Abstract
A imagem molecular permite o monitoramento não-invasivo do crescimento do tumor, progressão e resposta ao tratamento de drogas, e tornou-se uma ferramenta importante para promover estudos biológicos nos últimos anos. Neste estudo, nós abrangente avaliou a
in vivo
efeitos anti-angiogénicos e anti-neoplásicas de Endostar sobre câncer de fígado, com base nos sistemas de imagem molecular ópticos, incluindo tomografia micro-computador (Micro-CT), imagiologia molecular bioluminescência (BLI) e tomografia molecular de fluorescência (FMT). Luciferase de pirilampo (Fluc) e proteína fluorescente verde (GFP), as células de carcinoma hepatocelular humano marcado dupla (células CHC-LM3-Fluc-GFP) foram utilizados para estabelecer o modelo de tumor subcutâneo e hepático. Depois de as células tumorais foram implantadas 14~18 dias, Endostar (5 mg /kg /dia) foi administrada através de uma injecção intravenosa na veia da cauda para contínuos 14 dias. A angiografia tomografia computadorizada (CTA) e BLI foram realizadas para o modelo de tumor subcutâneo. FMT foi executado para o modelo de tumor ortotópico. Os dados CTA mostrou que a formação de vasos do tumor e na vasculatura do tumor subcutâneo peritumoral no grupo de tratamento Endostar foi significativamente inibida em comparação com o grupo de controlo. Os dados BLI exibiu o óbvio inibição tumor dia 8 de pós-tratamento. A FMT detectados os efeitos de supressão do tumor de Endostar tão cedo quanto o dia 4 pós-tratamento e mediu a localização do tumor. Os dados acima confirmaram os efeitos do Endostar sobre anti-angiogênese e supressão do tumor no câncer de fígado. Nosso sistema combinado CTA, BLI e FMT para oferecer uma informação mais completa sobre os efeitos da Endostar sobre a supressão da formação de vasos e tumor. sistema de imagem molecular óptica permitiu a avaliação não invasiva e confiável da eficácia do medicamento anti-tumor no câncer de fígado
Citation:. Zhang Q, Du Y, Z Xue, Chi C, Jia X, Tian J (2014) Avaliação abrangente do Anti-angiogénicos e anti-neoplásicas Efeitos da Endostar no cancro do fígado através Optical Molecular Imaging. PLoS ONE 9 (1): e85559. doi: 10.1371 /journal.pone.0085559
editor: Matthew Bogyo, Universidade de Stanford, Estados Unidos da América
Recebido: 16 Outubro, 2013; Aceito: 03 de dezembro de 2013; Publicação: 08 de janeiro de 2014
Direitos de autor: © 2014 Zhang et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados
Financiamento:. Este artigo é apoiado pelo Programa Nacional de Pesquisa básica da China (973 Programa), Grant No. 2011CB707700, a National Science Foundation Natural da China (NSFC), Grant No. 81.227.901 e da Academia de Ciências de bolsas para jovens cientistas internacionais (2013Y1GB0005). Os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, coleta de dados e análise, decisão de publicar ou preparação do manuscrito
CONFLITO DE INTERESSES:.. Os autores declararam que não existem interesses conflitantes
Introdução
o carcinoma hepatocelular (HCC) é um dos o câncer mais comum no mundo e é responsável por mais de 600.000 mortes por ano [1]. Infelizmente, a doença é frequentemente detectada numa fase tardia, quando as terapias potencialmente curativas são frequentemente ineficazes [2]. A maioria dos pacientes com câncer mostram recorrência da doença que progride rapidamente para os estágios avançados com invasão vascular e sua taxa de sobrevivência relativa de 5 anos é de apenas 7% [3]. Por conseguinte, novas terapias e novos métodos de detecção para esta doença são extremamente agressivo necessário.
A angiogénese é necessária para o crescimento tumoral invasivo e metástases, por isso, desempenha um papel importante no controlo da progressão do cancro [4], [5] . O rápido crescimento do tumor necessita de uma grande quantidade de nutrientes e oxigénio, o que levou o crescimento dos vasos sanguíneos. Além disso, os tumores HCC dependem de um rico suprimento sanguíneo [6], [7], portanto, a inibição da angiogênese tem constituído um ponto crucial na terapia de câncer de fígado.
Estudos pré-clínicos demonstraram que a endostatina poderá diminuir sangue tumor existente vasos eficazmente [4], [8] – [10]. Endostar é um romance endostain humana recombinante expressa e purificada em
Escherichia coli
modificado com um N-terminal de [11], [12], que tem sido mostrado para inibir a proliferação celular endotelial, migração, e a formação de vasos [13 ]. Com base em estudos pré-clínicos e clínicos sistémicos, o Estado Food and Drug Administration da China (SFDA) aprovou o regime para o tratamento de cancro do pulmão de não-pequenas células, em 2005 [14]. Neste estudo, nós exploramos os efeitos antitumorais de Endostar sobre câncer de fígado
in vivo
.
A abordagem tradicional para a investigação anti-neoplásica, tais como a análise histopatológica é preciso, mas consome muito tempo e não pode fornecer 3-dimensionais (3D) a informação estrutural. Além disso, alguns agentes anti-angiogénicos geralmente inibir a progressão do tumor, em vez de encolhimento do volume do tumor. Por isso, na avaliação da resposta terapêutica apenas através de medição do volume do tumor não é mais abrangente [15], e é uma necessidade urgente de desenvolver um método de detecção mais sensível e eficaz.
imagiologia molecular, o que permite sensível, observação longitudinal, tornou-se uma ferramenta valiosa para a detecção de lesões precoce, monitoramento da eficácia terapêutica, e facilitar o desenvolvimento de drogas. imagem não invasivos da angiogénese tumoral permite o diagnóstico muito mais cedo e melhor prognóstico, o que acabará por levar a uma terapia eficaz [16]. Nos últimos anos, imagiologia molecular óptica tem emergido como uma importante ferramenta de tecnologias para avançar nossa compreensão dos mecanismos da doença e acelerar a descoberta de medicamentos [17], [18]. Nós combinamos CTA, BLI e FMT para superar as profundezas de imagem e limites de resolução, o que permitiu aos pesquisadores identificar a progressão do tumor e localização [19], [20].
Uma vez que é o caminho adequado para representar a doença processo em humanos, modelos animais ortotópicos de cancro humano são a ferramenta óptima para a avaliação pré-clínica de novas terapias [21]. Embora o modelo de câncer de fígado tem sido estudado extensivamente [22], [23], a sua aplicação em imagiologia molecular óptica para a monitorização longitudinal e resposta à droga em cancro do fígado raramente tem sido tentado. Através do nosso sistema de Micro-CT /BLI /FMT, CTA foi realizado para analisar as alterações morfológicas 3D vasculares e dar a avaliação quantitativa. Devido ao fundo mínimo de BLI, que foi utilizado para a imagiologia de modelo de tumor subcutâneo. Tomando vantagens do modo transillumination e algoritmos de computador sofisticados, a FMT é reconstruir mapas 3D de fluoróforos no interior de animais vivos [24]. Nós escolhemos FMT para fornecer a localização do tumor e informações de volume para o modelo de tumor ortotópico. Quando a aquisição de dados foi concluída, os resultados foram reconstruídos através de nosso software de imagem desenvolvido de forma independente. O sistema de imagem óptica molecular permitiu a detecção fácil e precoce de progressão tumoral e respostas terapêuticas, e nós apresentamos uma avaliação abrangente do efeito anti-tumoral de Endostar.
Materiais e Métodos
Materiais e Reagente
Endostar foi obtida a partir da corporação de Simcere (Nanjing, China). D-luciferina foi comprado de Biotium (CA, Fremont, EUA). Fenestra VC foi comprado de ART (Advanced Research Technologies Inc., Canada). A linha de células de carcinoma hepatocelular humano duplamente marcada HCC-LM3-FLUC-GFP foi gentilmente cedido pelo Prof. Jian Zhao de Shanghai Segunda Universidade Médica Militar [25]. Não foi observada diferença significativa entre HCC-LM3 e células HCC-LM3-FLUC-GFP em termos de proliferação, tumorigenicidade e migração.
Cultura celular
células
HCC-LM3-FLUC-GFP foram cultivadas em meio de Dulbecco Modified eagle (DMEM; Thermo Scientific) e enriquecido com 10% de soro fetal de vitelo (FCS) (HyClone; Thermo Scientific). Eles foram mantidas a 37 ° C incubadora com 5% de CO
2.
Modelo Animal
masculino atímicos BALB /c ratos pelados 4-5 semanas de idade (N = 36) foram adquiridos do Departamento de Animais experimentais, Universidade de Pequim Saúde Science Center. Todos os experimentos com animais foram realizados de acordo com as diretrizes da Comissão Institucional animal Cuidado e Uso (IACUC) da Universidade de Pequim (número de autorização: 2011-0039). Os procedimentos de pesquisa foram aprovados pelo IACUC da Universidade de Pequim. Todos cirurgia foi realizada sob anestesia pentobarbital de sódio, e todos os esforços foram feitos para minimizar o sofrimento.
O modelo de tumor subcutâneo foi estabelecido pela injeção de 1 × 10
7 células /ml de células HCC-LM3-FLUC-GFP suspensão de 100 ul para os flancos superiores direito de ratinhos BALB /c ratinhos nus (n = 24).
os ratinhos ortotópicos modelo de tumor (n = 12) foi estabelecida após os ratinhos terem sido anestesiados com pentobarbital de sódio. A laparotomia foi cuidadosamente executada eo fígado foi completamente exposto. 1 × 10
6 células /ml de suspensão celular HCC-LM3-Fluc-GFP 50 ul foram injectados no lobo esquerdo do fígado. sangramento após a injecção e fuga de células tumorais foram evitadas pela breve compressão local. A parede abdominal e pele foram fechados com uma sutura contínua.
Tratamento Endostar
Os ratos portadores de tumores subcutâneos foram divididos aleatoriamente em grupo em grupo e controle experimental (N = 12 por grupo) até volume do tumor (volume = 0,5 × a × b
2, onde a e b foram os respectivos maiores ou menores diâmetros do tumor) aumentaram 100 mm
3 em cerca de 18 dias. Os ratinhos portadores de tumores ortotópicos foram divididos aleatoriamente no grupo experimental e de controlo (N = 6 por grupo) 14 dias pós-plantação. O grupo de controlo e do grupo experimental para os ratinhos portadores de tumores subcutâneos e ortotópicos foram dadas injecções intravenosas de cauda com Endostar (5 mg /kg /dia) ou uma quantidade igual de solução salina a 0,9% durante 14 dias. De modo a evitar a metástase de tumor, tumor do grupo de tratamento foi dado ortotópico Endostar mais cedo do que o grupo de tumor subcutâneo.
Rato peso corporal e Volume tumoral
O peso do corpo do rato foi medida pela balança electrónica a cada dois dias. O volume do tumor foi medido com um compasso de quatro em quatro dias.
histológica Estudos
Os ratinhos foram sacrificados ao final da experiência no dia 14 pós-tratamento. Os fígado e tecidos tumorais foram excisadas, fixadas em formalina, embebidos em parafina e secções contínuas (4
μ
m) foram obtidos para hematoxilina e eosina (H E). Coloração
imunohistoquímica do CD31
tecidos tumorais subcutâneos foram removidos no final da experiência. Os espécimes foram fixados em formalina e embebidos em parafina. 4
μ
seções m foram cortados de cada bloco e incubadas com 0,01 M cítrico sódico para recuperação antigênica. As lâminas foram lavadas em solução salina tamponada com fosfato (PBS) e incubadas durante a noite a 4 ° C com anti-diluída aglomerado de diferenciação 31 anticorpo (anti-CD31). As amostras foram então lavadas duas vezes com solução salina tamponada com fosfato com Tween-20 (PBST) e incubada durante 60 min à temperatura ambiente com uma diluição adequada dos anticorpos secundários. As lâminas foram lavadas com PBST e incubados durante 10 minutos com diaminobenzidina. As secções foram então contrastadas com hematoxilina e montadas, e fotos foram tiradas com um microscópio.
O Density Tumor de microvasos (MVD) Avaliação
As lâminas foram examinadas sob o microscópio, e 3 campos foram aleatoriamente para contagem de microvasos e os efeitos anti-angiogénicos de avaliação Endostar.
Micro-CT /BLI /sistema FMT
Nosso sistema de Micro-CT /BLI /FMT foi mostrado na Fig. 1A e B. O BLI e sistema FMT é fusionais, e do detector óptico é um dispositivo de carga acoplada científica (CCD) (Versarray, Princeton Instruments, Trenton, Nova Jersey) com a temperatura arrefeceu-se a -110 ° C para reduzir escuro ruído atual. A câmara CCD acoplada com uma lente (Nikon, Japão). iluminação de excitação foi fornecido por um 488 nm de onda contínua (CW) laser semicondutor VA-II-N-473 (Beijing Viasho Technology Co. Ltd, China) eo poder foi definido para 20 mW. As medições de fluorescência foram implementadas no modo transillumination. Um 20 nm, filtro passa banda centrado em 525 nm foi utilizada para permitir a transmissão de luz no comprimento de onda de emissão. Sem a fonte de laser, as medições bioluminescência são adquiridos por esta câmara CCD diretamente. O sistema de micro-CT consiste de uma fonte de raios-X de micro-foco (Ultrabright, Oxford Instruments, EUA). A tensão alvo do tubo de raios-X é de 90 kVp, com uma potência máxima de saída de 80 W. O raio-X detector de tela plana (C7942CA-02, Hamamatsu, Japão), tinha um 120 mm x área fotodiodo 120 mm. O estágio programável 3D inclui duas etapas de tradução motorizados (PSA200-11, Zolix Instruments, China) e um estágio rotação motorizada (RAK-100, Zolix Instruments, China). A relação de ampliação pode ser alterada ajustando a posição do objecto através das fases de tradução motorizados, os quais irão melhorar a resolução espacial, obviamente, [26]. O rack de home-made do rato foi fixado no palco rotação do sistema de multi-modalidade. O sistema de imagem multi-modalidade foi localizado em uma sala escura chumbo que pode bloquear ambas as luzes externas e raios-X.
A. O esquema do sistema multi-modalidade. A linha tracejada vermelha representa o sistema BLI /FMT; A linha pontilhada azul representa o sistema de Micro-CT. B. A figura do sistema multi-modalidade, que está localizado no invólucro condutor preto. C. A imagem fluorescente planar do modelo de tumor ortotópico rato a 0 ° grau, 90 ° grau, 180 ° graus e 270 ° graus.
CTA of Mouse subcutânea Modelo de Tumor
CTA foi realizada na 14
° dia, quando o tratamento foi completado ao dia. Os ratinhos foram anestesiados com 2% isoflorane, e 200 ul de agente de contraste vascular Fenestra VC foi injectada na veia da cauda. Dez minutos após a injecção, 500 visualizações projeção foram coletados pelo sistema de Micro-CT. As aquisições e processamento de dados CT foram realizadas utilizando o Molecular Imaging System do Windows (WINMI) [27], que foi desenvolvido com base no Kit Médico ferramenta de imagem (MITK) (Processamento de Imagens Médicas e análise de Ciência, Beijing, China, www.mitk .líquido). Os dados CT deu a segmentação dos vasos tumorais e reconstruído a estrutura 3D. Parâmetros foram definidos da seguinte forma: a tensão do tubo de raios-X foi de 80 kVp ea integração detector vez foi 0,467 segundos, que capturou imagens uma a cada 0,75 °
In vivo
BLI de. rato subcutânea Modelo de Tumor
o BLI foi realizado para os modelos subcutâneos do rato sobre a 0
th, 4
th, 8
th e 12
th dia após o tratamento diário começasse. Os ratinhos foram mantidos em jejum durante a noite anterior à experiência para evitar que os alimentos de interferir com os resultados de bioluminescência. O rato foi anestesiado primeiro com 2% de isoflurano e receberam D-luciferina solução de (150 mg /kg de peso corporal) 3 min antes de BLI foi iniciado. Os ratos foram mantidos em decúbito lateral direito. Os parâmetros do CCD foram
f
num = 2,8, binning = 4, tempo de exposição = 180 seg.
In vivo
FMT of Mouse Ortotópico Tumor Modelo
a FMT foi implementado para os modelos ortotópicos rato tumor também no th 0
, 4
th, 8
th e 12
th dia após o tratamento diário começou. O rato foi afixada na prateleira rato, que foi localizado no palco rotação do sistema de multi-modalidade. 2% isoflorane foi dado ao rato através de uma máscara respiratória, que foi anexado ao rack mouse. A medição de superfície dos sinais de fluorescência foi obtido pela primeira vez. A iluminação de excitação foi realizada com um 488 nm de onda contínua de laser semicondutor com a potência de 20 mW de saída. Os parâmetros de aquisição de CCD foram definidos como
f
num = 3,5, binning = 1, tempo de exposição = 10 sec. Foi útil para reconstrução precisa de quatro imagens (0 ° grau, grau 90 °, 180 ° e 270 ° grau grau), que foram obtidos sem ser bloqueado ou movida (Fig. 1C). Em seguida, os dados anatômicos 3D foi adquirido usando o sistema de Micro-CT. Os parâmetros foram ajustados como se segue: voltagem do tubo de raios-X era 60 kVp, o tempo de integração do detector era 0,467 seg e uma imagem foi captada cada 0,75 °
O método baseado na reconstrução homotopy foi usada para obter. os resultados para a tomografia de fluorescência [28]. Devido à estratégia de regularização de adaptação, o método de reconstrução foi sempre capaz de reconstruir fontes independentes precisão da estimativa do parâmetro de regularização. Como o nosso melhor conhecimento, este método raramente foi aplicado em modelo de tumor hepático. O principal processo deste algoritmo de reconstrução foi a seguinte:
Em primeiro lugar, o vetor das correlações residuais foi computado:
Em segundo lugar, o conjunto de apoio foi atualizado:
Em terceiro lugar, o sentido para a iteração seguinte foi obtido por:
em quarto lugar, foi calculada a passo para a iteração seguinte. O mínimo foram tomadas apenas sobre argumentos positivos tanto para as duas etapas.
O algoritmo de reconstrução determina que quer anexar o elemento a I ou remover o elemento da I dependendo do que for menor.
Finalmente , as incógnitas e o parâmetro de regularização foram atualizados.
Análise estatística
os dados foram expressos como média ± desvio padrão (SD). As médias foram comparadas utilizando-se análise de variância (ANOVA), utilizando software Prism 4.0, e
p
valor 0,05 foram considerados estatisticamente significativos
Resultados
Angiogenesis. a inibição foi detectada e monitorada pelo CTA durante o tratamento Endostar
Com a ajuda do agente de contraste poça de sangue, vascularização foi revelado em detalhes requintados através CTA. Uma representação em 3D de estruturas vasculares reflectiu o nível de angiogénese e proporcionou uma avaliação quantitativa do crescimento do tumor ao longo do tempo. Nós capturamos o detalhe da mudança vasculatura mesmo quando o navio tumor madura não era rico. Como mostrado na Fig. 2A e B, a fim de mostrar os diferentes vasos em torno do tumor, o vaso sanguíneo perto do tumor foi marcada em vermelho, e o vaso de sangue para fora do tumor foi marcada a azul. O microvascule do grupo controle era mais rico do que o grupo experimento indicado pela seta branca. Embora CTA não pode obter alterações morfológicas dos capilares de tumores tão pequenos como microscopia eletrônica de varredura (SEM), CTA era um método não-invasivo para obter observação contínua e dinâmica de capilares do tumor, o que era importante para avaliação de medicamentos.
A e B mostram as imagens de segmentação 3D por CTA as setas brancas mostram o surgimento de microvasos, o vaso sanguíneo perto do tumor foi marcado em vermelho, e o vaso sanguíneo longe do tumor foi marcado em azul. C e D mostram imunohistoquímica CD31 dos vasos tumorais. A seta preta indica as áreas microvasculares.
O exame anatomopatológico é o padrão ouro para refletir lesões teciduais. coloração imuno-histoquímica de CD31 foi realizado para avaliar o efeito de Endostar na angiogénese tumoral. O tratamento com 5 mg /kg /dia de Endostar resultou numa diminuição de 34,7% em MVD comparação com o grupo controlo. imagens histológicas representativas de coloração CD31 em tecidos tumorais foram mostrados na Fig. 2C e D. A microvasculatura de tumor tratado com Endostar foi menor em diâmetro, e o número de células positivas para CD31 era inferior no tratamento Endostar comparação com o controlo. O resultado CD31 imuno-histoquímica foi consistente com os dados do CTA, e ambos confirmaram que o efeito anti-angiogénico de Endostar em cancro do fígado poderia ser detectada e avaliada por CTA.
Neoplásicas A inibição foi monitorizada pela BLI durante Endostar Tratamento
não houve qualquer alteração estatisticamente significativa no peso corporal entre os grupos de animais (Fig. 3A), o que indica que os regimes de dosagem foi bem tolerada. O volume do tumor foi mostrado na Fig. 3B. A fim de acompanhar a progressão do tumor e regressão mais preciso, não só medido o volume do tumor, mas também realizado BLI para gravar as mudanças de intensidade de luz dinâmicos.
A. O peso do corpo do rato do modelo de tumor subcutâneo. B. O volume do tumor do rato do modelo de tumor subcutâneo.
Os resultados mostraram que o sinal BLI do grupo experimento foi significativamente inibida desde o dia 8 pós-tratamento (Fig. 4), enquanto a luz intensidade do grupo de controlo aumentou exponencialmente. A diferença mais evidente entre os dois grupos foi obtido no dia 12.
A intensidade da luz BLI tumor subcutâneo foi mostrado na Fig. 5 O tumor supressão intensidade de luz pode ser detectada tão cedo como o dia 8 pós-tratamento (P 0,05). A intensidade da luz grupo controle foi de 7,8 × 10
6 Fótons /cm
2 /s no dia 12, enquanto que o grupo experimento foi de apenas 5,6 × 10
6 Fótons /cm
2 /s.
com o objectivo de dar uma avaliação totalmente anti-tumoral de Endostar, montamos o modelo de tumor ortotópico de fígado, que preserva a extensão máxima do microambiente “natural” do câncer [29] – [31]. Nós anestesiados 2 ratos no dia 14 pós-implantação, e, em seguida, D-luciferina foi injectado por via intraperitoneal 3 min com o seu fígado exposto antes BLI (Fig. 6A). Houve um sinal intenso a partir das margens lobular hepáticas. Em seguida, o fígado excisado para BLI imediatamente, e manteve-se o tecido iluminado (Fig. 6B). O tecido hepático foi, em seguida, com H E coradas, e mostrou-se que os tumores hepáticos localizados nos lobos hepáticos (Figura 6C.). Os resultados provam o modelo de tumor hepático foi bem-sucedida.
A laparotomia foi realizada no rato com o fígado exposto no campo de visão A, e, em seguida, o fígado foi dissecado. BLI foi realizada novamente e o sinal óptico foi distribuído nas margens lobular hepáticas em BC A H E mancha revelou que havia nódulos tumorais no tecido do fígado
Monitorização da Neoplásicas A inibição pela FMT durante. Tratamento Endostar
com base nos resultados acima, sistema de FMT mais usado para detectar a 3D alterações fluorescentes dinâmica no modelo de tumor ortotópico. Em primeiro lugar, a partir de imagens grau coronal dos 4 pontos de tempo, uma significativa diferença da intensidade da luz foi detectada tão cedo quanto quatro dias pós-tratamento entre controle e grupo experimental (Fig. 7A e B). A partir do dia 8, os sinais do grupo solução salina aumentou dramaticamente, mas os sinais a partir do grupo experimental cresceu lentamente. No dia 12 (Fig 8, P . 0,05), a intensidade da luz FMT do grupo experimento foi de 3,27 × 10
7 Fótons /cm
2 /s, enquanto o grupo controle foi tão elevada como 4,98 × 10
7 Fótons /cm
2 /s.
o grau vista coronal da progressão tumoral e de drogas resposta ortotópico foi monitorada pelo sistema FMT.
Para o tumor ortotópico, imagens fluorescentes planar era inadequada. Uma vez que as fontes fracos perto da superfície aparecem talvez a mesma intensidade de luz de superfície para as fontes mais fortes mais profunda nos tecidos [32]. FMT foi requerido para localização e distribuição do tumor dentro de um pequeno animal para produzir reconstrução tomográfica precisas e visualização no modo 3D. Nós segmentado do pulmão e do fígado através de dados de CT. Os resultados foram de reconstrução mostrado na Fig. 9A e B, em que o tumor estava localizado no lóbulo da margem do fígado. O poder do grupo experimento foi de 2,27 mW, enquanto o grupo controle foi de 3,83 mW. MITK foi usada para reconstituir o volume do tumor. O grupo controle foi de 156 mm
3, enquanto o grupo experimento foi de 107 mm
3. A partir dos dados acima, foi sugerido que a FMT fornece a localização precisa e a análise quantitativa da fonte de luz de profundidade, e serviu como um método ideal para a detecção de tecidos profundos.
A e B. A reconstrução de FMT o modelo de tumor ortotópico ea vista parcial ampliada.
Discussão
imagiologia molecular Optical tem várias vantagens sobre os métodos tradicionais, especialmente no campo da
in vivo
câncer pesquisa. Ele pode em especial melhorar a visualização, caracterização e quantificação de processos biológicos em sujeitos vivos [33]. Estas características são altamente valiosos para a investigação pré-clínica tumor especialmente para a avaliação de novas drogas anti-tumorais.
Comparando Fig. 3B com a fig. 4 e 5, descobrimos que as diferenças da intensidade da luz detectada pelo BLI entre os grupos controle e experimental foi mais dramática do que o volume do tumor medido por pinças. A razão é que o sinal de luz bioluminescente emitida a partir das células de tumor foi obtido a partir de células tumorais vivas, o que proporcionou uma medição quantitativa substituto do número de células tumorais vivas [34], [35]. Portanto, BLI foi mais sensível do que a medição tradicional, quando a inibição do tumor não foi totalmente refletida no encolhimento do volume do tumor. FMT era não apenas capaz de reconstruir o local do tumor, mas também para calcular o volume do tumor (Fig. 9). Assim, para o tumor ortotópico tecido profundo, tomografia foi mais adequado.
Os papéis do CTA, BLI e FMT são complementares entre si, foi utilizado o sistema de imagem molecular óptico para fazer uma avaliação mais abrangente de Endostar em anti -angiogenesis e supressão do crescimento hepatoma. Em primeiro lugar, com a ajuda de um agente de contraste MITK uma acumulação de sangue e o software, o CTA nos permitiu obter uma avaliação quantitativa da estrutura do vaso. Este método permite a investigação contínua de angiogénese e não-invasiva. Em segundo lugar, a luz emitida a partir bioluminescente células tumorais foi derivada a partir de células tumorais metabolicamente activas, assim, a detecção de confiança, tais como alguns agentes anti-angiogénicos geralmente inibir a progressão do tumor, em vez de volume de tumor de encolhimento pode ser conseguido por BLI. Como resultado, a BLI é sensível o bastante para detectar a inibição de tumor evidente de grupo Endostar tão cedo como o dia 8. Em terceiro lugar, a localização do tumor pode ser reconstruído por meio FMT, que é menos dependente de profundidade. Para o tumor do fígado, FMT foi capaz de reconstruir a distribuição de fluorescência e 3D apresentam uma quantificação exacta como em estudos anteriores [36], [37]. Portanto, a combinação de CTA, BLI e FMT nos permitiu melhorar a precisão da eficácia anti-câncer Endostar.
O nosso sentido de trabalho futuro é para otimizar ainda mais a resolução do nosso Micro-CT. A histologia convencional de vasos tumorais requer sacrificar grande número de animais em diferentes pontos no tempo, em seguida, leva tempo para o corte e coloração de tecidos para identificar a localização e da densidade dos vasos. Portanto, se CTA é capaz de detectar alterações vasculares minúsculas, ele pode se tornar um método em tempo real para estimar o
in vivo
efeito anti-angiogênese de forma contínua, o que é uma forma eficaz de reduzir custos e economizar tempo. Ao mesmo tempo, vamos melhorar a precisão de reconstrução para melhor resolver o problema da alta absorção de luz no tecido profundo e integrar diferentes modalidades de imagem molecular.
Conclusão
imagiologia molecular óptica foi utilizado a partir de um multi-ângulo para verificar os efeitos da Endostar na inibição câncer de fígado. A integração de um sistema multi-modalidade atende aos requisitos de ser não invasivo, preciso e capaz de monitorar continuamente Endostar investigação anti-câncer e avaliação de medicamentos. O modelo de tumor do rato subcutâneo e ortotópico simultaneamente serviu como ferramenta abrangente sobre a avaliação do Endostar pesquisa terapêutica. A combinação de informações funcionais com visualização anatômica convencional poderia caracterizar com precisão as lesões, e fornece biomarcadores não invasivos de atuação terapêutica e prognóstico do paciente. O desenvolvimento de novas instalações de imagem molecular ópticos nossa observação mais abrangente da progressão do câncer e acelera a descoberta do novo tratamento.
Reconhecimentos
Nossos agradecimentos especiais ao Doutor Sijun Hu, Doutor Hui Yan e doutor Hao Hu de Estado Key Laboratório de Biologia do Câncer e Instituto de Doenças digestivas, Xijing Hospital, A Quarta Universidade médica Militar; eles ofereceram generosamente ajudar na construção de modelos de tumor.