Name: dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging of an orthotopic pancreatic cancer mouse model
Uploaded: 2015-04-18T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 24 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging of an Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model at JoVE.com

Authors thank Jeffrey Sellers to assist orthotopic pancreatic cancer mouse modeling. This work was supported by Research Initiative Pilot Awards from the Department of Radiology at UAB and NIH grants 2P30CA013148 and P50CA101955.

כל ההליכים אושרו על ידי הוועדה המוסדית הטיפול בבעלי חיים ושימוש באוניברסיטת אלבמה בבירמינגהם. דוגמנות 1. Orthotopic גידול עכבר הלבלב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קווי תרבות סטנדרטיים אנושיים תא לבלב הסרטן במדיום של הנשר שונה Dulbecco (DMEM) בתוספת 10% בסרום שור עוברי. לשמור את כל התרבויות על 37 מעלות צלזיוס באווירת humidified עם 5% CO 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש 8-10 עכברים בשבוע ישן-נקבה חמורה בשילוב immunodeficient. הנח כלובי חיות באור 12 שעות ומחזור חושך 12 שעות בRT (21 ± 2 מעלות צלזיוס) ו -60% לחות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרדימי את כל בעלי החיים באמצעות אוורור עם 2% מisoflurane מעורבב עם חמצן (2 L / min) בכל ניתוח. אשר את עומק ההרדמה על ידי רפלקס קמצוץ הבוהן. בעלי חיים מקום על כרית חימום (37 ° C) כדי לשמור על טמפרטורת הגוף. החל משחת עיני וטרינרית על עיניים כדי למנוע יובש ואילו בהרדמה. ו160 #; </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להסיר את השיער ברבע השמאלי העליון של הבטן של כל עכבר, ולתת תרופה לשיכוך כאבים (carpofen, 5 מ&quot;ג / קילוגרם משקל גוף של תת עורי) לאזור. החל תמיסה פולידין על העור החשוף. הכן מכשירי ניתוח autoclaved. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעשות חתך 1 סנטימטר בעור הצפק באמצעות קשתית מספריים ישר. הוצא בעדינות את הלבלב מהבטן באמצעות פינצטה כירורגית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס 28 מחט G של מזרק 0.5 מיליליטר אינסולין לתוך הזנב של לבלב ולאחר מכן להחדיר לאט פתרון של 2.5 מיליון תאי סרטן לבלב אנושיים ב -30 μl של DMEM. ודא שבועה קטנה נוצר בראש הלבלב על ידי הפתרון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח בעדינות את הלבלב בחזרה לתוך הבטן באמצעות פינצטה כירורגית. סגור את הצפק והעור בשכבה 1 עם 2 קטעו 5-0 תפרי Prolene, ולאחר מכן לסיים את ההרדמה. אל תחזרו לבעלי חיים שעברו ניתוח לחברה של בעלי חיים אחרים, עד שהתאושש לחלוטין.60; הסר תפרים בניתוח שלאחר 7 ~ 10 ימים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תן מנה נוספת של התרופה לשיכוך כאבים (carpofen, 5 מ&quot;ג / קילוגרם משקל גוף של תת עורי) בשעה 24 שעות לאחר ניתוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק גודל גידול ע&quot;י מישוש אזור הניתוח תוך שימוש בשתי אצבעות. גידולים בדרך כלל מרגישים צפופים וקופצניים יותר מאשר הרקמות ואיברים הסמוכים. בדרך כלל זה לוקח ~ 1-2 שבועות כדי להתחיל להרגיש גידול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צג בעלי חיים מדי יום בחיפוש אחר סימנים של מחלה. כאשר בעלי חיים מופיעים (התנהגויות נורמליות חוסר טיפוח והימנעות) חולים, אנחנו נסתיימו באמצעות נקע בצוואר הרחם בזמן הרדמה. </li></ol> 2. תהודה מגנטית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל MRI כאשר גודל גידול הוא כ 5-7 מ&quot;מ בקוטר בבדרך כלל 2 ~ 4 שבועות לאחר השתלת תאים. השתמש בסורק MR המוקדש להדמית חיה קטנה או סורק MR קליני מצוידים בסליל ייעודי להדמיה של בעלי חיים קטנים. הערה: השתמשנו בסורק MR חיה קטנה 9.4T עם שילוב של מהוד נפח H 1/ משדר ומקלט סליל פני השטח (30 מ&quot;מ קוטר) (הברוקר BioSpin קורפ, Billerica, MA). סליל משטח מספק יותר יחס אות לרעש (SNR) 14. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן חומר ניגוד MRI מבוסס על גדוליניום להזריק ~ 0.1-0.2 mmol / קילוגרם לכל בעלי חיים ב~ 0.1-0.2 מיליליטר PBS (נאגר מלוח פוספט). הערה: השתמשנו gadoteridol, והזרקתי 0.2 mmol / קילוגרם ב0.15 מיליליטר PBS על פני תקופה של 15 שניות (0.1 מיליליטר / sec). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להכין צינור מיקרו-polyethelene (אורך: 7.62 מ&quot;מ, קוטר פנימי: 0.28 מ&quot;מ, קוטר חיצוני: 0.64 מ&quot;מ). הכנס מחט G 30 (אורך 12.7 מ&quot;מ) לקצה אחד של הצינור, ומחט 30 G בוטה קצה (אורך מ&quot;מ 9.5) לקצה השני. חבר מזרק 1 מיליליטר המכיל חומר ניגוד MR למחט הקצה הקהה, ולאט לדחוף את המזרק כדי למלא את כל הצינור עם חומר ניגוד MR. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים בעלי חיים באמצעות אוורור עם ~ 1 - 2% מisoflurane מעורבב עם החמצן (2 L / min) לאורך הכנה והדמיה. אשר את העומק של anesthesia על ידי רפלקס קמצוץ הבוהן. החל משחת עיני וטרינרית על עיניים כדי למנוע יובש ואילו בהרדמה. להרחיב את זנב וריד באמצעות מנורת חום לפני החדרת מחט. תפוס את אמצע מחט 30 G באמצעות מלקחיים קלי, ולהכניס אותו לתוך וריד הזנב. קלטת שני הזנב וצינור על גבי פיסת פלסטיק או נייר קרטון (רוחב x 100 מ&quot;מ אורך 10 מ&quot;מ) כדי לשמור על ישר הזנב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את החיה במצב שכיבה במיטת בעלי חיים מצוידים במחזור מים חמים (או אוויר חם) כדי לווסת את טמפרטורת גוף במהלך הדמיה. הגדר את הטמפרטורה על המיטה עד 37 מעלות צלזיוס. הכנס בדיקה טמפרטורה רקטלית כדי לפקח על טמפרטורת הגוף במהלך הדמיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל לוח פלסטיק orthogonally כפוף לאזור הבטן. ודא שהגידול ממוקם מאחורי הקצה העליון של הלוח, ולאחר מכן משוך את הלוח מעט (~ 2 מ&quot;מ) כדי להבטיח את הגידול נתפס על ידי הדירקטוריון. הדבק את הלוח למיטה של ​​בעלי חיים בתקיפות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קלטת transduce כרית נשימהr (SA Instrument, Inc., סטוני ברוק, ניו יורק) באזור החזה כדי לפקח על נשימה של בעלי החיים במהלך הדמיה. מניחים סליל פני השטח בחלק העליון של אזור הגידול, ואת הקלטת אותו למיטה של ​​בעלי חיים בתקיפות. לדחוף את המיטה של ​​בעלי החיים לתוך סורק MR למקם את אזור הגידול במרכז סליל נפח (הקוטר הפנימי: 72 מ&quot;מ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע כוונון התאמה ועבור שניהם המקלט והמשדר, ואחרי shimming. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתחיל עם רצף MR אנטומיים כדי לאתר את הגידול. השתמש ברצף ספין הד טורבו (T2W) T2 המשוקלל כדי להשיג תמונות ציריות עם הפרמטרים הרכישה הבאות. זמן החזרה (TR) / זמן הד (TE) = 3,000 / 34 אלפיות שנייה, 128 x 128 מטריצה, שדה 30 x 30 מ&quot;מ מבט, מספר ממוצע = 1, אורך רכבת הד = 4, ו -20 מ&quot;מ 1 רציף פרוסות עבות ב מצב interlaced כדי לכסות את האזור כולו גידול (סה&quot;כ זמן סריקה: 1.6 דקות). הערה: מאחר שגידולים בלבלב orthotopic קשים יותר מאשר להיות ממוקמים תת עורית אלה, locali הקונבנציונליתמונות זר שיש ברזולוציה נמוכה יותר לא יכולות להיות שימושיות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכוש תמונות משוקללות T1 (T1W) עם זוויות להעיף שונות כדי לאחזר מפת T1. לשם כך, השתמש בשיפוע הד גישת זווית multiflip עם הפרמטרים הבאים: זמן החזרה (TR) / זמן הד (TE) = 115/3 אלפיות שנייה, 128 x 128 מטריצה, שדה 30 x 30 מ&quot;מ מבט, מספר ממוצע = 4, ~ 5-7 פרוסות רציפות 1 מ&quot;מ עבות במצב interlaced כדי לכסות את אזור הגידול, ושבע זוויות שני של 10, 20, 30, 40, 50, 60, ו -70 (זמן סריקה כולל לכל זווית להעיף: 1 דקות). הערה: עם זאת, גישת זווית multiflip היא יעילה רק כאשר הומוגניות שדה B1 היא גבוהה. אם לא, ניתן לקבל מפות T1 עם גישת TR מרובה במקום 15. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכוש תמונות T1W לפני ואחרי הזרקת ניגוד MR גדוליניום מבוססת. השתמש באותם פרמטרים הרכישה וגיאומטריה למיפוי T1 אבל עם הזווית להעיף הקבוע של 30. קידוד ליניארי השתמש כדי להבטיח מצב יציב כאשר מרכז k-המרחב מתקבל, especially כאשר TR קצר וזווית להעיף תואר נמוך משמשים. לרכוש 5 תמונות בסיס לפני זריקת ניגוד. לאחר מכן לרכוש 40 תמונות לאחר הזרקה לעומת (סה&quot;כ זמן סריקה: 45 דקות). השתמש משאבת מזרק כדי להזריק חומר ניגוד בקצב קבוע (0.01 מיליליטר / sec). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפקח נשימה של בעלי החיים באופן רציף, ולהתאים את ריכוז isoflurane לשמור על קצב הנשימה ל50-100 נשימות לדקה. מעקב אחר טמפרטורת גוף של בעלי חיים ברחבי הדמיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שסיימתי את DCE-MRI, תוריד את המחט ובדיקות אחרות, והמקום חי בכלוב ריק מיטות עם מגבות נייר. לעסות בעדינות את אזור הבטן התחתון. הכלוב צריך להיות ממוקם חצי תחת מנורת חום כדי לאפשר לבעלי החיים לנוע פנימה והחוצה משיפוע החום כפי שהוא מתאושש. אל תשאיר חיה ללא השגחה עד שהוא שב להכרתו מספיק כדי לשמור על כיבה sternal. </li></ol> 3. עיבוד תמונה וניתוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> regi גידול מגזר<html> בתמונות T2W. בתמונות T2W, עוצמת האות באזור גידול היא בהירה יותר מזה של רקמות הסובבות, כך גבול הגידול יכול להיות שמסומן באופן ידני. הערה: ניתן להשתמש בטכניקות פילוח אוטומטיות למחצה כגון thresholding הגלובלי או contouring הפעיל 16,17, אבל עוצמת רקע אחיד צריכה להיות מתוקנת במיוחד כאשר נעשה שימוש בסליל פני השטח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יצירת מפות T1 וצפיפות פרוטון. בתמונות T1W רכשו עם רצף הד שיפוע, בהנחה שזמן ההד (TE) הוא הרבה פחות מT2 * ערך, ערך פיקסל נקבע על ידי <img alt="משוואת 1" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/52641/52641eq1.jpg" /> בי S 0 הוא צפיפות פרוטון, T 1 הוא זמן הרפיה T 1 מתמיד, TR הוא זמן החזרה, וθ הוא זווית להעיף. משוואה (1) ניתן לכתוב מחדש ל 641eq2.jpg &quot;/&gt; כאשר S (θ) / sinθ מוחלף בY, ו- S (θ) / tanθ מוחלף בX. משוואה (2) היא משוואה ליניארית, והמדרון וליירטו ניתן להשתמש כדי לאחזר 0 ערכי T1 ו- S, בהתאמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חישוב ריכוז ניגוד MR בתמונות DCE-MR. כאשר חומר ניגוד MR מבוסס גדוליניום מוזרק, קבוע זמן הרפיה 1 T משתנה לאורך זמן. אז, משוואה (1) ניתן לכתוב מחדש ל <img alt="משוואה 3" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/52641/52641eq3.jpg" /> T 1 (t) קשור עם ריכוז ניגוד MR, C (t), כדלקמן, <img alt="משוואה 4" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/52641/52641eq4.jpg" /> שבו r 1 הוא relaxivity אורך חומר ניגוד MR של. אז, על ידי שילוב של משוואות (3) ו- (4), ריכוז ניגוד MR נקבע על ידי <img alt = fo &quot;5 משוואה&quot;: = src תוכן רוחב &quot;3in&quot; = &quot;/ קבצים / ftp_upload / 52641 / 52641eq5.jpg&quot; /&gt; </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכמת את הפרמטרים pharmacokinetic של p MR ניגוד סוכן. C (t) מציג ריכוז ניגוד MR בפלזמת דם בזמן t לאחר ייזום הזרקת ניגוד. P C (t) נקרא פונקצית קלט עורקים (AIF). אם AIF זמין, הפרמטרים pharmacokinetic חומר ניגוד MR של יכולים להיות מחושבים על ידי <img alt="משוואה 6" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/52641/52641eq6.jpg" /> כאשר t C (t) הוא ריכוז ניגוד MR ברקמות יעד, עמ &#39;v הוא דם השבר נפח פלזמה, דואר v הוא נפח תאי extravascular השבר, וK טרנס הוא קבוע העברת נפח. קבוע שטף שיעור, ep k, שווה לטראן Ks מחולק בדואר v. אם AIF אינו זמין, אז מודל התייחסות האזור ניתן להשתמש במקום 18,19. מודל אזור ההתייחסות מבוסס על מודל Kety-מוגבל זרימה 20 ומשתמש בריכוז ניגוד באזור התייחסות להסיר את הצורך בAIF כדלקמן, <img alt="משוואה 7" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/52641/52641eq7.jpg" /> כאשר t C, החזר על ההשקעה (t), K טראנס, החזר על השקעה, ודואר v, החזר על ההשקעה הם ריכוז לעומת זאת, העברת נפח קבועה, ושבר extravascular-תאי נפח, בהתאמה, באזור של עניין (ROI), ואילו t C, RR (T), K טראנס, RR, ודואר v, RR הם אלה באזור ההתייחסות. שריר ליד חוליות עמוד שדרה הוא לעתים קרובות נבחר כאזור ההתייחסות, ודואר v, RR ברשות עכבריתשריר ravertebral הנחה הוא להיות קבוע ב0.08 21. השתמשנו במודל אזור ההתייחסות. </li></ol>

<ol>
	<li>Ergul, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+multifocality+and+axillary+nodal+involvement+in+early-stage+breast+cancer+patients+using+18F-FDG+PET/CT+compared+to+contrast-enhanced+and+diffusion-weighted+magnetic+resonance+imaging+and+sentinel+node+biopsy.">Assessment of multifocality and axillary nodal involvement in early-stage breast cancer patients using 18F-FDG PET/CT compared to contrast-enhanced and diffusion-weighted magnetic resonance imaging and sentinel node biopsy.</a> Acta Radiol. , (2014).</li><li>Park, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+early+response+to+concurrent+chemoradiotherapy+in+cervical+cancer:+value+of+diffusion-weighted+and+dynamic+contrast-enhanced+MR+imaging.">Assessment of early response to concurrent chemoradiotherapy in cervical cancer: value of diffusion-weighted and dynamic contrast-enhanced MR imaging.</a> Magn Reson Imaging. , (2014).</li><li>Nguyen, H. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prediction+of+chemotherapeutic+response+in+bladder+cancer+using+K-means+clustering+of+dynamic+contrast-enhanced+(DCE)-MRI+pharmacokinetic+parameters.">Prediction of chemotherapeutic response in bladder cancer using K-means clustering of dynamic contrast-enhanced (DCE)-MRI pharmacokinetic parameters.</a> J Magn Reson Imaging. 10, (2014).</li><li>Teo, Q. Q., Thng, C. H., Koh, T. S., Ng, Q. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+Contrast-enhanced+Magnetic+Resonance+Imaging:+Applications+in+Oncology.">Dynamic Contrast-enhanced Magnetic Resonance Imaging: Applications in Oncology.</a> Clin Oncol (R Coll Radiol). , (2014).</li><li>Zhang, X., Pagel, M. D., Baker, A. F., Gillies, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reproducibility+of+magnetic+resonance+perfusion+imaging.">Reproducibility of magnetic resonance perfusion imaging.</a> PLoS One. 9 (2), e89797 (2014).</li><li>Kim, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pancreatic+adenocarcinoma:+a+pilot+study+of+quantitative+perfusion+and+diffusion-weighted+breath-hold+magnetic+resonance+imaging.">Pancreatic adenocarcinoma: a pilot study of quantitative perfusion and diffusion-weighted breath-hold magnetic resonance imaging.</a> Abdominal imaging. , (2014).</li><li>Derosier, L. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combination+Treatment+with+TRA-8+Anti+Death+Receptor+5+Antibody+and+CPT-11+Induces+Tumor+Regression+in+an+Orthotopic+Model+of+Pancreatic+Cancer.">Combination Treatment with TRA-8 Anti Death Receptor 5 Antibody and CPT-11 Induces Tumor Regression in an Orthotopic Model of Pancreatic Cancer.</a> Clin Cancer Res. 13 (18), 5535s-5543s (2007).</li><li>Derosier, L. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TRA-8+anti-DR5+monoclonal+antibody+and+gemcitabine+induce+apoptosis+and+inhibit+radiologically+validated+orthotopic+pancreatic+tumor+growth.">TRA-8 anti-DR5 monoclonal antibody and gemcitabine induce apoptosis and inhibit radiologically validated orthotopic pancreatic tumor growth.</a> Mol Cancer Ther. 6 (12), 3198-3207 (2007).</li><li>Kim, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+therapy+evaluation+of+combined+anti-death+receptor+5+antibody+and+gemcitabine+in+orthotopic+pancreatic+tumor+xenografts+by+diffusion-weighted+magnetic+resonance+imaging.">Early therapy evaluation of combined anti-death receptor 5 antibody and gemcitabine in orthotopic pancreatic tumor xenografts by diffusion-weighted magnetic resonance imaging.</a> Cancer Res. 68 (20), 8369-8376 (2008).</li><li>Klein, S., Staring, M., Murphy, K., Viergever, M. A., Pluim, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=elastix:+a+toolbox+for+intensity-based+medical+image+registration.">elastix: a toolbox for intensity-based medical image registration.</a> IEEE Trans Med Imaging. 29 (1), 196-205 (2010).</li><li>Kim, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+therapy+evaluation+of+combined+cetuximab+and+irinotecan+in+orthotopic+pancreatic+tumor+xenografts+by+dynamic+contrast-enhanced+magnetic+resonance+imaging.">Early therapy evaluation of combined cetuximab and irinotecan in orthotopic pancreatic tumor xenografts by dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging.</a> Mol Imaging. 10 (3), 153-167 (2011).</li><li>Kim, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antagonistic+effects+of+anti-EMMPRIN+antibody+when+combined+with+chemotherapy+against+hypovascular+pancreatic+cancers.">Antagonistic effects of anti-EMMPRIN antibody when combined with chemotherapy against hypovascular pancreatic cancers.</a> M Mol Imaging Biol. 16 (1), 85-94 (2014).</li><li>Kim, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dual+combination+therapy+targeting+DR5+and+EMMPRIN+in+pancreatic+adenocarcinoma.">Dual combination therapy targeting DR5 and EMMPRIN in pancreatic adenocarcinoma.</a> Mol Cancer Ther. 11 (2), 405-415 (2012).</li><li>Moyher, S. E., Vigneron, D. B., Nelson, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+coil+MR+imaging+of+the+human+brain+with+an+analytic+reception+profile+correction.">Surface coil MR imaging of the human brain with an analytic reception profile correction.</a> J Magn Reson Imaging. 5 (2), 139-144 (1995).</li><li>Voigt, T., Nehrke, K., Doessel, O., Katscher, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=T1+corrected+B1+mapping+using+multi-TR+gradient+echo+sequences.">T1 corrected B1 mapping using multi-TR gradient echo sequences.</a> Magn Reson Med. 64 (3), 725-733 (2010).</li><li>Liu, H., Liu, Y., Zhao, Z., Zhang, L., Qiu, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+background+distribution-based+active+contour+model+for+three-dimensional+lesion+segmentation+in+breast+DCE-MRI.">A new background distribution-based active contour model for three-dimensional lesion segmentation in breast DCE-MRI.</a> Medical physics. 41 (8), 082303 (2014).</li><li>Sarkar, S., Das, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multilevel+image+thresholding+based+on+2D+histogram+and+maximum+Tsallis+entropy--a+differential+evolution+approach.">Multilevel image thresholding based on 2D histogram and maximum Tsallis entropy--a differential evolution approach.</a> IEEE Trans Image Process. 22 (12), 4788-4797 (2013).</li><li>Yankeelov, T. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+pharmacokinetic+analysis+of+DCE-MRI+data+without+an+arterial+input+function:+a+reference+region+model.">Quantitative pharmacokinetic analysis of DCE-MRI data without an arterial input function: a reference region model.</a> Magn Reson Imaging. 23 (4), 519-529 (2005).</li><li>Cardenas-Rodriguez, J., Howison, C. M., Pagel, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+linear+algorithm+of+the+reference+region+model+for+DCE-MRI+is+robust+and+relaxes+requirements+for+temporal+resolution.">A linear algorithm of the reference region model for DCE-MRI is robust and relaxes requirements for temporal resolution.</a> Magn Reson Imaging. 31 (4), 497-507 (2013).</li><li>Tofts, P. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimating+kinetic+parameters+from+dynamic+contrast-enhanced+T(1)-weighted+MRI+of+a+diffusable+tracer:+standardized+quantities+and+symbols.">Estimating kinetic parameters from dynamic contrast-enhanced T(1)-weighted MRI of a diffusable tracer: standardized quantities and symbols.</a> J Magn Reson Imaging. 10 (3), 223-232 (1999).</li><li>Yankeelov, T. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+a+reference+region+model+with+direct+measurement+of+an+AIF+in+the+analysis+of+DCE-MRI+data.">Comparison of a reference region model with direct measurement of an AIF in the analysis of DCE-MRI data.</a> Magn Reson Med. 57 (2), 353-361 (2007).</li><li>Cao, R. Y., Amand, T., Ford, M. D., Piomelli, U., Funk, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Murine+Angiotensin+II-Induced+Abdominal+Aortic+Aneurysm+Model:+Rupture+Risk+and+Inflammatory+Progression+Patterns.">The Murine Angiotensin II-Induced Abdominal Aortic Aneurysm Model: Rupture Risk and Inflammatory Progression Patterns.</a> Front Pharmacol. 1 (9), (2010).</li><li>Parker, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimentally-derived+functional+form+for+a+population-averaged+high-temporal-resolution+arterial+input+function+for+dynamic+contrast-enhanced+MRI.">Experimentally-derived functional form for a population-averaged high-temporal-resolution arterial input function for dynamic contrast-enhanced MRI.</a> Magn Reson Med. 56 (5), 993-1000 (2006).</li><li>Tseng, W., Leong, X., Engleman, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orthotopic+mouse+model+of+colorectal+cancer.">Orthotopic mouse model of colorectal cancer.</a> J Vis Exp. (10), 484 (2007).</li><li>Bhullar, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+true+orthotopic+gastric+cancer+murine+model+using+electrocoagulation.">A true orthotopic gastric cancer murine model using electrocoagulation.</a> J Am Coll Surg. 217 (1), 64-70 (2013).</li></ol>

Authors do not have any conflicts of interest to declare.

יש לנו הצגנו שיטות מפורטות של מודלים גידול בלבלב orthotopic באמצעות עכברי immunodeficient, DCE-MRI של גידולי בטן בעכברים, וכימות של הפרמטרים שלו קינטית. בדוגמנות גידול בלבלב orthotopic, יש לנקוט בזהירות בעת החדרת מחט לתוך הזנב של לבלב. אם מוצלח, תאים יועברו לראש לבלב יצירת בועה קטנה. בעת החלת לוח פלסטיק orthogonally כפוף, זה קריטי כדי לוודא שהגידול ממוקם מתחת לקצה העליון של הלוח. כיוון שהגידול בלבלב הוא קרוב לסרעפת, הלוח עשוי להיות לא תוכל להחזיק אותו בחוזקה, במיוחד כאשר גודל הגידול הוא פחות מ -5 מ&quot;מ קוטר. לאחר הדמיה, אזור הבטן יש לעסות בעדינות עד שהחיה היא בהכרה. מומלץ שלא יעלו על הדמיה והכנת הזמן הכולל עבור כל חיה יותר מ -90 דקות על מנת למנוע כאבי בטן. הממד של הפלסטיקלוח ייתכן שיהיה צורך וסדרה על פי גודלם של גידולים או בעלי חיים. אם גודל הגידול קטן מ 5 מ&quot;מ, הגידולים עשויים שלא להיתפס בתקיפות על ידי הדירקטוריון orthogonally הכפוף יש עומק 4 מ&quot;מ ובכך חפץ בתנועה עלולה להתרחש בתמונות MR. גם אם גודל בעל החיים גדול יותר מאשר 20 גרם, עומק 4 מ&quot;מ לא יכול להיות מספיק כדי להחזיק את הגידול. עם זאת, בלחץ גבוה מדי בבטן יכול לגרום נזק למערכת עצבים בבטן משתקת את הגוף התחתון של בעלי החיים. דוגמנות גידול בלבלב בעכברי Orthotopic באמצעות קווי לבלב אנושיים סטנדרטיים של תאי הסרטן נעשתה שימוש כדי ללמוד את התגובה לטיפול בגידולים בלבלב. עם זאת, גידול לקחת שיעור (אחוז שבעל חיים שיש לי גידול מוחשי לאחר השתלה) ושיעור צמיחה היו תלוי במידה רבה על מאפיינים של תאי גידול, ולכן מומלץ להתחיל עם שני לקפל יותר חיות וחצי נבחרים שלהם נושאים גודל דומה גידולים. גידולים עם צורה לא סדירה צריכים להיות שלילי,שכן הם עלולים להגיב לטיפול בצורה שונה; אי סדירות הצורה יכולה להיות מזוהה על ידי מישוש שיגרתי, אבל ההדמיה אולטרסאונד תספק הערכה טובה יותר 9. שורות תאים מסוימים יכולות לפתח גרורות בדרך כלל בכבד. גרורות בכבד (METs) יכול להיות מזוהים בדרך כלל באמצעות הדמיה bioluminescent כאשר תאי לוציפראז-חיובי הושתלו או על ידי נתיחת כבד לאחר חיות מתו. METs הכבד לקצר את תוחלת החיים של בעלי החיים, ולכן תכנית המחקר יש לקבוע בהתאם. DCE-MRI כמותי כבר מיושם בהצלחה למודל עכבר orthotopic גידול בלבלב. כדי לכמת את הפרמטרים pharmacokinetic חומר ניגוד MR מבוסס על מודל Kety-מוגבל הזרימה 20 של, פונקצית קלט עורקים (AIF) חייבת להיות זמינה. ביישום זה, אב העורקים בבטן נמצא בשדה הראייה, ולכן ניתן להשיג AIF ישירות על ידי מדידת השינוי של ריכוז ניגוד MR באב העורקים בבטן. עם זאת, לא<html> הוא קוטר פנימי של אב העורקים בבטן העכבר הוא פחות מ 1 מ&quot;מ (0.5-0.7 מ&quot;מ) 22, ואמפירי גודל פיקסל צריך להיות קטנים יותר לפחות ארבע פעמים יותר מאשר הקוטר (0.125 מ&quot;מ) כדי למנוע השפעת נפח חלקית חמורה. יתר על כן, קצב הדגימה האידיאלי של AIF הוא 1 - 2 שניות 23. בMRI, החלטות מרחב ובזמן להתפשר עם SNR. לכן זה מאתגר להשיג AIF אמין בDCE-MRI של עכברים. לחלופין, ניתן להשתמש באזור התייחסות המודל (RR). מודל RR מעסיק נתונים של שיפור לעומת באזור התייחסות (בדרך כלל רקמת שריר) כדי להסיר את הצורך של AIF בכימות pharmacokinetic-הפרמטר. עם זאת, הנפח תאי extravascular השבר באזור ההתייחסות יש להניח, שגרם לשגיאה כ -35% במחקר אחד (n = 9) 21. עם זאת, השינוי של נימי דם גידול לאחר טיפול ניתן למדוד במדויק, אם אותו אזור ההתייחסות נבחר בכל פעם. &quot;Jove_content&quot;&gt; לסיכום, יש לנו הפגין שיטה זולה ופשוטה ללדכא חפץ בתנועה באזור בטן של עכברים במהלך DCE-MRI. טכניקה זו ניתן להתאים בקלות למודלים עכבר orthotopic אחרים של סרטן במערכת העיכול כגון סרטן הקיבה והמעי גס 24,25.

המטרה הכוללת של שיטה זו היא ליישם הדמיה ניגודיות המשופרת דינמית בתהודה מגנטית (DCE-MRI) לxenografts גידול בלבלב בעכברי orthotopic. DCE-MRI הוא שיטה לא פולשנית להעריך microvasculature ברקמות יעד על ידי ניטור השינוי של ניגוד MR על פני תקופה מסוימת של זמן לאחר הזרקה. DCE-MRI נוצל כדי לאבחן גידולים ממאירים וכדי להעריך את תגובת גידול לטיפולים שונים 1-4. DCE-MRI כמותי הציג שחזור גבוה 5. כדי לכמת את הפרמטרים pharmacokinetic חומר ניגוד MR של ברקמות יעד, את כל תמונות DCE-MR נרכשו בנקודות זמן שונות ומפת T1 שהושגו לפני הזרקה לעומת זאת יש coregistered 6. עם זאת, בשל תנועות נשימה וperistaltic באזור הבטן, DCE-MRI כמותי יש לו יישום מוגבל לגידולים במערכת העיכול. מודלים גידול בלבלב Orthotopic כבר נוצלו כדי להעריךתגובת לבלב-גידול הבא טיפולי כימותרפיה ו7,8 ביולוגיים. מודלים גידול Orthotopic נחשבים עדיף על מודלים תת עורית קונבנציונליים, מאז מייקרו-הסביבה באתר הגידול המקורי באו לידי ביטוי ותגובת גידול ובכך אדם לטיפול ניתן לחזות בצורה מדויקת יותר. עם זאת, לבלב העכבר ממוקם ברבע העליון השמאלי של הבטן, DCE-MRI כך כמותי של xenografts גידול בלבלב בעכברי orthotopic לא יושם בקלות. הקמנו פרוטוקול של DCE-MRI של גידולי בטן בעכברים על ידי תיקון הגידולים תוך שימוש בלוח פלסטיק orthogonally כפוף למניעת העברת תנועה מאזור החזה 9. הלחץ המופעל על ידי הפורום היה מקומי באזור הבטן, ולא הביא בקשיים נשימה. טכניקת coregistration תמונה אוטומטית אומתה לDCE-MRI של אברי בטן במצב חופשית-נשימה, אבל זה מבצע effectively רק כאשר אזורי היעד לנוע באיטיות ובאופן קבוע 10. קצב נשימה של בעלי חיים הוא משתנה במהלך הדמיה, איפוק כל כך פיזי באזור הבטן יהיה צורך לאחזר פרמטרים pharmacokinetic אמין במודלים של עכברי גידול בלבלב orthotopic. יש לנו בהצלחה ונרשמת הפרמטרים pharmacokinetic חומר ניגוד MR של בxenografts גידול בלבלב orthotopic באמצעות לוח פלסטיק orthogonally הכפוף בDCE-MRI 11-13. כאן אנו מציגים את ההליך מפורט של מודלים גידול בלבלב orthotopic, DCE-MRI של xenografts הגידול בעכברים, והכימות של פרמטרים pharmacokinetic.

<table><tbody><tr><td>DMEM</td><td>Invitrogen</td><td>11965-118</td><td></td></tr><tr><td>Fetal bovine serum</td><td>Harlan Laboratories</td><td>BT-9501</td><td></td></tr><tr><td>Betadine</td><td>Purdue products</td><td>67618-153-01</td><td></td></tr><tr><td>5-0 Prolene sutures</td><td>Ethicon</td><td>8720H</td><td></td></tr><tr><td>9.4T MR scanner</td><td>Bruker Biospin Corporation</td><td>BioSpec 94/20 USR</td><td></td></tr><tr><td>Gadoteridol</td><td>Bracco Diagnostics Inc</td><td>NDC 0270-1111-03</td><td></td></tr><tr><td>Micro-polyethelene tube</td><td>Strategic Applications, Inc</td><td>#PE-10-25</td><td></td></tr><tr><td>30 G blunt tip needle</td><td>Strategic Applications, Inc</td><td>89134-194</td><td></td></tr><tr><td>Monitoring and gating system</td><td>SA instruments, Inc</td><td>Model 1030</td><td>This is an MR compatiable system to measure resiratory rating and body temperature of small animals at the same time.</td></tr><tr><td>Syringe pump</td><td>New Era Pump Systems, Inc.</td><td>NE-1600</td><td></td></tr></tbody></table>

dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging of an orthotopic pancreatic cancer mouse model

Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) has been limitedly used for orthotopic pancreatic tumor xenografts due to severe respiratory motion artifact in the abdominal area. Orthotopic tumor models offer advantages over subcutaneous ones, because those can reflect the primary tumor microenvironment affecting blood supply, neovascularization, and tumor cell invasion. We have recently established a protocol of DCE-MRI of orthotopic pancreatic tumor xenografts in mouse models by securing tumors with an orthogonally bent plastic board to prevent motion transfer from the chest region during imaging. The pressure by this board was localized on the abdominal area, and has not resulted in respiratory difficulty of the animals. This article demonstrates the detailed procedure of orthotopic pancreatic tumor modeling using small animals and DCE-MRI of the tumor xenografts. Quantification method of pharmacokinetic parameters in DCE-MRI is also introduced. The procedure described in this article will assist investigators to apply DCE-MRI for orthotopic gastrointestinal cancer mouse models.

תאי גידול בלבלב אנושיים לגדול בהצלחה בלבלב עכבר יצירת גידולים מוצקים. איור 1 מציג צילומים () לבלב נורמלי שבו פתרון תאים סרטניים מוזרק, ו- (ב) עכבר נציג נושאת xenograft גידול בלבלב orthotopic (MIA פאקא-2 ). גידול ממוקם ברבע העליון השמאלי של בטן, בסמוך לטחול. זה בדרך כלל לוקח 2-4 שבועות לגידולים לגדול עד 5 - 7 מ&quot;מ קוטר לאחר השתלת תאים. Motion של xenografts גידול בלבלב orthotopic היה משמעותי מדוכא, למרות שהחפץ בתנועה היה נוכח בתמונות MR לגודל מסוים. בתמונות T2W MR, סטיית התקן של אות MR באוויר מעל אזור הגידול הייתה כ -2.5 פי גדולה יותר כאשר תאים סרטניים בלבלב הושתלו orthotopically מזה כאשר מודל גידול תת עורי הועסק. איור 2A מציג את סכמטי של התקנה לDCE -MRI של pancreati orthotopicxenograft גידול ג. המעגל הכתום מייצג את הגידול, נתפס על-ידי הקצה העליון של לוח פלסטיק orthogonally כפוף. איור 2 מציג את סכמטי של לוח הפלסטיק עם ממדים. רוחב הלוח (30 מ&quot;מ) נועד להיות אותו הדבר עם הרוחב של המיטה של ​​בעלי החיים לעכברים. אורך הלוח נועד להיות ארוך מספיק כדי להחיל קלטת היטב. העומק של קצה הלוח (4 מ&quot;מ) תוכנן עבור 20 עכברים גרם. איור 2C מציג את תמונות T2W MR (תצוגת sagittal) של עכבר נציג נושאת xenograft גידול בלבלב orthotopic (MIA פאקא-2). גידול מצויינים בעיגול אדום מנוקד, והמגרעת הנגרמת על ידי לוח הפלסטיק מסומן בחץ לבן. DCE-MRI כמותי מיושם בהצלחה לxenografts גידול בלבלב orthotopic באמצעות אזור ההתייחסות (RR) מודל, כפי שמתואר במשוואה (7). איור 3 א מציג מפות ניגוד באזור גידול (בסולם צבעים) בשעה 1 דקה לפני MR ג<html> ontrast הזרקה (gadoteridol) ובשעת 5 ו -40 דקות לאחר הזרקה, בהתאמה, חפפה עם תמונות T2W MR (בסולם אפור). העכבר היה נושאת xenograft גידול פאקא-2 MIA orthotopically. איור 3 ב מציג עקומי שיפור לעומת ממוצע באזור הגידול (3 x 3 חלון) ואזור שריר ליד חוליות עמוד השדרה (9 x 9 חלון) מצויינים עם שני ריבועים לבנים, בהתאמה, באיור 3A. 3C הדמויות ו3D להראות מפות ep טרנס וk K, בהתאמה. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/52641/52641fig1highres.jpg" width="600" /> איור 1. תמונות של (A) לבלב נורמלי שהוזרק עם פתרון תאים סרטניים וxenograft גידול בלבלב orthotopic בעכבר immunodeficient (B). גידול ממוקם ברבע השמאלי העליון של בטן, הצביע בעיגול מקווקו לבן.es / ftp_upload / 52641 52641fig1highres.jpg &quot;target =&quot; / _ blank &quot;&gt; לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/52641/52641fig2highres.jpg" width="600" /> איור 2. שרטוטים בDCE-MRI של xenograft גידול בלבלב orthotopic. סכמטי (א) להתקנה לDCE-MRI של xenograft גידול בלבלב orthotopic (אזור המעגלי כתום). צנתר מוחדר לוריד הזנב להחדיר חומר ניגוד MR. (B) סכמטי של לוח פלסטיק orthogonally כפוף עם ממדים. (C) תמונות T2W MR (תצוגת sagittal) של עכבר נושאת xenograft גידול בלבלב orthothopic מצויינים עם מקווקו עיגול אדום, כאשר לוח פלסטיק orthogonally כפוף יושם (מסומן בחץ לבן). <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52641/52641fig2highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בversi גדול</a>על של נתון זה. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/52641/52641fig3highres.jpg" width="700" /> איור 3. תמונות DCE-MR ומפות paramatric של xenograft גידול בלבלב orthotopic. () מפות ניגודיות בדקות 1 לפני או בשעה 5 ו -40 דקות לאחר הזרקה לעומת זאת MR (gadoteridol). (ב) עקומות שיפור לעומת ממוצע באזור הגידול (3 x 3 חלון) ואזור שריר ליד חוליות עמוד השדרה (9 x 9 חלון) מצויינים עם 2 ריבועים לבנים, בהתאמה, באיור 3 א.. (ד) מפת ep k מפת טרנס (C) K. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52641/52641fig3highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging of an Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model at JoVE.com

Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging of an Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model

The goal of this protocol is to apply dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) for orthotopic pancreatic tumor xenografts in mice. DCE-MRI is a non-invasive method to analyze microvasculature in a target tissue, and useful to assess vascular response in a tumor following a novel therapy.

הדמיית תהודה מגנטית משופרת ניגודיות דינמית של דגם orthotopic סרטן לבלב עכבר

Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) has been limitedly used for orthotopic pancreatic tumor xenografts due to severe ...

dynamic-contrast-enhanced-magnetic-resonance-imaging-an-orthotopic

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Medicine

15.1K Views.  University of Alabama at Birmingham. The goal of this protocol is to apply dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) for orthotopic pancreatic tumor xenografts in mice. DCE-MRI is a non-invasive method to analyze microvasculature in a target tissue, and useful to assess vascular response in a tumor following a novel therapy. 

Video: Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging of an Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model

Fluorescent Orthotopic Mouse Model of Pancreatic Cancer

Pancreatic cancer remains one of the cancers for which survival has not improved substantially in the last few decades. Only 7% of diagnosed patients will survive longer than five years. In order to understand and mimic the microenvironment of pancreatic tumors, we utilized a murine orthotopic model of pancreatic cancer that allows non-invasive imaging of tumor progression in real time. Pancreatic cancer cells expressing green fluorescent protein (PANC-1 GFP) were suspended in basement membrane matrix, high concentration, (e.g., Matrigel HC) with serum-free media and then injected into the tail of the pancreas via laparotomy. The cell suspension in the high concentration basement membrane matrix becomes a gel-like substance once it reaches room temperature; therefore, it gels when it comes in contact with the pancreas, creating a seal at the injection site and preventing any cell leakage. Tumor growth and metastasis to other organs are monitored in live animals by using fluorescence. It is critical to use the appropriate filters for excitation and emission of GFP. The steps for the orthotopic implantation are detailed in this article so researchers can easily replicate the procedure in nude mice. The main steps of this protocol are preparation of the cell suspension, surgical implantation, and whole body fluorescent in vivo imaging. This orthotopic model is designed to investigate the efficacy of novel therapeutics on primary and metastatic tumors.

A procedure to implant green fluorescent protein-expressing pancreatic cancer cells (PANC-1 GFP) orthotopically into the pancreas of Balb-c Ola Hsd-Fox1nu mice to assess tumor progression and metastasis is presented here.

דגם פלורסנט Orthotopic עכבר של סרטן הלבלב

Pancreatic cancer remains one of the cancers for which survival has not improved substantially in the last few decades. Only 7% of diagnosed patients will ...

Cancer Research

Utilizing High Resolution Ultrasound to Monitor Tumor Onset and Growth in Genetically Engineered Pancreatic Cancer Models

The LSL-KrasG12D/+; LSL-Trp53R172H/+; Pdx-1-Cre (KPC) mouse model represents an established and frequently used transgenic model to evaluate novel therapies in pancreatic cancer. Tumor onset is variable in the KPC model between 8 weeks and several months. Therefore, non-invasive imaging tools are required to screen for tumor onset and monitor for response to treatment. To address this issue, different approaches have emerged over the last years. High resolution ultrasound has major advantages such as non-invasiveness, fast session times and a high image resolution without radiation exposure. However, ultrasound in mice is not trivial and sufficient anatomical knowledge and practical skills are required to successfully perform high resolution ultrasound in preclinical pancreatic cancer models. With the following article, a detailed hands-on guide for abdominal ultrasound in murine models with a particular focus on endogenous pancreatic cancer models is presented. Furthermore, a summary of common mistakes and how to avoid them is provided.

This article describes the utilization of high-resolution ultrasound in genetically engineered pancreatic cancer mice. The primary aim is to provide a detailed instruction for detection and evaluation of endogenous pancreatic tumors.

ניצול אולטרסאונד ברזולוציה גבוהה על צג תחילת גידול וצמיחה מודלים מהונדס גנטית לסרטן הלבלב

The LSL-KrasG12D/+; LSL-Trp53R172H/+; Pdx-1-Cre (KPC) mouse model represents an established and frequently used transgenic model to evaluate novel ...

Ultrasound-Guided Orthotopic Implantation of Murine Pancreatic Ductal Adenocarcinoma

The recent success of immune checkpoint blockade in melanoma and lung adenocarcinoma has galvanized the field of immuno-oncology as well as revealed the limitations of current treatments, as the majority of patients do not respond to immunotherapy. Development of accurate preclinical models to quickly identify novel and effective therapeutic combinations are critical to address this unmet clinical need. Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDA) is a canonical example of an immune checkpoint blockade resistant tumor with only 2% of patients responding to immunotherapy. The genetically engineered KrasG12D+/-;Trp53R172H+/-;Pdx-1 Cre (KPC) mouse model of PDA recapitulates human disease and is a valuable tool for assessing therapies for immunotherapy resistant in the preclinical setting, but time to tumor onset is highly variable. Surgical orthotopic tumor implantation models of PDA maintain the immunobiological hallmarks of the KPC tissue-specific tumor microenvironment (TME) but require a time-intensive procedure and introduce aberrant inflammation. Here, we use an ultrasound-guided orthotopic tumor implantation model (UG-OTIM) to non-invasively inject KPC-derived PDA cell lines directly into the mouse pancreas. UG-OTIM tumors grow in the endogenous tissue site, faithfully recapitulate histological features of the PDA TME, and reach enrollment-sized tumors for preclinical studies by four weeks after injection with minimal seeding on the peritoneal wall. The UG-OTIM system described here is a rapid and reproducible tumor model that may allow for high throughput analysis of novel therapeutic combinations in the murine PDA TME.

We describe a protocol for the ultrasound guided implantation of murine-derived pancreatic ductal adenocarcinoma cell lines directly into the native tumor site. This approach resulted in pancreatic tumors detectable by ultrasound scanning within 2-4 weeks of injection, and significantly reduced the proportion tumor cell seeding on the peritoneal wall as compared to surgical orthotopic implantation.

אולטרה סאונד-הדרכה אורתודפית של הלבלב מורלין אדנוקרצינומה

The recent success of immune checkpoint blockade in melanoma and lung adenocarcinoma has galvanized the field of immuno-oncology as well as revealed the ...

An Orthotopic Resectional Mouse Model of Pancreatic Cancer

There is a lack of satisfactory animal models to study adjuvant and/or neoadjuvant therapy in patients being considered for surgery of pancreatic cancer (PC). To address this deficiency, we describe a mouse model involving orthotopic implantation of PC followed by distal pancreatectomy and splenectomy. The model has been demonstrated to be safe and suitably flexible for the study of various therapeutic approaches in adjuvant and neo adjuvant settings.
In this model, a pancreatic tumor is first generated by implanting a mixture of human pancreatic cancer cells (luciferase-tagged AsPC-1) and human cancer associated pancreatic stellate cells into the distal pancreas of Balb/c athymic nude mice. After three weeks, the cancer is resected by re-laparotomy, distal pancreatectomy and splenectomy. In this model, bioluminescence imaging can be used to follow the progress of cancer development and effects of resection/treatments. Following resection, adjuvant therapy can be given. Alternatively, neoadjuvant treatment can be given prior to resection.
Representative data from 45 mice are presented. All mice underwent successful distal pancreatectomy/splenectomy with no issues of hemostasis. A macroscopic proximal pancreatic margin greater than 5 mm was achieved in 43 (96%) mice. The technical success rate of pancreatic resection was 100%, with 0% early mortality and morbidity. None of the animals died during the week after resection.
In summary, we describe a robust and reproducible technique for a surgical resection model of pancreatic cancer in mice which mimics the clinical scenario. The model may be useful for the testing of both adjuvant and neoadjuvant treatments.

In the clinical context, patients with localized pancreatic cancer will undergo pancreatectomy followed by adjuvant treatment. This protocol reported here aims to establish a safe and effective method of modelling this clinical scenario in nude mice, through orthotopic implantation of pancreatic cancer followed by distal pancreatectomy and splenectomy.

מודל עכבר כריתה אורתוטופי של סרטן הלבלב

There is a lack of satisfactory animal models to study adjuvant and/or neoadjuvant therapy in patients being considered for surgery of pancreatic cancer ...

Bioluminescent Orthotopic Model of Pancreatic Cancer Progression

Pancreatic cancer has an extremely poor five-year survival rate of 4-6%. New therapeutic options are critically needed and depend on improved understanding of pancreatic cancer biology. To better understand the interaction of cancer cells with the pancreatic microenvironment, we demonstrate an orthotopic model of pancreatic cancer that permits non-invasive monitoring of cancer progression. Luciferase-tagged pancreatic cancer cells are resuspended in Matrigel and delivered into the pancreatic tail during laparotomy. Matrigel solidifies at body temperature to prevent leakage of cancer cells during injection. Primary tumor growth and metastasis to distant organs are monitored following injection of the luciferase substrate luciferin, using in vivo imaging of bioluminescence emission from the cancer cells. In vivo imaging also may be used to track primary tumor recurrence after resection. This orthotopic model is suited to both syngeneic and xenograft models and may be used in pre-clinical trials to investigate the impact of novel anti-cancer therapeutics on the growth of the primary pancreatic tumor and metastasis.

Improved understanding of pancreatic cancer biology is critically needed to enable the development of better therapeutic options to treat pancreatic cancer. To address this need, we demonstrate an orthotopic model of pancreatic cancer that permits non-invasive monitoring of cancer progression using in vivo bioluminescence imaging.

דגם orthotopic bioluminescent של התקדמות סרטן הלבלב

Pancreatic cancer has an extremely poor five-year survival rate of 4-6%.  New therapeutic options are critically needed and depend on improved ...

Generation of an Orthotopic Xenograft of Pancreatic Cancer Cells by Ultrasound-Guided Injection

Pancreatic cancer (PCa) represents one of the deadliest cancer types worldwide. The reasons for PCa malignancy mainly rely on its intrinsic malignant behavior and high resistance to therapeutic treatments. Indeed, despite many efforts, both standard chemotherapy and innovative target therapies have substantially failed when moved from preclinical evaluation to the clinical setting. In this scenario, the development of preclinical mouse models better mimicking in vivo characteristics of PCa is urgently needed to test newly developed drugs. The present protocol describes a method to generate a mouse model of PCa, represented by an orthotopic xenograft obtained by ultrasound-guided injection of human pancreatic tumor cells. Using such a reliable and minimally invasive protocol, we also provide evidence of in vivo engraftment and development of tumor masses, which can be monitored by ultrasound (US) imaging. A noteworthy aspect of the PCa model described here is the slow development of the tumor masses over time, which allows precise identification of the starting point for pharmacological treatments and better monitoring of the effects of therapeutic interventions. Moreover, the technique described here is an example of implementation of the 3Rs principles since it minimizes pain and suffering and directly improves the welfare of animals in research.

We present a protocol to generate a minimally invasive orthotopic pancreatic cancer model by ultrasound-guided injection of human pancreatic cancer cells and the subsequent monitoring of tumor growth in vivo by ultrasound imaging.

יצירת קסנוגראפט אורתוטופי של תאים סרטניים בלבלב על ידי הזרקה מונחית אולטרסאונד

Pancreatic cancer (PCa) represents one of the deadliest cancer types worldwide. The reasons for PCa malignancy mainly rely on its intrinsic malignant ...

Syngeneic Mouse Orthotopic Allografts to Model Pancreatic Cancer

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is a very complex disease characterized by a heterogeneous tumor microenvironment made up of a diverse stroma, immune cells, vessels, nerves, and extracellular matrix components. Over the years, different mouse models of PDAC have been developed to address the challenges posed by its progression, metastatic potential, and phenotypic heterogeneity. Immunocompetent mouse orthotopic allografts of PDAC have shown good promise owing to their fast and reproducible tumor progression in comparison to genetically engineered mouse models. Moreover, combined with their ability to mimic the biological features observed in autochthonous PDAC, cell line-based orthotopic allograft mouse models enable large-scale in vivo experiments. Thus, these models are widely used in preclinical studies for rapid genotype-phenotype and drug-response analyses. The aim of this protocol is to provide a reproducible and robust approach to successfully inject primary mouse PDAC cell cultures into the pancreas of syngeneic recipient mice. In addition to the technical details, important information is given that must be considered before performing these experiments.

Syngeneic mouse orthotopic allografts of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) recapitulate the biology, phenotypes, and therapeutic responses of disease subtypes. Owing to their fast, reproducible tumor progression, they are widely used in preclinical studies. Here, we show common practices to generate these models, injecting syngeneic murine PDAC cultures into the pancreas.

Syngeneic Mouse Orthotopic Allografts למודל סרטן הלבלב

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is a very complex disease characterized by a heterogeneous tumor microenvironment made up of a diverse stroma, ...

DCE-MRI of Orthotopic Pancreatic Tumor Xenografts: A Method to Assess Microvasculature in a Target Tumor Tissue

Source: Kim, H. et al.&#160;<a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/52641/" target="_blank">Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging of an Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model</a>. J. Vis. Exp. (2015).
This video describes the technique of DCE-MRI for orthotropic pancreatic tumor xenografts in mice.&#160;DCE-MRI is a non-invasive method to analyze microvasculature in a target tissue, and useful to assess vascular response in a tumor following a novel therapy. This method will assist investigators to apply DCE-MRI for orthotopic gastrointestinal cancer mouse models.

DCE-MRI של גידול לבלב אורתוטופי xenografts: שיטה להערכת microvasculature ברקמת גידול המטרה

Source: Kim, H. et al.&#160;Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging of an Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model. J. Vis. Exp. (2015).
This ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Pancreatic Cancer

Assays & techniques

Bioluminescent Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model: A Non-invasive Technique to Monitor Cancer Progression in Mice

Source: Chai, M. G., et al. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/50395/" target="_blank">Bioluminescent Orthotopic Model of Pancreatic Cancer Progression</a>.&#160;J. Vis. Exp.&#160;(2013).
This video demonstrates an orthotopic model of pancreatic cancer that utilizes Matrigel for localized cell delivery and&#160;in vivo&#160;bioluminescence imaging for non-invasive monitoring of tumor progression. The orthotopic model is suited to both syngeneic and xenograft models and could be used in pre-clinical trials to investigate the impact of novel anti-cancer therapeutics on the growth of the primary pancreatic tumor and metastasis.

מודל עכבר סרטן לבלב אורתוטופי ביולומינסנטי: טכניקה לא פולשנית למעקב אחר התקדמות סרטן בעכברים

Source: Chai, M. G., et al. Bioluminescent Orthotopic Model of Pancreatic Cancer Progression.&#160;J. Vis. Exp.&#160;(2013).
This video demonstrates an ...

Orthotopic Homograft Tumor Transplantation: A Technique to Generate Pancreatic Tumor Mouse Models

Source: An, X. et al.&#160;<a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/57460/" target="_blank">Immunophenotyping of Orthotopic Homograft (Syngeneic) of Murine Primary KPC Pancreatic Ductal Adenocarcinoma by Flow Cytometry</a>. J. Vis. Exp. (2018)
The video explains a stepwise surgical method for orthotopic implantation of a tumor fragment from a cancerous donor to the pancreas of a non-cancerous recipient mice for development of pancreatic cancer. Orthotopically implanted PDAC could recapture the tissue microenvironment of human pancreatic cancers than conventional subcutaneous (SC) models more accurately.

השתלת גידול הומוגרפט אורתוטופית: טכניקה ליצירת מודלים של עכברי גידול בלבלב

Source: An, X. et al.&#160;Immunophenotyping of Orthotopic Homograft (Syngeneic) of Murine Primary KPC Pancreatic Ductal Adenocarcinoma by Flow Cytometry. ...