Abstract
molekylær avbildning muliggjør ikke-invasiv monitorering av tumorvekst, progresjon, og medikamentell behandling respons, og det har blitt et viktig verktøy for å fremme biologiske studier de siste årene. I denne studien grundig evaluert vi
in vivo
antiangiogene og antineoplastiske virkninger av Endostar på leverkreft basert på de optiske molekylære imaging-systemer, inkludert mikro-computertomografi (Micro-CT), bioluminesens molekylær avbildning (BLI) og fluorescens molekylær tomografi (FMT). Firefly luciferase (Fluc) og grønt fluorescerende protein (GFP) dual-merket human leverkreft celler (HCC-LM3-Fluc-GFP celler) ble brukt til å etablere subkutan og orthotopic levertumor modell. Etter at tumorceller ble implantert 14~18 dager ble Endostar (5 mg /kg /dag) administrert ved en intravenøs injeksjon i halevenen for kontinuerlig 14 dager. Datamaskinen tomografi angiografi (CTA) og BLI ble utført for subkutan tumor modell. FMT ble henrettet for orthotopic tumor modell. De CTA data viste at svulstdannelse fartøyet og den peritumoral vaskulaturen av subkutan tumor i Endostar behandlingsgruppe var signifikant hemmet sammenlignet med kontrollgruppen. The Bli data viste det åpen svulst hemming dag 8 etter behandling. Den FMT påvist at tumor undertrykkelse virkningene av Endostar så tidlig som dag 4 etter behandling og målte tumoren sted. De ovenfor angitte data bekreftet virkningene av Endostar for anti-angiogenese og tumorundertrykkelse på leverkreft. Vårt system kombinert CTA, BLI, og FMT å tilby mer omfattende informasjon om effektene av Endostar på undertrykkelse av fartøyet og tumordannelse. Optisk molekylær imaging system aktivert ikke-invasiv og pålitelig vurdering av anti-svulst narkotika effekt på leverkreft
Citation. Zhang Q, Du Y, Xue Z, Chi C, Jia X, Tian J (2014) omfattende Evaluering av antiangiogene og antineoplastiske virkninger av Endostar på leverkreft gjennom optisk Molecular Imaging. PLoS ONE 9 (1): e85559. doi: 10,1371 /journal.pone.0085559
Redaktør: Matthew Bogyo, Stanford University, USA
mottatt: 16 oktober 2013; Godkjent: 03.12.2013; Publisert: 08.01.2014
Copyright: © 2014 Zhang et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Dette papiret er støttet av National Basic Research Program of China (973 Program) under Grant No. 2011CB707700, Natural Science Foundation National of China (NSFC) under Grant nr 81227901 og Academy of Sciences Fellowship for Young internasjonale forskere (2013Y1GB0005). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
leverkreft (HCC) er en av de vanligste kreftformen i verden, og er ansvarlig for mer enn 600.000 dødsfall årlig [1]. Dessverre er sykdommen ofte oppdages på et sent stadium, når potensielt kurativ behandling er ofte ineffektive [2]. De fleste kreftpasienter viser tilbakefall av sykdommen som raskt utvikler seg til de avanserte stadier med vaskulær invasjon og deres 5-års relativ overlevelse er bare 7% [3]. Derfor er nye terapier og nye metoder for påvisning for aggressiv sykdom er svært nødvendig.
Angiogenese kreves for invasiv tumorvekst og metastase, så det spiller en viktig rolle i kontrollen av kreft progresjon [4], [5] . Den raske veksten av tumoren behov for en stor mengde av næringsstoffer og oksygen, noe som førte til at veksten av blodkar. Videre HCC tumorer er avhengig av en rik blodtilførsel, [6], [7], derfor, hemming av angiogenese har utgjort en viktig punkt i leverkreft terapi.
Prekliniske studier har vist at endostatin kunne krympe eksisterende tumor blod fartøy effektivt [4], [8] – [10]. Endostar er en ny rekombinant humant endostain uttrykt og renset i
Escherichia coli
med en modifisert N-terminale [11], [12], har det vist seg å hemme endotelisk celleformering, migrering, og fartøyet formasjon [13 ]. Basert på systemiske prekliniske studier og kliniske studier, staten Food and Drug Administration of China (Drug Administration) godkjent regime for behandling av ikke-småcellet lungekreft i 2005 [14]. I denne studien utforsket vi antitumor effektene av Endostar på leverkreft
in vivo
.
Den tradisjonelle tilnærmingen for anti-neoplastisk forskning som histopatologiske analyse er nøyaktig, men tidkrevende og kan ikke gi tre-dimensjonale (3D) strukturell informasjon. Videre er noen anti-angiogene midler vanligvis hemme tumorprogresjon snarere enn tumorvolumkrymping. Derfor er evalueringen av terapeutisk respons bare gjennom tumorvolummåling ikke lenger fullstendig [15], og det er et presserende behov for å utvikle en mer følsom og effektiv påvisning metode.
Molecular imaging, som gjør det mulig for sensitiv, langsgående observasjon, har blitt et uvurderlig verktøy for tidlig lesjon deteksjon, overvåking terapeutisk effekt, og legge til rette for utvikling av legemidler. Ikke-invasiv avbildning av tumor angiogenese tillater mye tidligere diagnose og prognose bedre, noe som vil føre til effektiv terapi [16]. I de senere år har optisk molekylær avbildning dukket opp som et viktig redskap for teknologier for å fremme vår forståelse av sykdomsmekanismer og akselerere medisiner [17], [18]. Vi har kombinert CTA, BLI og FMT for å overvinne de bildedannende dybder og oppløsnings grenser, noe som gjorde det mulig å presisere tumorprogresjon og plassering [19], [20].
Siden det er passende måte å representere sykdommen prosess i menneskelig, ortotopiske dyremodeller av kreft hos mennesker er det optimale verktøy for preklinisk evaluering av nye behandlingsformer [21]. Selv om orthotopic leverkreft modell har blitt studert inngå [22], [23], sin søknad i optisk molekylær avbildning for langsgående overvåking og narkotika respons på leverkreft har sjelden vært prøvd. Gjennom vår Micro-CT /BLI /FMT system, ble CTA utført for å analysere vaskulære 3D morfologiske endringer og gi kvantitativ vurdering. På grunn av minimal bakgrunn av BLI, ble det brukt til avbildning av subkutan tumor modell. Tar fordelene av gjennomlysningsmodus og avanserte dataalgoritmer, er FMT å rekonstruere 3D-kart fra fluoroforer i levende dyr [24]. Vi valgte FMT å gi tumor plassering og voluminformasjon for den ortotopisk tumormodell. Når datainnsamlingen ble gjennomført, ble resultatene rekonstruert gjennom vår utviklet uavhengig bildebehandlingsprogrammer. Den optiske molekylær avbildning system tillates lettvinte og tidlig påvisning av tumorprogresjon og behandlingstiltak, og vi presenterte en omfattende evaluering av anti-tumor effekt av Endostar.
Materialer og Metoder
Materialer og Reagens
Endostar ble hentet fra selskap av Simcere (Nanjing, Kina). D-Luciferin ble kjøpt fra Biotium (CA, Fremont, USA). Fenestra VC ble kjøpt fra ART (Advanced Research Technologies Inc., Canada). Den dual-merket human leverkreft cellelinje HCC-LM3-Fluc-GFP ble vennlig levert av professor Jian Zhao fra Shanghai Second Military Medical University [25]. ble ikke observert noen signifikant forskjell mellom HCC-LM3 og HCC-LM3-Fluc-GFP celler i form av spredning, tumorigenitet og migrasjon.
Cell Kultur
HCC-LM3-Fluc-GFP cellene dyrket i Dulbeccos modifiserte eagle-medium (DMEM; Thermo Scientific) og supplert med 10% føtalt kalveserum (FCS) (HyClone, Thermo Scientific). De ble holdt ved 37 ° C inkubator med 5% CO
2.
dyremodell
4-5 uker gamle athymiske hann BALB /c nakne mus (N = 36) ble kjøpt fra Institutt for forsøksdyr, Peking University Health Science Center. Alle dyreforsøk ble utført i samsvar med retningslinjene i Institutional Animal Care og bruk Committee (IACUC) ved Peking University (Permit Number: 2011-0039). Forsknings prosedyrene ble godkjent av IACUC av Peking University. Alle operasjoner ble utført under natrium pentobarbital anestesi, og alle anstrengelser ble gjort for å minimere lidelse.
subkutan tumormodell ble etablert ved å injisere 1 x 10
7 celler /ml HCC-LM3-Fluc-GFP celle suspensjon 100 ul inn høyre øvre flankene av BALB /c naken mus (N = 24).
ortotopiske svulst modell mus (N = 12) ble opprettet etter at musene hadde blitt bedøvet med natrium pentobarbital. En laparotomi ble nøye utført og leveren ble fullstendig eksponert. 1 x 10
6 celler /ml HCC-LM3-Fluc-GFP cellesuspensjon 50 ul ble injisert i den venstre leverlapp. Post injeksjon blødning og tumorcelle flukt ble unngått ved kort lokal kompresjon. Bukveggen og huden ble lukket med en kontinuerlig sutur.
Endostar Behandling
De subkutane tumorbærende mus ble tilfeldig delt inn i forsøksgruppen og kontrollgruppen (N = 12 per gruppe) til tumorvolum (volum = 0,5 x en x b
2, hvor a og b var de respektive lenger og kortere diametere tumor) steg 100 mm
3 i området rundt 18 dager. De ortotopiske tumor-bærende mus ble tilfeldig delt inn i forsøksgruppen og kontrollgruppen (n = 6 per gruppe) 14 dager post-plantasje. Forsøksgruppe og en kontrollgruppe for de subkutane og ortotopiske tumor-bærende mus ble gitt intravenøse injeksjoner med halen Endostar (5 mg /kg /dag) eller en tilsvarende mengde 0,9% saltløsning i 14 dager. For å unngå den tumormetastase, tumor ble ortotopisk gruppe gitt Endostar behandling tidligere enn den subkutane tumor-gruppen.
Mus kroppsvekt og tumorvolum
mus kroppsvekt ble målt ved elektronisk balanse annenhver dag. Tumorvolumet ble målt ved målepunktet etter fire dager.
histologiske undersøkelser
Mus ble avlivet ved slutten av eksperimentet på dag 14 etter behandling. Leveren og tumorvev ble skåret ut, fiksert i formalin, innstøpt i parafin og kontinuerlige seksjoner (4
μ
m) ble oppnådd for hematoxylin og eosin (H E). Farging
Immunohistochemistry av CD31
Subkutan tumor vev ble skåret ut ved slutten av forsøket. Prøvene ble fiksert i formalin og innstøpt i parafin. 4
μ
m seksjoner ble kuttet fra hver blokk og inkuberes med 0,01 M natrium Sitron for antigen gjenfinning. Platene ble vasket i fosfatbufret saltvann (PBS) og inkubert over natten ved 4 ° C med anti-fortynnet klynge av differensiering 31 (anti-CD31) antistoff. Prøvene ble deretter renset to ganger med fosfat-bufret saltvann med Tween-20 (PBST) og inkubert i 60 min ved værelsestemperatur med den passende fortynning av de sekundære antistoffer. Platene ble skyllet med PBST og inkubert i 10 minutter med diaminobenzidin. Seksjonene ble deretter kontra med hematoksylin og montert, og bildene ble tatt under mikroskop.
svulsten microvessel Density (MVD) Taksering
Glassene ble undersøkt under mikroskop, og 3 felt var tilfeldig tatt for microvessel telling og anti-angiogene effekter av Endostar evaluering.
Micro-CT /BLI /FMT system
Micro-CT /BLI /FMT systemet ble vist i fig. 1A og B. BLI og FMT system er fusjons, og den optiske detektoren er en vitenskapelig CCD (CCD) kamera (VersArray, Princeton Instruments, Trenton, New Jersey) med temperaturen avkjølt til -110 ° C for å redusere mørke strømstøy. CCD-kameraet kombinert med en linse (Nikon, Japan). Eksitasjon belysning ble levert av en 488 nm kontinuerlig-bølge (CW) halvleder laser VA-II-N-473 (Beijing Viasho Technology Co Ltd, Kina), og nettet er satt til 20 mW. Fluorescens Målingene ble gjennomført i transillumination modus. En 20 nm båndpassfilter sentrert på 525 nm ble brukt til å tillate lysoverføring ved emisjonsbølgelengden. Uten laserkilden, er bioluminescence målingene kjøpt av denne CCD kameraet direkte. Micro-CT-systemet består av en mikrofokus X-ray kilde (Ultrabright, Oxford Instruments, USA). Målet spenningen på X-ray tube er 90 kVp, med en maksimal utgangseffekt på 80 W. Røntgen flatskjerm detektor (C7942CA-02, Hamamatsu, Japan), hadde en 120 mm x 120 mm fotodiode området. 3D-programmerbar stadiet omfatter to motoriserte oversettings etapper (PSA200-11, Zolix Instruments, Kina) og en motorisert rotasjon scene (RAK-100, Zolix Instruments, Kina). Forstørrelsesforholdet kan endres ved å justere posisjonen til objektet gjennom den motoriserte oversettertrinn, noe som vil forbedre romlig oppløsning åpenbart [26]. Den hjemmelagde mus stativ ble festet på rotasjon stadium av multi-modalitet system. Den multi-modalitet bildesystem ble plassert i et mørkt bly rom som kan blokkere både eksterne lys og røntgen.
A. Den skjematiske av fler modalitet system. Den røde stiplede linjen representerer BLI /FMT system; den blå stiplede linjen representerer Micro-CT-systemet. B. Figuren av fler modalitet system, som ligger i den sorte ledningen huset. C. plane fluorescerende avbildning av mus orthotopic tumormodell ved 0 ° grader, 90 ° grader, 180 ° grader og 270 ° grader.
CTA av Mouse Subkutan Tumor Model
CTA ble utført på 14
th dag når den daglige behandlingen ble avsluttet. Musene ble bedøvet med 2% isoflorane, og 200 ul vaskulære kontrastmiddel Fenestra VC ble injisert i halevenen. Ti minutter etter injeksjon, ble 500 projeksjon visninger innsamlet av Micro-CT-systemet. De CT data oppkjøp og behandling ble utført ved hjelp av Windows Molecular Imaging System (WINMI) [27], som ble utviklet basert på Medical Imaging Tool Kit (MITK) (Medisinsk bildebehandling og analyse av Science, Beijing, Kina, www.mitk .nett). CT-data ga segmentering av tumor fartøy og rekonstruert 3D-strukturen. Parametere ble satt som følgende: spenningen på X-ray tube var 80 kVp og detektoren integreringstiden var 0,467 sek, som fanget en bilde hver 0,75 °
In vivo
BLI av. mus Subkutan Tumor Model
BLI ble utført til subkutane musemodeller på 0
th
th 4,
th 8 og 12
th dagen etter daglig behandling begynte. Musene ble fastet over natten før eksperimentet for å forhindre at mat fra å forstyrre Bioluminescens resultater. Musen ble først bedøvet med 2% isofluran og mottatte D-luciferin-oppløsning (150 mg /kg kroppsvekt) 3 minutter før BLI ble startet. Musene ble holdt i høyre side recumbency. Parametrene for CCD var
f
num = 2,8, binning = 4, eksponeringstid = 180 sek.
In vivo
FMT av Mouse ortotopiske Tumor Model
FMT ble gjennomført til ortotopiske tumor musemodeller også på 0
th, 4
th, 8
th og 12
th dagen etter den daglige behandlingen begynte. Musen ble festet på stativet mus, som var plassert på den rotasjon trinn av fler modalitet system. 2% isoflorane ble gitt til musen gjennom åndedrettsmaske, som var festet til muse stativet. Overflaten måling av de fluorescente signalene ble oppnådd først. Eksitasjon belysning ble utført med en 488 nm kontinuerlig bølgehalvlederlaser med en utgangseffekt på 20 mW. Oppkjøpet parametere av CCD ble satt som
f
num = 3,5, binning = 1, eksponeringstid = 10 sek. Det var nyttig for nøyaktig rekonstruksjon av fire bilder (0 ° grader, 90 ° grader, 180 ° grader og 270 ° grader), som ble hentet uten å bli blokkert eller flyttes (Fig. 1C). Deretter ble 3D anatomisk data skaffes med Micro-CT-systemet. Parametrene ble satt som følger: spenning av X-ray tube var 60 kVp, detektoren integrasjonstiden var 0,467 sek og ett bilde ble tatt hver 0,75 °
rekonstruksjon metode basert på homotopiteori ble anvendt for å oppnå. resultatene for fluorescens-tomografi [28]. På grunn av den adaptive regularisering strategi, gjenoppbygging metoden var alltid i stand til å rekonstruere kilder nøyaktig uavhengig av estimering av regularisering parameter. Som vår beste kunnskap, ble denne metoden sjelden brukt på orthotopic levertumor modell. Den viktigste Fremgangsmåten ifølge denne rekonstruksjonen algoritmen var som følger:
For det første ble vektoren av de gjenværende korrelasjonene beregnet:
Dernest ble den understøttende settet oppdatert:
For det tredje retningen for den neste iterasjon ble oppnådd ved:
for det fjerde trinnet for den neste iterasjon ble beregnet. Den minste ble tatt bare over positive argumenter både for de to trinnene.
Gjenoppbyggingen algoritmen bestemmer enten tilføye element til jeg eller fjerne elementet fra jeg avhengig av noe som er mindre.
Til slutt , ukjente og regularisering parameter ble oppdatert.
Statistical Analysis
data ble uttrykt som gjennomsnitt ± standardavvik (SD). Midler ble sammenliknet med enveis variansanalyse (ANOVA) ved å bruke Prism 4.0-programvaren, og
p
verdi 0,05 ble ansett som statistisk signifikant
Resultater
angiogenese. hemming ble oppdaget og overvåkes av CTA under Endostar Behandling
med hjelp av blodet bassenget kontrastmiddel, vaskulariteten ble avslørt i utsøkt detalj gjennom CTA. En 3D-representasjon av vaskulære strukturer reflekterte nivået av angiogenese, og ga en kvantitativ vurdering av tumorvekst over tid. Vi fanget detalj av vaskulaturen forandring selv når den modne tumor fartøyet var ikke rik. Som vist på fig. 2A og B, for å kunne vise de forskjellige fartøyene rundt svulsten, blodåren i nærheten av tumoren ble merket med rødt, og blodåren bort fra tumoren ble markert i blått. Den microvascule av kontrollgruppen var rikere enn eksperimentgruppen hvor den hvite pilen. Selv om CTA ikke kan få morfologiske endringer i tumorkapillærene så små som scanning elektronmikroskopi (SEM), CTA var en ikke-invasiv metode for å få en kontinuerlig og dynamisk observasjon av tumor kapillarer, noe som var viktig for legemiddelevaluerings.
A og B viser 3D segmenterings bildene ved CTA de hvite pilene viser microvessel spirende ble blodåre nær svulsten merket med rødt, og blodet fartøyet bort fra svulsten ble markert i blått. C og D viser CD31 immunohistokjemi av tumorkarene. Den svarte pilen indikerer mikrovaskulære områder.
Patologisk analyse er gullstandarden for refleksjon vev lesjoner. Immunhistokjemi farging av CD31 ble utført for å evaluere effekten av Endostar på tumorangiogenese. Behandling med 5 mg /kg /dag av Endostar resulterte i en reduksjon i MVD 34,7% sammenlignet med kontrollgruppen. Representative histologiske bilder av CD31-farging på tumorvev ble vist i fig. 2C og D. mikrovaskulaturen av tumor behandlet med Endostar var mindre i diameter, og CD31-positiv celletallet var mindre i Endostar behandling sammenlignet med kontrollen. Den CD31 immunhistokjemi Resultatet var konsistent med CTA data, og begge bekreftet at den anti-angiogene virkning av Endostar på leverkreft kunne påvises og vurderes med CTA.
Neoplastisk Inhibering ble overvåket ved BLI under Endostar Behandling
Det var ingen statistisk signifikant endring i kroppsvekt mellom dyregrupper (fig. 3A), som indikerte at doseringsregimer ble godt tolerert. Tumorvolumet ble vist i fig. 3B. For å spore tumor progresjon og regresjon mer nøyaktig, kan vi ikke bare målt tumorvolum, men også utført BLI for å spille inn de dynamiske lysintensitet endringer.
A. Musekroppsvekt av subkutant tumormodell. B. mus tumorvolum av det subkutane tumormodell.
Resultatene viste at BLI signal av forsøket gruppen ble betydelig inhibert siden dag 8 etter behandling (fig. 4), mens lyset intensiteten av kontrollgruppen øket eksponentielt. Den mest åpenbare forskjellen mellom de to gruppene ble oppnådd på dag 12.
subkutan svulst BLI lysintensiteten ble vist i fig. 5 Tumor lysintensitet undertrykkelse kunne påvises så tidlig som dag 8 etter behandling (P 0,05). Kontrollgruppen lysintensiteten var 7,8 × 10
6 Fotoner /cm
2 /s på dag 12, mens eksperimentgruppen var bare 5,6 × 10
6 Fotoner /cm
2 /s.
i den hensikt å gi en fullstendig anti-tumor evaluering av Endostar, setter vi opp leveren orthotopic tumormodell, som bevarer den maksimale omfanget av kreft er «naturlig» mikro [29] – [31]. Vi bedøvet 2 mus på dag 14 etter implantasjon, og deretter D-luciferin ble injisert intraperitonealt 3 min med deres lever utsatt før BLI (Fig. 6A). Det var en intens signal fra lever lobular marginer. Vi så fjernet leveren for BLI umiddelbart, og vevet forble opplyste (Fig. 6B). Leveren vev var da H E farget, og det viste at leversvulster som ligger i de hepatiske lobes (Fig 6C.). Resultatene viste at orthotopic levertumor modell var vellykket.
Laparotomi ble utført på mus med leveren eksponert i synsfeltet A, og deretter leveren ble dissekert. BLI ble gjennomført på nytt, og det optiske signalet ble fordelt i lever lobular marginer i BC H E flekk avdekket at det var kreft noder i leveren vev
Overvåking av neoplastiske Hemming av FMT under. Endostar Behandling
Basert på ovennevnte resultater, vi videre brukt FMT system for å oppdage 3D dynamisk fluorescerende endringer i orthotopic tumor modell. For det første, fra koronale grad avbildning av de 4 tidspunkter, ble en betydelig lysintensitet forskjellen oppdages så tidlig som fire dagers etterbehandling mellom kontroll- og eksperimentgruppe (Fig. 7A og B). Siden dag 8, kan signalene fra salt gruppen økte dramatisk, men signalene fra eksperimentgruppen vokste langsomt. På dag 12 (figur 8, P . 0,05), den FMT lysintensiteten av eksperimentgruppen var 3,27 x 10
7 fotoner /cm
2 /s, mens kontrollgruppen var så høy som 4,98 x 10
7 Fotoner /cm
2 /s.
coronal graders utsikt over orthotopic tumorprogresjon og narkotika respons ble overvåket av FMT systemet.
For orthotopic svulst, planar fluorescerende bildebehandling var utilstrekkelig. Fordi de svake kildene nær overflaten kanskje vises samme overflate lysintensiteten til de sterkere kilder dypere i vev [32]. FMT var nødvendig for tumorlokalisasjon og distribusjon i et lite dyr å produsere nøyaktig tomographic gjenoppbygging og visualisering i 3D-modus. Vi segmentert lungene og leveren gjennom CT data. De rekonstruksjons Resultatene er vist i fig. 9A og B, hvor tumoren ble lokalisert i leveren lobe margin. Kraften i eksperimentgruppen var 2,27 mW, mens kontrollgruppen var 3,83 mW. MITK ble brukt til å rekonstruere tumorvolumet. Kontrollgruppen var 156 mm
3, mens eksperimentgruppen var 107 mm
3. Fra de ovennevnte data, er det foreslått at FMT gir nøyaktig plassering og kvantitativ analyse av den dype lyskilde, og det tjente som en ideell metode for påvisning dype vev.
A og B. FMT rekonstruksjon av den orthotopic svulst modellen og delvis forstørret visning.
Diskusjoner
Optisk molekylær avbildning har flere fordeler i forhold til tradisjonelle metoder, spesielt innen
in vivo
kreft forskning. Det kan spesielt øke visualisering, karakterisering og kvantifisering av biologiske prosesser i levende individer [33]. Disse funksjonene er svært verdifull for preklinisk svulst forskning særlig for vurdering av nye anti-svulst narkotika.
Sammenligning Fig. 3B med fig. 4 og 5, har vi funnet at forskjellene av lysintensiteten detektert av BLI mellom kontroll- og eksperimentgruppene var mer dramatisk enn tumorvolumet målt ved målepunktene. Årsaken var at bioluminescent lyssignal som sendes ut fra tumorcellene ble avledet fra levende tumorceller, som ga et kvantitativt surrogat måling av antallet levende tumorceller [34], [35]. Derfor BLI var mer følsom enn tradisjonell måling når svulst hemming ikke ble fullt ut reflektert i svulsten volum krymping. FMT var ikke bare i stand til å rekonstruere tumoren sted, men også for å beregne tumorvolumet (fig. 9). Dermed for den dype vev orthotopic svulst, tomografi var mer egnet.
Rollene som CTA, BLI og FMT er komplementære til hverandre, vi brukte optiske molekylær imaging system for å lage en mer helhetlig vurdering av Endostar på anti -angiogenesis og undertrykkelse av hepatom vekst. For det første, ved hjelp av en Blodpoolkontrastmiddel og programvare MITK, CTA gjort oss i stand til å oppnå en kvantitativ vurdering av fartøyets struktur. Denne fremgangsmåten tillater kontinuerlig og ikke-invasiv angiogenese forskning. For det andre ble bioluminescent lyset som sendes ut fra tumorceller avledet fra metabolsk aktive tumorceller, kan således pålitelig deteksjon slik som noen anti-angiogene midler vanligvis hemme tumorprogresjon snarere enn tumorvolumkrymping oppnås ved BLI. Som et resultat, er BLI følsom nok til å detektere den åpenbare tumorinhibering av Endostar gruppe så tidlig som dag 8. For det tredje kan den tumor stedet bli rekonstruert ved FMT, som er mindre dybde avhengig. For levertumor, FMT var i stand til å rekonstruere den 3D-fluorescens fordeling og gi nøyaktig kvantifisering som i tidligere studier [36], [37]. Derfor er kombinasjonen av CTA, BLI og FMT mulig for oss å forbedre nøyaktigheten av Endostar anti-kreft effekt.
Vår framtid arbeid retning er å ytterligere optimalisere oppløsningen av vår Micro-CT. Den konvensjonelle histologi av tumorkarene krever at det går på bekostning stort antall dyr ved forskjellige tidspunkter, deretter tar tid for kutting og farging av vev for å identifisere plasseringen og tettheten av fartøyene. Derfor, hvis CTA er i stand til å detektere ørsmå vaskulære endringer, kan det bli en real-time metode for å anslå
in vivo
anti-angiogenese effekt kontinuerlig, som er en effektiv måte å redusere kostnadene og spare tid. Samtidig vil vi forbedre gjenoppbygging nøyaktighet for å bedre løse problemet med høy absorpsjon av lys i dype vev og integrere ulike molekylære bildediagnostikk.
Konklusjon
Optisk molekylær avbildning ble brukt fra en multi-vinkel for å kontrollere effekten av Endostar i leveren kreft hemming. Integrasjonen av en multi-modalitet systemet oppfyller kravene til å være ikke-invasiv, nøyaktig og i stand til å kontinuerlig overvåke Endostar anti-kreft forskning og narkotika evaluering. Underhudsfett og orthotopic mus tumor modell samtidig fungert som omfattende verktøy på evalueringen av Endostar terapeutisk forskning. Kombinasjonen av funksjonell informasjon med konvensjonell anatomisk visualisering kunne nøyaktig karakterisere lesjoner, og gir ikke-invasiv biomarkører av terapeutisk ytelse og pasient prognose. Utviklingen av ytterligere optiske molekylær avbildning anlegg våre mer omfattende observasjon av kreft progresjon og akselererer oppdagelsen av ny behandling.
Takk
Våre spesiell takk går til Doctor Sijun Hu, doktor Hui Yan og Doctor Hao Hu fra State Key Laboratory of Cancer Biology og Institute of Digestive Diseases, Xijing Hospital, The Fourth Military Medical University; de tilbys sjenerøst hjelpe i tumormodellbygging.
