 시스템의 한계는 단지 한마리 동물 당 약 1 시간의 전체 실행 시간에 한번에 이미징 될 수 있다는 것이다.
결론적 추정치를 설명밀접하게 난소 암, 모두 기본 및 재발 성 질환을 모방 동물 모델의 ablishment. 이 모델은 신규 한 진단이나 치료 양식의 효능을 평가하는 데 사용될 수있다.
The authors have nothing to disclose.
이 연구는 프로그램을 치료 샌즈 가족 재단, 그리고 발견에 의해, NIH 보조금 RO1CA118678 및 RO1CA127913에 의해 지원되었다.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
RPMI 1640 media | GIBCO, by Life Technologies | 23400-021 | |
fetal bovine serum | Gemini Bioproducts | 100-106 | |
T75 cell culture flasks | Corning | 430641 | |
PBS | Life Technologies | 10010-023 | |
Trypsin | GIBCO, by Life Technologies | 25300-054 | |
Isoflurane | Butler Schein | NDC 11695-6776-1 | |
Alcohol pads | Fischer Scientific | 06-669-62 | |
1 ml syringe | Becton Dickinson | 309602 | |
25 gauge needle | Becton Dickinson | 305122 | |
synthetic absorbable suture | Covidien | SL-636 | |
tissue adhesive | Vetbond | 1469SB | |
surgical scissors | VWR | 82027-584 | |
surgical forceps | VWR | 82027-386 | |
hemostat | VWR | 82027-422 | |
Paclitaxel | Hospira, Inc. | NDC 61703-345-50 | |
Ibuprofen | Walgreens | Children's Ibuprofen 100 (100 mg/5ml) | |
Puralube Vet ointment | Pharmaderm | ||
In vivo MS FX PRO | Bruker Corporation | ||
MI software | Bruker Corporation | ||
athymic nude mice | Harlan |