JoVE Journal > Cancer Research
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
العربية

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Cancer Research

استخدام التصوير PET/CT فدج و 18والأنسجة الكمية لقياس التغيرات الدينامية في استقلاب الجلوكوز في نماذج الماوس من سرطان الرئة

Published: July 21, 2018
doi:
10.3791/57167
, , , , , , , ,
1Division of Pulmonary and Critical Care Medicine,University of California Los Angeles David Geffen School of Medicine, 2University of North Carolina at Chapel Hill, 3Department of Molecular and Medical Pharmacology,University of California Los Angeles, 4Andor Technology, 5Division of Orthopaedic Surgery,University of California Los Angeles David Geffen School of Medicine

Summary

في هذا البروتوكول، ونحن تصف كيفية الاستفادة من [18F]-2-fluoro-2-deoxy-D-glucose بوزيترون التصوير المقطعي والتصوير المقطعي (18وفدج PET/CT) قياس مدى الاستجابة الأيضية الورم للعلاج المستهدفة MLN0128 في كراس/Lkb1 الماوس متحولة نموذج من سرطان الرئة وإلى جانب التصوير بدقة عالية السابقين فيفو autoradiography وكمية الأنسجة.

Abstract

من السمات مميزة للأورام المتقدمة هو التحول إلى تحلل الهوائية التي تقاس سرعة [18F]-2-fluoro-2-deoxy-D-glucose التصوير المقطعي بالبوزيترون (18وفدج الحيوانات الأليفة) تصوير. الطفرات المشارك في proto-oncogene كراس والجينات القامع الورم LKB1 هي الأحداث المتكررة في سرطان الرئة التي تدفع هايبرميتابوليك، نمو الورم جليكوليتيك. مسار الحرج الذي ينظم النمو والايض هذه الأورام هو الهدف آليا إلى المسار ربمسن (mTOR)، التي يمكن استهدافها فعالية استخدام مثبطات كيناز mTOR الحفاز الانتقائي. مثبط mTOR MLN0128 يمنع تحلل في الفئران التي تحمل الأورام مع الطفرات المشارك كراس و Lkb1، يشار إلى كوالا لمبور الفئران. استجابة العلاج في كوالا لمبور الفئران يقاس أولاً قبل 18وفدج “الحيوانات الأليفة” والمقطعي (CT) التصوير قبل وبعد الولادة من MLN0128. عن طريق استخدام 18وفدج PET/CT، الباحثون قادرون على قياس التغيرات الدينامية في استقلاب الجلوكوز في نماذج الماوس المهندسة وراثيا (جيمس) من سرطان الرئة بعد تدخل علاجي مع العلاجات المستهدفة. وهذا تبعتها السابقين فيفو أوتوراديوجرافي وتحليل كمي المناعي (قيهك) باستخدام البرمجيات شكلي. ويتيح استخدام كيك الكشف والتحديد الكمي لتغييرات متميزة في ملفات تعريف العلامات البيولوجية بعد العلاج، فضلا عن توصيف الأمراض الورم متميزة. الاقتران لتصوير الحيوانات الأليفة إلى كمية الأنسجة استراتيجية فعالة لتحديد الاستجابات الأيضية والعلاجية في فيفو في نماذج الماوس من المرض.

Introduction

لدينا البحوث قد ركزت على التحقيق، واستهداف أمراض السرطان مع الطفرات في الكبد كيناز B1 (LKB1، كما يشار إلى STK11) سرطانات متحولة1. LKB1 هو القامع ورم رئيسي التي تقمع mTOR 1 معقدة (mTORC1) من خلال تفعيل كيناز أمبير (أمبك) مما أدى إلى تنظيم النمو والايض. ولذلك، فقدان LKB1 يؤدي إلى تنشيط mTORC1 غير المقيد، تفعيل HIF1-ألفا الناتجة عن ذلك في النمط الظاهري ايضية glycolytic يشار إلى “تأثير واربورغ”2،،من34. LKB1 يخمد الطفرات مباشرة تؤدي إلى تطوير متلازمة التصرف قبل السرطان الأسرية النادرة المعروفة بوتس-جيغيرس متلازمة (نقابة) التي تتميز بتطوير الزوائد المعوية حميدة المعروف باسم هامارتوما5 , 6 , 7-وعلاوة على ذلك، LKB1 وكثيراً ما شارك تتبدل مع النمطان كراس مما أدى إلى هايبرميتابوليك وأورام الرئة البشرية العدوانية8،9.

وعلى غرار الأمراض Lkb1 سهولة في الفئران. المنظمة متخالف من Lkb1 في الفئران يؤدي إلى تنمية هامارتوما دقة النمذجة نقابة الصحفيين الفلسطينيين10،11،،من1213. بالإضافة إلى ذلك، الخص الطفرات Lkb1 بسهولة على غرار في الفئران بدقة تعمل سرطان الرئة، والجلد، والبنكرياس والثدي14. أن الطفرة المشارك من كراس/Lkb1 في أنسجة الرئة للفئران المحورة وراثيا، تفعيل لجنة المساواة العرقية recombinase بوساطة الحذف اليل وبياليليك كراسG12D النمطان من Lkb1، باستخدام النتائج في تشكيل أورام الرئة المنتشر والعدوانية15 ،16. وصف كراسG12D؛ Lkb1–/– أورام الرئة (كوالا لمبور) المعزولة من الفئران تظهر هذه الأورام تفعيل mTORC1 عالية وهي عالية جليكوليتيك، استخدام قياسات المستقلب مباشرة كلا من السكر ولاكتات أو قياس الاستهلاك [18و]-2- مخفضات-2-ديوكسي-د-الجلوكوز (18وفدج) بالطبقي لانبعاثات البوزيترون (PET) مع التصوير المقطعي (CT) 17. MTORC1 فرط التنشيط في أورام متحولة LKB1 يوفر الأساس منطقي واضحة لاختبار كلا من mTOR لعلاج هذه السرطانات مثبطات كيناز اللوستيريك وحافز.

وفي دراسة سابقة، أثبتنا أن ربمسن مثبط mTORC1 اللوستيريك (رابا) بنجاح تحول دون نمو، وتحلل في الأورام المعدية المعوية (غي) باستخدام Lkb1+/– ماوس المعدلة وراثيا نموذجا لنقابة الصحفيين الفلسطينيين3. رابا حاليا الموافقة كعلاج وكيل وحيد لعلاج سرطان الخلايا الكلوية ولكن أظهرت فعالية محدودة في NSCLC18،،من1920. رابا مثبطات mTORC1 اللوستيريك ويمكن تحسينها بوضع مثبطات كيناز الحفاز mTOR الجيل التالي التي تقدم تثبيط كاملة تقريبا أكثر من المجمعات mTOR 1 و 2 (mTORC1 و mTORC2، على التوالي)21. ويجري الآن تقييم العقاقير مثل MLN0128 في الدراسات الإكلينيكية والمرحلة المبكرة من التجارب السريرية22،23. أظهرت دراسة أجريت مؤخرا من المختبر أن MLN0128 مثبط mTOR قوية في خطوط الخلايا السرطانية الرئة البشرية و في فيفو في كوالا لمبور جيممس15،سرطان الرئة16. MLN0128 قمعت في الرئة الورم النمو والجلوكوز الأيض في هذه الفئران24.

في هذه الدراسة، علينا الاستفادة من نماذج جيدا تتسم الماوس أدينوفيرال الناجمة عن لجنة المساواة العرقية من سرطان الرئة بدأها15،السرطاني25لوكس-توقف-لوكس-كراسG12D المنشط إفراجاً مشروطاً. وقد عبرت هذه الفئران كراسG12D مع الفئران بعد الآليلات فلوكسيد من Lkb1 (Lkb1L/L) لتوليد كراسG12D؛ Lkb1L/L (كوالا لمبور) الفئران16. وعقب تسليم الغدة-أو lentivirus معربا عن ريكومبيناسي لجنة المساواة العرقية داخل الآنف، تطوير الفئران كوالا لمبور الآفات الباكرة بالاستقراء الورم بعد 4 أسابيع. قبل 6 أسابيع، الأورام في تغيير الفئران كوالا لمبور من الأورام غدومي ورم خبيث أكثر عدوانية، والنمط الظاهري نموذجي من سرطانات الرئة، ومن 8-10 أسابيع، وضع الفئران السرطانية الصريح مع16،بينيترانسي 100%26.

استهدفت كلا PET/CT immunohistochemistry التصوير والكمية يمكن استخدامها لتحديد الاستجابات الجزيئية والأيضية فضلا عن الاستجابات العلاجية في الأورام عقب تقديم العلاجات مثل MLN012817، 26،27. الموصوفة هنا هو بروتوكولا تجريبية التي تستخدم 18وفدج “الحيوانات الأليفة” التصوير لقياس مدى الاستجابة الأيضية لعلاج استهداف MLN0128. اقتران تصوير الحيوانات الأليفة مع كمية الأنسجة يمكن قياس الاستجابة الجزيئية لتثبيط mTOR وكذلك التحديد الكمي لعبء الورم وورم الأنسجة.

Protocol

جميع الإجراءات المبينة في البروتوكول وافق عليها مؤسسات الرعاية الحيوانية واستخدام اللجنة (إياكوك) في جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس. 1- 18وفدج الحيوانات الأليفة والأشعة المقطعية التصوير في الفئران تحذير: استخدام المعدات الواقية عند التعامل مع النشاط الإشعاعي. اتبع جميع الإجراءات التنظيمية السارية عند التعامل مع النشاط الإشعاعي. ضع القفص مع الفئران تصويرها على سرير دافئ في 37 درجة مئوية ح 1 قبل ال 18حقن وفدج التقليل من استهلاك الدهون براون 18وفدج.ملاحظة: الصيام الفئران ح 4-16 يمكن أن يساعد خفض استهلاك 18فدج و احتشاء عضلة القلب. وزن الماوس وتسجيل وزنه. تخدير الماوس باستخدام إيسوفلوراني 2-3% في الأوكسجين في 0.5-2 لتر في الدقيقة لمدة 2-3 دقيقة باستخدام دائرة تخدير للإبقاء على 37 درجة مئوية. ضمان أن الفأر قد تم تخديره معسر أخمص القدمين؛ لن يكون أي رد فعل ولاحظ إذا كان قد تم تخديره من الماوس. تطبيق مرهم العيون إلى العيون لمنع أي جفاف أثناء التخدير. تمييع 18وفدج (109 دقيقة نصف العمر المشعة) في المحلول الملحي المعقم بتركيز حقن تسوس تصحيح معدل من 70-75 µCi/100 ميليلتر.ملاحظة: اتباع الجرعة الموصى بها 18و الشركة المصنعة الماسح الحيوانات الأليفة للتصوير بالماسح الضوئي الأمثل. رسم µCi 70-75 مع حقنه الأنسولين بإبرة ز 28 وقياس جرعة الإشعاع تستخدم معايرة جرعات، وسجل القياس والوقت. ضع المحاقن في حامل حقنه رائدة.ملاحظة: يتم قياس مقدار 18وفدج النشاط الإشعاعي في كل جرعة مع معايرة جرعات، الذي هو معايرة ضد مادة مرجعية قياسية، مثل السيزيوم-137، وفقا للبروتوكولات الخاص بالشركة المصنعة. كما يتم تسجيل الوقت للقراءة لتحديد تصحيح تسوس. وخز نهاية ذيل الماوس القاصي وقياس جلوكوز الدم للماوس مع السكر. الحارة الذيل لمدة 1-2 دقيقة مع شاش غارقة في المياه الدافئة. مسح الذيل مع الايزوبروبانول 70% تمدد الوريد الذيل فقط قبل الحقن. إدارة 100 ميليلتر من 18وفدج (وحدة التخزين بالكامل في المحاقن) مع بولس حقن عن طريق الوريد الذيل الأفقي وتسجيل الوقت لحقن. قياس الجرعات المتبقية في حقنه استخدام معايرة الجرعة وسجل القياس والوقت.ملاحظة: سوف يكون هناك كمية من اليسار المسبار في المحاقن. يفضل استخدام محاقن الأنسولين عبر الحقن متصلاً بالإبر عن طريق نظام تأمين نظراً لانخفاض مقدار الجرعة المحاصرين في المحاقن/الإبرة بعد الحقن تدير. ضع الماوس حقن في قاعة التخدير أبقى إيسوفلوراني 1.5-2% في 37 درجة مئوية للسماح بالتحقيق معه ليتم توزيعها عن طريق الماوس للدوران الجهازي ح 1 قبل تفحص الحيوانات الأليفة.ملاحظة: قد يكون من المفيد إفراغ المثانة قبل المسح الضوئي للسماح أسهل 18التصور فدج و “الحيوانات الأليفة” من الأورام مزروع في سطوح السفوح السفلي من الماوس. بعد ح 1، ضع الماوس في تشكيل غرفة تصوير تحت التخدير isoflurane مخروط الآنف وعند 37 درجة مئوية، وأمن به أطرافه في المكان مع الشريط الطبي في موقف ضعيف. المكان قاعة التصوير بالماسح الضوئي PET/CT. الحصول الحيوانات الأليفة والتصوير المقطعي بالأشعة كما هو موضح في دليل ماسح PET/CT28.ملاحظة: يتم الحصول على صور الحيوانات الأليفة مقابل 600 s مع إطار الطاقة من 150-650 كيلو إلكترون فولط، أعيد بناؤها باستخدام تعظيم توقع احتمال الحد الأقصى مع تصحيحات التوهين فوتون والتطبيع للكشف عن تسوس النظائر المشعة (تصحيح مبعثر كان لا تطبق). يتم الحصول على صور الأشعة المقطعية بطريقة مستمرة لاستخدام s 50 كفب 50، 200 مصدر الأشعة السينية µA وجهاز للكشف عن لوحة مسطحة، ويتم بناؤها باستخدام خوارزمية فيلدكامب. بعد اكتمال PET/CT، إزالة الماوس من قاعة التصوير والسماح لها باستعادة في قفصة. رصد الماوس حتى تماما وقد استعاد وعيه ويمكن الحفاظ على ريكومبينسي القصية. استيراد الصور PET/CT أعيد بناؤها في برامج أميد بالنقر فوق ملف، ثم فتح، واختيار الملف المناسب. تحويل البيانات الحيوانات الأليفة ووحدة الجرعة حقنه في المائة جرام (%ID/g) عن طريق إدخال الجرعة وقت الحقن بعد ترك المحاسبة لأي جرعة المتبقية في المحاقن، أو إلى وحدة الامتصاص موحدة القيمة (سيارات الدفع الرباعي) قبل الدخول في هذا الموضوع بالإضافة إلى ذلك الوزن. للقيام بذلك، انقر بالزر الأيمن على مجموعة بيانات الحيوانات الأليفة وتحديد موقع إدخال الحقل %ID/g في علامة التبويب معلومات أساسية %ID/g سجلت في وقت سابق. رسم المناطق من الفائدة (رويس) على الأورام والأنسجة الطبيعية (الكبد، العضلات، والرئة، والقلب والمخ والشحمي). للقيام بهذا، انقر فوق تحرير، حدد إضافة عائد الاستثمار، حدد الشكل العائد على الاستثمار والعائد على الاستثمار بتسمية. رسم رويس أكثر الأورام والأنسجة وضبط أبعادها لتغطية أنسجة اهتمام في جميع المحاور 3.ملاحظة: لمراعاة الاختلافات بين الحيوانات في الحيوانات الأليفة مسبار بيوديستريبوشن، ورم دوروا القيم يمكن زيادة تطبيع إلى قيم دوروا الكبد، وجهاز بيرفوسيد جيدا مع الحد الأدنى من النشاط glycolytic يمثلون 18وفدج في الدورة الدموية. تحليل العائد على الاستثمار للورم وأنسجة طبيعية تجري على الماوس نفسه. الآفات ورم الرئة هي عموما حددها 18وفدج “الحيوانات الأليفة” منذ الاحتفاظ فدج و 18في الرئة طبيعية منخفضة نسبيا. CT يستخدم أيضا للتعرف على الآفات، وبخاصة الآفات التي هي 18وفدج غير طماع. تحليل السابقين فيفو الرئتين معزولة كما يساعد على تعريب آفات الورم. 2- 18وفدج Autoradiography إعداد الماوس للتصوير مع 18وفدج باتباع الخطوتين 1، 1، 1-12، ما عدا الآن، تمييع 18وفدج في المحلول الملحي العقيمة بتركيز حقن تسوس تصحيح معدل من 1,000 µCi/200 ميليلتر.ملاحظة: تستخدم جرعات أعلى من 18وفدج ل autoradiography تستأثر بعينه إضافية معالجة الوقت والكشف عن أمثل بألواح الفوسفور. Euthanize الماوس عبر استنشاق فتاكة من إيسوفلوراني 5% أو بواسطة CO2 (إجراء الموافقة على IACUC).ملاحظة: لا ينبغي أن تستخدم كهذا يمكن أن تلحق الضرر أنسجة الرئة التفكك عنق الرحم. دبوس أسفل الماوس مع السطح البطني مكشوف والرش مع الإيثانول 70% حصيرة أسفل به الشعر قبل الشق. فتح تجويف الصدر بتطبيق شق خط الوسط، وقطع بعيداً من الحجاب الحاجز وإزالة الجدران الصدر. كشف القصبة الهوائية عن طريق إزالة الغدة اللعابية بعناية. وضع المشبك لدغ في القصبة الهوائية بالقرب من الفك قدر الإمكان، ضمان تناسب ضيق في القصبة الهوائية. مكان إبرة ز 23 المرفقة بحقنه 3 مل داخل القصبة الهوائية أسفل المشبك لدغ وضخ ~ 2 مل من محلول OCT:PBS (الأمثل خفض درجة الحرارة: الفوسفات مخزنة المالحة) (1:1).ملاحظة: أكتوبر لزجة جداً ومختلطة مع برنامج تلفزيوني للسماح بحقن أسهل في الرئتين. إزالة الإبرة من القصبة الهوائية واستخدام الملقط المشبك على نقطة الحقن لمنع أي تسرب لحل OCT:PBS. بعناية إزالة الرئتين من التجويف الصدري وفصل الفص الأيسر من بقية الرئتين. وضع الفص الأيسر في المسمى كريومولد مليئة ببضع قطرات من أكتوبر. بمجرد الفص الرئة داخل القالب، ملء كريومولد إلى الأعلى مع أكتوبر. كرر نفس الإجراء مع النصف الأيمن من الرئتين.ملاحظة: إذا إشارة 18وفدج في القلب من المتوقع أن تكون عالية أو أورام الرئة تقع قريبة من القلب، قد يكون من المفيد لإزالة القلب بغية منع أي تسرب الراسم. وبدلاً من ذلك، يمكن تضمين كامل الرئتين في كريومولد واحد. من المهم تجنب فقاعات الهواء عند العمل مع أكتوبر. استخدام الملقط طويلة، ضع كريومولد المعدة في حاوية مغلقة-خلية مقذوف البوليستيرين الرغوي يحتوي على خليط من الثلج الجاف وإيسوبينتاني.ملاحظة: يجب أن يكون هذا الخليط عند حوالي-70 درجة مئوية قبل وضع كريومولد في ذلك لتجميد. بعد تصلب، مجمع أكتوبر سوف تصبح بيضاء. إذا كان يتم معالجة عينات متعددة في نفس الوقت، يمكن تخزين العينات المجمدة في أكتوبر كريومولدس مؤقتاً على الثلج الجاف. إزالة كتلة المجمدة من كريومولد وجبل على كريوستات لتمزيقها. قسم الكتلة في سمك 4 ميكرومتر باستخدام شفرات مبضع (34°/80 مم، مكانة عالية). نقل المقاطع الأنسجة إلى شريحة زجاج الذي تم تخزينه في درجة حرارة الغرفة. ضع شرائح العينة على فوسفور تصوير اللوحة. ضع اللوحة في الكاسيت وإغلاقه برفق للحيلولة دون تحويل الشرائح. تخزين في الكاسيت في ثلاجة-20 درجة مئوية لتعرض لوحة، عموما بين عشية وضحاها.ملاحظة: لوحات وأشرطة الكاسيت تحتاج إلى تكون مبردة مسبقاً إلى-20 درجة مئوية قبل الاستخدام. وضع العينات في-80 درجة مئوية مقبول أيضا. بعد التعرض، إزالة الشرائح من اللوحة وقراءة لوحة على القارئ صورة. الشرائح يمكن أن تكون مغلفة بالبلاستيك والمخزنة في-80 درجة مئوية، أو أنها يمكن أن تكون مستعدة لتوضع وتلطيخ ويوزين أو إيمونوهيستوتشيميستري. 3-حصاد أنسجة الرئة لعلم الأنسجة اتبع الخطوات 2، 2، 2-4، فيما عدا الآن، بدلاً من استخدام الحل OCT:PBS، حقن 2-3 مل من 10% فورمالين مخزنة عادية لإصلاح الرئتين. إزالة الإبرة من القصبة الهوائية واستخدام الملقط المشبك على نقطة الحقن لمنع أي تسرب الفورمالين. بعناية إزالة الرئتين من التجويف الصدري ووضعها في أنبوب 50 مل مخروطية التي تتضمن ~ 20 مل من 10% فورمالين مخزنة عادية ح 16-24 لضمان تثبيت كاملة.ملاحظة: تحديد الرئتين يسمح للمحافظة على الميزات التشريحية الأمثل. في اليوم التالي، نقل الرئتين ثابتة من الفورمالين إلى إيثانول 70% وتعد الرئتين لتوضع في كاسيت أنسجة. تعد الرئتين لعلم الأنسجة بتشريح الفصوص استخدام مقص لقص فرع نقطة بين الفصوص 5، مرقمة 1-5 كما هو موضح في الشكل 1د، بعناية ووضعها في اتجاه غير متداخلة في نسيج كاسيت. ضع وسادة رغوة بلطف على أنسجة الرئة للحفاظ على الاتجاه سليمة. تخزين الفصوص تشريح الرئة في الإيثانول 70% حتى تضمين البارافين. البارافين–تضمين الأنسجة في أشرطة الكاسيت وقطع 4 ميكرومتر أبواب سميكة لتلطيخ، استخدام الإجراءات القياسية. 4-الأنسجة تجزئة والقياس الكمي باستخدام البرمجيات التجارية توضع صورة وويوزين (H & E) الملون أقسام الرئة في 1.25 X تكبير باستخدام نظام تصوير المتعدد الأطياف تجارية. تحويل الصور إلى مكعبات الصور الرقمية، وتحميل مكتبات الطيفية مسبقة الصنع (انقر على الملف، ثم على تحميل مكتبة الطيفية) لح & هاءملاحظة: مكتبات الطيفية ووضعت مقدما بجلب الصور الطيفية من أقسام الرئة الملون منفردة، مقطع واحد ملون فقط مع ويوزين والملون الوحيدة الأخرى مع الهيماتوكسيلين، التي تم حفظها في مكتبة طيفية ملكية المفتوحة المصدر ملف (.csl). نظام التصوير بتشغيل البرامج التي تستحوذ على صورة في الطول الموجي كل ما هو مطلوب (على النحو المحدد في بروتوكول اكتساب). يتم تخزين تلك الصور (“المكعب الصورة”) في تنسيق ملف المصدر المفتوح متعدد الأطياف ملكية (.im3). الأطياف المستخرجة من المكعب الصورة باستخدام البرمجيات شكلي والمخزنة في ملفات مكتبة طيفية منفصلة. طيفيا أونميكس الملونة الزائفة ح & صور ه من الرئتين كلها عن طريق النقر على الزر أونميكس .ملاحظة: اتقانا يأخذ أقل من 1 ثانية. عدد وحدات البكسل في كل نوع من أنواع الأنسجة فقد حددت كميتها استخدام برنامج تحليل الصور شكلي. تصور كل مكعب الصورة عن طريق تحويل البيانات متعددة الأطياف إلى ما يعادل 3-لون (أحمر، أخضر، أزرق) الصورة باستخدام الاستجابة تعتمد على الطول الموجي لون العين كونفولفيد بالكثافة من كل صورة.ملاحظة: يتم عرض الصور 3 الناتج كصورة ألوان ذات 24-بت قياسية. الألوان الزائفة كل صورة غير مخلوط بتحجيم تلك الصورة في المختارين من قبل المستخدمين اللون (مثلاً، أحمر، أخضر، الأرجواني، إلخ) وإضافة معا مع غيرها من الصور الملونة الزائفة غير مختلط في صورة أحد الألوان ذات 24-بت القياسية. استخدام الإعدادات الافتراضية لجميع التحاليل.ملاحظة: بشكل عام، حيث يعتمد هذا النوع من الانقسام على تقييم بصرية للنتائج (أي، تقييما لمدى تجزئة على الصور خارج التدريب مجموعة الأشغال)، من المهم أن تقسيم الصور بشكل صحيح إلى التدريب، الاختبار، ومجموعات التحقق من الصحة. بدء تشغيل مع الصور 2-3 كمجموعة تدريب (10-15 لعينات خزعة البشرية)، القطار على تلك حتى النتائج تبدو جيدة، ومن ثم تطبيق هذه الخوارزمية لآخر 2-3 صور. ثم قم بتطبيق الخوارزمية الناتجة إلى مجموعة كاملة من التحقق من صحة.ملاحظة: على الأرجح، بعض التدريب المطلوب. تحليل منطقة الورم في أقسام الرئة كاملة بحساب عدد مجموع بكسل للأورام الزائفة الملونة الحمراء في الفصوص 1-5 لكل الماوس.ملاحظة: أنسجة طبيعية كان الزائفة الملونة كانت السفن الخضراء والدم/الدم الملونة الزائفة الوردي كما هو مبين في الشكل 3. وحسب عبء الورم يعني لكل مجموعة العلاج بقياس عدد مجموع بكسل لكل الماوس في مجموعة العلاج.

Representative Results

18 تصوير “الحيوانات الأليفة” فدج و قد أجريت على الفئران كوالا لمبور وأثبتت أن الأورام في هذه الفئران قد glycolytic عاليا كما هو موضح الاستهلاك مرتفعة 18وفدج (الشكل 1أ)، الاتفاق مع الدراسات المنشورة سابقا26، 29. بتر كامل الرئتين كشفت عن وجود عدة أورام (الشكل 1ب). يمكن تقسيم الرئتين الماوس إلى 5 فصوص منفصلة تمثل في الأرقام 1 ود 1. كانت المسمى الفصوص 1-5 على الرئتين مقطعة التي كانت ملطخة بالناقل ح & ه أو الجلوكوز 1 (Glut1) (الشكل 1د). Glut1 الناقل الرئيسي لكل من الجلوكوز و 18وفدج والتعبير عن والتعريب لغشاء البلازما الخلايا السرطانية ربط مباشرة مع 18″سيارات الدفع الرباعي” فدج و29. إجراء تحليل قرار أعلى من Glut1 تلطيخ (40 X) في 18وفدج–طماع يظهر أورام الرئة تعبير مرتفعة وإضفاء الطابع المحلي على الناقل في غشاء البلازما (الشكل 1د). بسبب القرار محدودة لتصوير الحيوانات الأليفة، أجريت autoradiography PET/CT والأنسجة. يمكن تحديد دقة أعلى من أوتوراديوجرافي أصغر الأورام و/أو عدم تجانس الورم 18توزيع F-فدج. بعد استحثاث ورم، تم إجراء تصوير PET/CT فدج و 18في كوالا لمبور الفئران (الشكل 2أ) تليها أوتوراديوجرافي في الرئتين معزولة من هذه الفئران (الأرقام 2 وج 2). كما يتبين من الأرقام 2 وج 2، أوتوراديوجرافي التعرف على اثنين أورام أصغر الإضافية التي كانت إيجابية بالنسبة 18وفدج حتى الآن لم تكن العيان قبل التنسيقي بعد أوتوراديوجرافي، يمكن أيضا استخدام الشرائح مع الأنسجة لتلطيخ المناعي (المدينة) من biomarker(s). ح & ه تلطيخ للأورام وأكدت وجود أورام في الفص الأيسر (الشكل 2د). بعد ذلك، أجرى تصوير “الحيوانات الأليفة” فدج و 18على التعامل مع MLN0128 كراسG12D؛ Lkb1–/– الفئران من أجل الاستفادة من 18وفدج كالعلامات البيولوجية وظيفية استقلاب الجلوكوز في أورام الرئة (الشكل 3). وقد حددنا التي تحول دون علاج مع MLN0128 قوة الإشارات mTORC1 وتحلل كما هو موضح باستهلاك انخفاض 18وفدج (الأرقام 3A و 3 باء). تتفق هذه النتائج مع الدراسات السريرية تقييم MLN0128 في كوالا لمبور في الفئران كما تم نشرها مسبقاً لدينا مختبر17،27. وأخيراً، أجرى تلطيخ المدينة على الأورام (الشكل 3ج). الأورام كانت الملون ح & ه أو مع الأجسام المضادة ضد والرمات-S6، الذي هو ركيزة مصانة من mTORC1 ويستخدم للإشارة إلى تنشيط mTORC1 (ف-S6) مقابل المنظمة (S6). الشكل 3 ج يظهر تثبيط قوية ف-S6 من MLN0128 في كوالا لمبور الأورام مقارنة بتلك التي تعامل مع سيارة، الأمر الذي يتفق مع العمل المنشورة سابقا17. بالإضافة إلى كراس، دعم السائقين النمطان مثل مستقبلات عامل نمو البشرة (EGFR) الأيض جليكوليتيك في أورام الرئة كذلك. ولذلك، قمنا باختبار سواء تثبيط المسخ active مؤثرا EGFR مع ارلوتينيب قمعت الأيض 18وفدج في تكثيفها الماوس. وتظهر الأرقام 3D و 3E أن السطر ورم الرئة البشرية HCC827، التي تؤوي طفرة del19 EGFR، أظهرت انخفاضا كبيرا 18وفدج استهلاك بعد خمسة أيام علاج ارلوتينيب. وأخيراً، تم إجراء تحليل الأنسجة شكلي في مقطعة الرئتين، وأورام الرئة لقياس عبء الورم الكلي، وكذلك فيما يتعلق بالتفريق بين الأمراض الورم التي شملت النوع الفرعي للأنسجة، ونخر، والأوعية الدموية من أنسجة الرئة طبيعية، والفضاء الجوي. جيمس كوالا لمبور وضع مرض معقد وغير متجانسة مرضية التي قدمت نفسها بأورام الرئة هيستوباثولوجيس متفاوتة. وهذه تشمل adenocarcinomas (ADC) والخلايا الحرشفية (SCC)-عدم التجانس هذا يجعل علاج هذا السرطان تحديا هائلا. الشكل 4 A يوضح فص الرئة ملطخة H & ه واحدة مع اثنين الأورام الكبيرة الحالية. تحديد الصور التكبير أعلى هو مبين في الشكل 4ب نخر الرئة، والسفن، والمجال الجوي، والورم العادي فضلا عن غدية، تتميز ببنية حليمي محددة تحديداً جيدا ومن الخلايا الحرشفية. الشكل 4 ج يمثل التلوين الزائف للفص الرئة وورم باستخدام البرمجيات شكلي إبلاغ. الشكل 4 د يبين النسب المئوية للرئة طبيعية والأوعية والأمراض الفردية مثل نخر الورم والورم الأنواع الفرعية التي مجزأة غدية جيدا متباينة من الخلايا الحرشفية. الشكل 1 : أيضي نشطة كراسG12D؛ Lkb1–/– أورام الرئة المسخ (كوالا لمبور) 18وفدج الإيجابية والتعبير عن مستويات عالية من الجلوكوز الناقل 1 (Glut1)- تظهر لوحات A و B إسقاطاً شدة قصوى [المشار إليها أيضا كصورة ثلاثية الأبعاد (3D)] 18وفدج-الحيوانات الأليفة وتحليل الأشعة المقطعية على بعض الفئران كوالا لمبور فدج–طماع إيواء أورام الرئة صدفية. سيظهر هي (أ) إعادة إنشاء 3D وآراء عرضية، السهمي والاكليليه (ب) tumor(s) الرئة ك (T). (ج) يظهر هذا الفريق الأنسجة الرئة كاملة من الماوس كوالا لمبور تصويرها في لوحات A و B، أما الملون ح & ه (اللوحة العلوية) أو مع جسم مضاد محدد ل Glut1 (أسفل اللوحة). يتم ترقيم الفصوص الرئة. شريط المقياس = 2 مم-(د) يمثل هذا الرسم التخطيطي بالتوجه وعدد الفصوص في الفئران (اللوحة العلوية) والقرار 40 X الصور أعلى من الأورام ح & ه أو Glut1 الملون من الشرائح تظهر في لوحة ج ح وه (الفريق الأوسط) أو ملطخة بجسم معين ل Glut1 (أسفل اللوحة). شريط المقياس = 25 ميكرومتر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم- رقم 2: 18 Autoradiography فدج و يمكن تحديد الأورام الصغيرة التي تنشط أيضي. (أ) 18وفدج PET/CT تظهر هذه الصورة 18الأورام وفدج–طماع في كوالا لمبور ماوس سيظهر كصورة كحد أقصى-كثافة إسقاط. T1 و T2 = الأورام، ح = القلب، ب = المثانة، K = الكلي. (ب) هذا الفريق يظهر autoradiography السابقين فيفو على أبواب الفصوص الرئة اليمنى واليسرى للماوس التسلسلي. الرئتين في لوحات اليمين واليسار متطابقة. الرئتين في لوحات اليسار هي الزائفة اللون البرتقالي. الرئتين في حق اللوحات الملونة بالأبيض والأسود. يتم الإشارة إلى الأورام (T1 و T2 و T3) مع الأسهم. (ج) هذا هو رأي المكبرة من بسيودوكولوريد أوتوراديوجرافي البرتقالي (اللوحة العلوية) والأبيض والأسود (أسفل اللوحة). (د) يظهر هذا الفريق تلطيخ ح & ه الشريحة الأعلى من الفص الأيسر يظهر في لوحة ب. شريط المقياس = 200 ميكرومتر الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-  الشكل 3 : مثبط mTOR MLN0128 يمنع استهلاك الجلوكوز في أورام الرئة للفئران كوالا لمبور كما الكشف عنها بواسطة 18″التنسيقي” فدج و (أ) يظهر هذا الفريق الممثل 18فدج و PET/CT صور فئران كوالا لمبور تعامل مع السيارة (18وفدج متعطشا، غادر) أو MLN0128 (18وفدج غير طماع، أليس). عرضية (اللوحة العلوية)، كرونال (الفريق الأوسط)، والسهمي (اللوحة السفلي) تظهر وجهات النظر. وترد الأورام مع الخطوط الحمراء؛ ح = القلب، L = الكبد. (ب) هذا الفريق يظهر تحديد كمي سوفماكس (%ID/g) بين الأورام التعامل مع السيارة و MLN0128. (ج) يظهر هذا الفريق تلطيخ ح وه وف-S6 لأقسام الرئة أسرة من الفئران كوالا لمبور تعامل مع السيارة أو MLN0128. شريط المقياس = 25 ميكرومتر. (د) هذا الفريق يظهر الممثل 18وفدج-الحيوانات الأليفة وصور الأشعة المقطعية لتكثيفها HCC827 EGFR (del19) قبل والعلاج ارلوتينيب بوست. تتم الإشارة إلى الورم (T) مع سهم، ك = الكلي، ب = الدماغ. (ه) هذا الفريق يظهر تحديد كمي سوفماكس (%ID/g) لتكثيفها HCC827 قبل وبعد العلاج ارلوتينيب. n = 10 الأورام/المجموعة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم- الشكل 4 : عبء الورم وورم الأنسجة كمياً باستخدام البرمجيات شكلي.(أ) هذا الفريق يظهر تلطيخ ح & ه من فص الرئة ماوس واحدة مع وجود ورم جمعت من ماوس كوالا لمبور. (ب) إظهار هذه الصور دقة أعلى الخلايا الحرشفية (أعلى اليسار)، والرئة طبيعية، والسفن، والفضاء الجوي (أعلى اليمين)، وغديه حليمي المتمايزة جيدا (أسفل اليسار) ونخر (أسفل اليمين). (ج) هذا الفريق يظهر بسيودوكولورينج ح والرئة الملون ه الفص باستخدام البرمجيات شكلي. (د) هذا الفريق يوضح النسب المئوية للرئة الفردية الأمراض الفص والورم تقاس بإبلاغ. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Discussion

هذه المقالة وصف نهج قائم على تصوير تجريبية التي تستخدم التصوير PET/CT فدج و 18مع كيك بغية قياس الاستجابات الأيضية والجزيئية في أورام الرئة بعد تسليم المانع mTOR MLN0128. فعالية خفض MLN0128 ال 18وفدج الاستهلاك، مشيراً إلى استجابة الأيض كبيرة في الأورام. طريق ربط التصوير PET/CT إيمونوهيستوتشيميستري، كنا قادرين على تسجيل الأورام مقسمة إلى الصور PET/CT 3D مكانياً وإجراء دراسة مفصلة للأورام كلها عند مستوى الخلوية والجزيئية. مكن هذا للتأكد من أن MLN0128 تحول دون إشارات mTOR، مما يؤكد استجابة جزيئية على الهدف للمخدرات في الأورام. وأخيراً، بالاستفادة من كمية الأنسجة، كنا قادرين على الخريطة والأمراض الورم متميزة منفصلة، مثل كتلة الورم الإجمالية من ورم نخر، تعريف غدية من الخلايا الحرشفية، وتكمل تصوير ميكروبيت.

ميكروبيت حاليا محدودة بقرار مكانية من حوالي 1 مم. وباﻹضافة إلى ذلك، 18فدج و الاحتفاظ بها في أنسجة معينة يمكن أن تتأثر بعوامل مختلفة، بما في ذلك مستويات السكر في البلازما، ونوع ومدة التعرض لمخدر ودرجة حرارة البيئة، والصحة العامة للحيوان، والتي قد تؤثر على 18 واو-فدج الدوائية30. هذه المعلمات قد تم الأمثل لهذا البروتوكول ولكن ينبغي أن يكون الأمثل لكل نموذج الحيوان. وتبين الدراسات إمكانية تكرار نتائج التصوير 18وفدج أورام تحت الجلد في الفئران معامل الاختلاف %ID/g يعني من حوالي 15 في المائة، مما يشير إلى أن الاستجابة العلاجية الورم الماوس الفردية المقررة من 18 ينبغي أن تكون “محبوبة” وفدج أكبر من هذه العتبة تعتبر موثوقة وهامة31.

يمكن تقييم توزيع الخلايا وسوبسيلولار حتى تتبع الحيوانات الأليفة بالانسجة أوتوراديوجرافي مع المقاطع في وقت لاحق الملون وتسجيل الاشتراك مع كيك. يسمح الحيوانات الأليفة تسجيل الاشتراك مع الأشعة المقطعية صورة الحيوانات الأليفة توضع في سياق تشريحية؛ هذا قيمة للغاية، حتى مع التباين المنخفض الأنسجة اللينة. يمكن التغلب على عدم وجود تباين الأنسجة الرخوة بالتصوير المقطعي مع التصوير بالرنين المغناطيسي (التصوير بالرنين المغناطيسي). وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام المؤشرات الحيوية لتصوير الأسفار لتقييم تحلل في الجسم الحي، ولكن امتصاص فوتون ومبعثر في تجويف الرئة قد تؤثر دقة كوانتيتيشن أو الكشف عن حساسية32. وباختصار، يوفر استخدام التصوير PET/CT الحيوان كله مع كمية الأنسجة مخطط دقيق وفي الوقت الحقيقي للبيولوجيا الورم عقب التدخل العلاجي.

التصوير المتعدد الأطياف (MSI) قابل للتطبيق في أي حالة يمكن أن تستخدم فيها صورة ملونة. على الأقل، MSI تقدم نفس المعلومات كصوره ملونة، ومن MSI لبعض التطبيقات، يمكن أن توفر معلومات أكثر تفصيلاً عن الخصائص الطيفية عينة من صورة (RGB) ألوان بسيطة واسع نطاق. وبصفة عامة، القيود المفروضة على MSI لون التصوير، إلا أن إس أبطأ ويستغرق وقتاً أطول الحصول على الصور. البرنامج شكلي تم استخدامه للحصول على نتائج تجزئة استنساخه ودقيقة للصور، ويرد في الجدول للمواد. هناك إضافية من المنتجات المتاحة تجارياً التي يمكن استخدامها لتقسيم الأنسجة والتحديد الكمي لعلم الأنسجة.

تعقد الأيض السرطان يمتد خارج نطاق “تأثير واربورغ” والجلوكوز الأيض33،34. أنه من المحتمل جداً أن الأورام سوف تتكيف مع سهولة عامل واحد من العلاجات التي تمنع تحلل. الاعتماد على استقلاب الأحماض الأمينية قد تم توثيقه جيدا في السرطان، وأنه من المتوقع أن الأورام تعتمد على مجموعة كبيرة من amino acids مثل الجلوتامين، جليكاين، وسيرين، فضلا عن غيرها من الأيض مثل الأحماض الدهنية الحرة35،36، 37. بالإضافة إلى 18وفدج، المسابر مثل 18و–والجلوتامين المسمى ج 11، الكولين، خلات، 1-(2-ديوكسي-2 ‘–فلوروارابينوفورانوسيل) السيتوزين (FAC)، وفلوروثيميديني (أنطوني) قد استخدمت بنجاح للصورة من الأحماض الأمينية، النوكليوتيدات، والايض الدهني في نماذج حيوانية للسرطان38،39،،من4041. التشغيل الآلي للمكاتب، وعبارة الراسم الكيمياء الإشعاعية التكنولوجيات مقترنة بدقة أعلى، حساسية أعلى محبوبة الماسحات الضوئية سوف تحسين إمكانية الحصول على الحيوانات الأليفة لقياس مختلف الإجراءات البيولوجية42،43. كما فهم زيادة التمثيل الغذائي، فمن المنطقي أن مرجع راديوتراسيرس الحيوانات الأليفة ستزيد كذلك، تمكن الباحثين والأطباء نونينفاسيفيلي الشخصية الورم الأيض.

استخدام الأنسجة الكمية والتصوير PET/CT يعالج حاجة سريرية، وسرعة ترجمة الاكتشافات مقاعد البدلاء إلى الاستخدام السريري. ولتحقيق ذلك، يجب أن يكون الباحثين قادرة على قياس دقة الاستجابة العلاجية فضلا عن مقاومة العقاقير، تمكن فيها تصوير PET/CT المكتسبة. وعلاوة على ذلك، تستخدم التحليل PET/CT والمناعي لاورام الرئة كمعيار الرعاية للمرضى، ومن ثم، قابل للترجمة مباشرة إلى الممارسة السريرية. الأهم من ذلك، يحدد التصوير PET/CT سهولة الأورام مقاومة للعلاج، ويمكن عزل فيها الباحثون واستجواب على مستوى جزيئي لتحسين فهم آليات المرض. هذه هي عملية تكرارية التي جعلت من الممكن لتحسين فهم آليات المقاومة وتصميم استراتيجيات علاجية أكثر فعالية لترجمة السريرية.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

ونحن نشكر جامعة “كاليفورنيا لوس أنجلوس” دمدم Preclinical تصوير مركز التكنولوجيا لمساعدتها مع التصوير PET/CT من الفئران، متعدية المختبرية الأساسية علم الأمراض والإحصاءات الأساسية في جامعة كاليفورنيا لوس أنجلوس ديفيد جيفن كلية الطب لمساعدتها في إعداد عينة الورم وتحليلها. للتمويل، وأيده ديفيد ب شاكلفورد كتسي ومنح جائزة العلوم متعدية الجنسيات KL2 أرقام KL2TR000122 و UL1TR000124 في “ديفيد جيفن كلية الطب” في جامعة كاليفورنيا وقبل إدارة للدفاع الرئة السرطان البحث البرنامج متعدية البحث الشراكة W81XWH-13-1-حصلت و ACS RSG-16-234-01-تبج. وأيد شون ت. بيلي منحة تدريب T32 المعاهد الوطنية للصحة HL072752 من خلال “كلية ديفيد جيفن للطب” في جامعة كاليفورنيا. أنتوني جونز معتمد من قبل “جامعة كاليفورنيا ورم خلية علم الأحياء برنامج التدريب” (أوشس روث ل. كيرشستين المؤسسية الوطنية البحوث جائزة الخدمة T32 # CA009056). الجهاد عبد الهادي معتمد من قبل المعاهد الوطنية للصحة/NCI التنوع الملحق R01CA208642.

Materials

G8 PET/CT Perkin Elmer CLS139564 Used for 18F-FDG PET and CT imaging of mice
Axio Imager.M2 Zeiss 490020-0003-000 Acquiring images of FFPE lung tumor sections
Inform software Perkin Elmer CLS135781 Morphometric used for image analysis of tumor pathologies
Glut1 antibody Alpha Diagnostics GT12-A IHC staining of FFPE lung tumor sections
Phospho-S6 Ribosomal Protein (Ser235/236) (D57.2.2E) XP™ Rabbit mAb Cell Signaling Technologies 4858 IHC staining of FFPE lung tumor sections
MX35 Premier microtome blades  Thermo Fisher Scientific 3051835 Microtome blades for sectioning tissue for autoradiography
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Shackelford, D. B., Shaw, R. J. The LKB1-AMPK pathway: metabolism and growth control in tumour suppression. Nature Reviews Cancer. 9 (8), 563-575 (2009).
  2. Shaw, R. J., et al. The LKB1 tumor suppressor negatively regulates mTOR signaling. Cancer Cell. 6 (1), 91-99 (2004).
  3. Shackelford, D. B., et al. mTOR and HIF-1alpha-mediated tumor metabolism in an LKB1 mouse model of Peutz-Jeghers syndrome. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (27), 11137-11142 (2009).
  4. Faubert, B., et al. Loss of the tumor suppressor LKB1 promotes metabolic reprogramming of cancer cells via HIF-1alpha. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (7), 2554-2559 (2014).
  5. Hemminki, A. The molecular basis and clinical aspects of Peutz-Jeghers syndrome. Cellular and Molecular Life Sciences. 55, 735-750 (1999).
  6. Hemminki, A., et al. A serine/threonine kinase gene defective in Peutz-Jeghers syndrome. Nature. 391 (6663), 184-187 (1998).
  7. Sanchez-Cespedes, M. A role for LKB1 gene in human cancer beyond the Peutz-Jeghers syndrome. Oncogene. 26 (57), 7825-7832 (2007).
  8. Sanchez-Cespedes, M., et al. Inactivation of LKB1/STK11 is a common event in adenocarcinomas of the lung. Cancer Research. 62 (13), 3659-3662 (2002).
  9. Ding, L., et al. Somatic mutations affect key pathways in lung adenocarcinoma. Nature. 455 (7216), 1069-1075 (2008).
  10. Ylikorkala, A., et al. Vascular abnormalities and deregulation of VEGF in Lkb1-deficient mice. Science. 293 (5533), 1323-1326 (2001).
  11. Bardeesy, N., et al. Loss of the Lkb1 tumour suppressor provokes intestinal polyposis but resistance to transformation. Nature. 419 (6903), 162-167 (2002).
  12. Miyoshi, H., et al. Gastrointestinal hamartomatous polyposis in Lkb1 heterozygous knockout mice. Cancer Research. 62 (8), 2261-2266 (2002).
  13. Jishage, K., et al. Role of Lkb1, the causative gene of Peutz-Jegher’s syndrome, in embryogenesis and polyposis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99 (13), 8903-8908 (2002).
  14. Shackelford, D. B. Unravelling the connection between metabolism and tumorigenesis through studies of the liver kinase B1 tumour suppressor. Journal of Carcinogenesis. 12, 16 (2013).
  15. Jackson, E. L., et al. Analysis of lung tumor initiation and progression using conditional expression of oncogenic K-ras. Genes & Development. 15 (24), 3243-3248 (2001).
  16. Ji, H., et al. LKB1 modulates lung cancer differentiation and metastasis. Nature. 448 (7155), 807-810 (2007).
  17. Momcilovic, M., et al. Heightening energetic stress selectively targets LKB1-deficient non-small cell lung cancers. Cancer Research. 75 (22), 4910-4922 (2015).
  18. Wislez, M., et al. Inhibition of mammalian target of rapamycin reverses alveolar epithelial neoplasia induced by oncogenic K-ras. Cancer Research. 65 (8), 3226-3235 (2005).
  19. Liang, M. C., et al. TSC1 loss synergizes with KRAS activation in lung cancer development in the mouse and confers rapamycin sensitivity. Oncogene. 29 (11), 1588-1597 (2010).
  20. Hudes, G., et al. Temsirolimus, interferon alfa, or both for advanced renal-cell carcinoma. The New England Journal of Medicine. 356 (22), 2271-2281 (2007).
  21. Wander, S. A., Hennessy, B. T., Slingerland, J. M. Next-generation mTOR inhibitors in clinical oncology: how pathway complexity informs therapeutic strategy. The Journal of Clinical Investigation. 121 (4), 1231-1241 (2011).
  22. Pourdehnad, M., et al. Myc and mTOR converge on a common node in protein synthesis control that confers synthetic lethality in Myc-driven cancers. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (29), 11988-11993 (2013).
  23. Hsieh, A. C., et al. The translational landscape of mTOR signalling steers cancer initiation and metastasis. Nature. 485 (7396), 55-61 (2012).
  24. Momcilovic, M., et al. Heightening energetic stress selectively targets LKB1-deficient non-small cell lung cancers. Cancer Research. 75 (22), 4910-4922 (2015).
  25. Frese, K. K., Tuveson, D. A. Maximizing mouse cancer models. Nature Reviews Cancer. 7 (9), 645-658 (2007).
  26. Shackelford, D. B., et al. LKB1 inactivation dictates therapeutic response of non-small cell lung cancer to the metabolism drug phenformin. Cancer Cell. 23 (2), 143-158 (2013).
  27. Momcilovic, M., et al. Targeted Inhibition of EGFR and Glutaminase Induces Metabolic Crisis in EGFR Mutant Lung Cancer. Cell Reports. 18 (3), 601-610 (2017).
  28. Goodwin, J., et al. The distinct metabolic phenotype of lung squamous cell carcinoma defines selective vulnerability to glycolytic inhibition. Nature Communications. 8, 15503 (2017).
  29. Fueger, B. J., et al. Impact of animal handling on the results of 18F-FDG PET studies in mice. Journal of Nuclear Medicine. 47 (6), 999-1006 (2006).
  30. Dandekar, M., Tseng, J. R., Gambhir, S. S. Reproducibility of 18F-FDG microPET studies in mouse tumor xenografts. Journal of Nuclear Medicine. 48 (4), 602-607 (2007).
  31. Luker, G. D., Luker, K. E. Optical imaging: current applications and future directions. Journal of Nuclear Medicine. 49 (1), 1-4 (2008).
  32. Vander Heiden, M. G., Cantley, L. C., Thompson, C. B. Understanding the Warburg effect: the metabolic requirements of cell proliferation. Science. 324 (5930), 1029-1033 (2009).
  33. Vander Heiden, M. G., DeBerardinis, R. J. Understanding the intersections between metabolism and cancer biology. Cell. 168 (4), 657-669 (2017).
  34. Zhang, W. C., et al. Glycine decarboxylase activity drives non-small cell lung cancer tumor-initiating cells and tumorigenesis. Cell. 148 (1-2), 259-272 (2012).
  35. Possemato, R., et al. Functional genomics reveal that the serine synthesis pathway is essential in breast cancer. Nature. 476, 346-350 (2011).
  36. Sullivan, L. B., et al. Supporting aspartate biosynthesis is an essential function of respiration in proliferating cells. Cell. 162 (7360), 552-563 (2015).
  37. Hassanein, M., et al. Preclinical evaluation of 4-[(18)F]fluoroglutamine PET to assess ASCT2 expression in lung cancer. Molecular Imaging and Biology. 18 (1), 18-23 (2016).
  38. Qu, W., et al. Preparation and characterization of L-[5-11C]-glutamine for metabolic imaging of tumors. Journal of Nuclear Medicine. 53 (1), 98-105 (2012).
  39. Venneti, S., et al. Glutamine-based PET imaging facilitates enhanced metabolic evaluation of gliomas in vivo. Science Translational Medicine. 7 (274), 217 (2015).
  40. Gambhir, S. S. Molecular imaging of cancer with positron emission tomography. Nature Reviews Cancer. 2 (9), 683-693 (2002).
  41. Keng, P. Y., et al. Micro-chemical synthesis of molecular probes on an electronic microfluidic device. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (3), 690-695 (2012).
  42. Lazari, M., et al. ELIXYS – a fully automated, three-reactor high-pressure radiosynthesizer for development and routine production of diverse PET tracers. EJNMMI Research. 3 (1), 52 (2013).

Tags

18F-FDG PET/CTLung CancerTumor MetabolismCancer TherapeuticsQuantitative HistologyNon-invasive ImagingMouse Model

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Momcilovic, M., Bailey, S. T., Lee, J. T., Zamilpa, C., Jones, A., Abdelhady, G., Mansfield, J., Francis, K. P., Shackelford, D. B. Utilizing 18F-FDG PET/CT Imaging and Quantitative Histology to Measure Dynamic Changes in the Glucose Metabolism in Mouse Models of Lung Cancer. J. Vis. Exp. (137), e57167, doi:10.3791/57167 (2018).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image