Name: utilizing high resolution ultrasound to monitor tumor onset and growth in genetically engineered pancreatic cancer models
Uploaded: 2018-04-07T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 57 s
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この研究はドイツの Krebshilfeによって支えられた (Max、エーダー グループ: 110972)、(SMB) に DGVS 博士論文奨学金と大学医療センター ゲッティンゲンで (RGG) にElse Kröner フレゼニウス基礎奨学金。専門的な技術支援、ユッタ ・ ブランバーグとウルリケ ・ ウェグナーに感謝します。また、マウスを維持の大学医療センター ゲッティンゲンの動物施設ですべて動物技術者を感謝いたします。すべての実験は、ドイツの動物福祉規則に従って行われました。

このプロトコルは大学医療センター ゲッティンゲン、ドイツ (33.9-42502-04-15/2056) で動物のケアのガイドラインに従ってです。個々 の動物の特定の要件に応じて板を確認し、プロトコルの手順のいくつかは適宜変更する可能性があります。
1. 腹部触診 KPC マウスの
<ol><li>不要な超音波スキャンを避けるためには、腹腔内の病変を負担する可能性があるかもしれないし、腹部超音波検査を受ける必要がありますその後マウスを識別するためにマウスの腹部を触診します。<ol>
<li>KPC マウス モデルの年齢の 8 週間から腹部の触診を毎週実行します。高解像度超音波は、移植腫瘍モデル (例えばorthotopics) または他の遺伝子組み換えマウスのモデルにも適用できます。 注: 腫瘍動態研究目標 (予防研究、治療的介入の研究)、によって非常に小さな腫瘍 (1-2 mm) の検出可能ですモニター腫瘍発症する腫瘍を触知することができます前に。</li>
	</ol>
</li>
	<li>ケージ グリッド上にマウスを置くとそっとしっぽをマウスを持ち上げ、優しくインデックスと非固定手 (図 1) の親指を上下に行くことによって腹部を触診します。</li>
	<li>マウスは、柔らかい触診を容認する場合、は、ゆっくり圧力を高めることによって進みます。大きい抵抗は、上・下腹部で簡単に検出できます。腫瘍とハードの糞便を誤って解釈ことができる時に、質量です。</li>
</ol>2. 作業スペースの準備
<ol><li>少なくとも 3 つの異なる作業台スペースを提供: スキャン前エリア、ステージと回復のケージをスキャンします。必要な材料は、図 2で描かれています。</li>
	<li>メイン作業プレートをきれい (たとえば、70% エタノール) し (図 3) をスキャンする前に暖房プラットフォームに切り替えます。最初のマウスを転送する前に 38-40 ° C の温度が設定温度に達することを確認してください。</li>
	<li>超音波マシンに切り替え、集録したデータ (図 4) の新しいフォルダーを作成します。腹部画像診断の B モードの設定が適用されます。さらに、腹部のトランスデューサーがマシンのアクティブなポートに接続されていることを確認します。作業ステージの上部にシステムをマウント トランスデューサーを使用して、探触子の頭を修正します。</li>
	<li>手続き後の体温調節やスキャンしたマウスの迅速なリカバリを確保するため加熱プレートまたは温熱マット (または暖房ランプ) の回復ケージを準備します。クッションとして窒息 (図 5) のリスクと寝具の吸引を避けるためにこのケージの下部組織の薄い層を置きます。</li>
</ol>3. 吸入麻酔
<ol><li>誘導チャンバーにマウスを置くことによって進みます。ガスのキャリアの流れ (1 L/分の酸素、空気) のバルブを開き、イソフルラン麻酔濃度を徐々 に増加させる飽和誘導室を許可する 4% に設定します。適切なイソフルラン清掃 (パッシブまたはアクティブ フィルタ リング) されていることを確認します。約 2 〜 4 分後マウスは通常深い鎮静下になります。<ol>
<li>作業段階に鼻の円錐形によって 2% イソフルランの投与による鎮静を維持します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>慎重に作業段階に誘導室から動物を転送します。一定のガス流れ鼻の円錐形を確認します。麻酔ライン コンセントの鼻の円錐形のマウスの鼻を置きます。初期スキャンの定位置は仰臥位です。マウスは、膵頭部または尾部腫瘍 (図 6) の可視性を改善するために、左右どちらにも配置できます。</li>
	<li>腹部超音波検査は痛みを伴う自体、痛み無料条件と深い麻酔状態の指標として足ピンチ テストを実行します。マウスがまだアクティブ、または積極的に動き回る、転写動物は繰り返されると長時間誘導誘導室に戻る。</li>
	<li>体液の損失による角膜の損傷を防ぐために眼保護軟膏を使用します。</li>
	<li>麻酔中モニタリング システムを使用します。しかし、心電図、直腸温が常用される腹部超音波スキャンのため。重要なは、マウスは、麻酔下で thermoregulate する能力を失います。したがって、低体温症や呼吸困難にあえぎや無呼吸などの臨床徴候を観察します。症状はすぐに明白な停止イソフルランと回復ケージ内マウスの場所です。 場合、</li>
</ol>4. 超音波の設定
<ol><li>製造元の指示に従って超音波システムに切り替えます。アクティブに腹部のパッケージと一般的なイメージングをつける主な設定を確認します。通常 B モード画像は、標準のデータ集録に使用されます。</li>
	<li>次のパラメーターを最適化されたイメージの品質を達成するため: 周波数 40 MHz、2 D ゲイン 25-30 dB、イメージ深さ 10 ミリメートル、画像幅 10 mm、3-6 mm の間の中心の 3 つの焦点ゾーン。</li>
</ol>5. マウス作製
<ol><li>粘着テープを使用して上部および下肢を修正します。(図 7) 固定のため動物への損傷を避けるために可能な限り、注意してください。</li>
	<li>電子ペット バリカンを使用してすべての腹部の毛皮を削除します。毛皮テクスチャによる胸部まで下腹部から開始します。この分野での皮膚の損傷を避けるために大の剣状突起で世話をします。 注: マウスの毛皮超音波を反映し、可視性を減少させます。</li>
	<li>脱毛クリームを使用すると、最適化された皮膚の準備と毛皮の完全な除去を実行できます。綿棒 (図 8) を使用して坊主の腹部にクリームの薄い層を管理します。多量の水を完全に削除すべての残骸 (図 9図 10図 11) 続いて乾燥組織 (30 s または使用クリームによってはそれ以降) の後、クリームを削除します。クリームの残党は超音波後皮膚や粘膜の炎症の原因し、こうして健康に影響を与える可能性があります。</li>
	<li>適切なスキャンに条件が適用されます (図 12) 腹部に超音波ゲルたっぷり。通常、暖かい超音波ゲルはマウスの低体温症を最小限にするために使用されます。</li>
	<li>手動でトランスデューサ ヘッドに超音波ゲルの薄い層を適用します。ノッチの探触子側に触れることにより、テストを実行します。画面では、探触子が正しく配置されている場合、左上の信号を見ることができます。</li>
</ol>6. 腹部超音波検査
<ol><li>会社の圧力を使用して腹部に探触子を調整します。マウスの腹部の重い圧縮は、呼吸器や循環器系の障害につながる可能性があり、避けるべきであります。</li>
	<li>上下にスキャンします。作業台や x 軸と y 軸の車輪の枠を調整します。</li>
	<li>最初のステップとして、両方の腎臓を識別します。通常彼らは下腹部に同種の構造を hyperechogenic として表示されます。接続されている下大静脈 renalisは、さらに下大静脈(図 13) につながる簡単に見つけることができます。</li>
	<li>膵臓の画期的な容器として下大静脈 lienalis機能を使用します。Renalis 下大静脈と下大静脈 lienalisを区別しようとします。Lienalis 下大静脈の検出時に膵臓は正確にローカライズされました。通常の膵臓は、固体構造(図 14 と図 15) より腹腔内感染が広がる膜ではなくです。</li>
</ol>7. 膵腫瘍検出とボリュームの評価
<ol><li>すべての周囲の構造から膵病変を識別します。彼らは一般に低エコー円形または長円形の不均質組織固まり (図 16) として表示されます。腫瘍は通常しっかりとスキャン ヘッドでは、ほとんど圧縮することができます。注は、時から腫瘍と小腸ループとの間を明確に区別するが難しいことがあります。膵腫瘍で、観察する必要があります腸の蠕動運動に注意を払います。</li>
	<li>時に腫瘍検出画面を上下に合計サイズの印象を受けるし、超音波のキャリパーを使用して最大の直径を測定します。適切なイメージが見つかったら、画面がフリーズし、正確に腫瘍の大きさを判断するものさしツールを使用します。尻尾や体膵頭部に腫瘍がローカライズされているかどうかを区別するために重要なことが後で使用できる注意してください。</li>
	<li>ライブ モードに変更する前に、作業を記録する画像を保存することを確認します。それは調整のホイールがリリースされる、マウスの腹部に超音波プローブが押されたさらにもっと起こるかもしれない画像を凍結しながら注意してください。したがって、凍結するモードを変更する前に圧縮の調整を修正します。</li>
	<li>最初の面の測定を終えた後スキャン ヘッドを縦位置 (図 17) に 90 ° 回転するか、その側では、腫瘍の縦方向の拡張を検出するには、マウスを有効にします。いくつかの腫瘍は、十分な視認性のマウスの位置を変更する必要があります。膵尾部腫瘍は、その左側にある (図 11 と図 20) 膵頭部腫瘍のため(図 10 と図 19)、右側を下にマウスを配置できます。</li>
</ol>8. 腫瘍体積の定量化
注: すべての努力の主要な目的のひとつ腫瘍体積の正しい決定であります。利用可能ないくつかのテクニックがありますが、楕円の式を含む計算法大学医療センター ゲッティンゲンでことが勧めします。
<ol><li>すべての 3 つの以前に取得した直径を装備し、対応する腫瘍 (図 21) のおおよその量を計算します。</li>
	<li>また、後続のボリューム計算・ 3 D 再構成による腫瘍領域の自動スキャンを実行するのにスキャン ヘッドのモーター システムを使用します。</li>
</ol>9. 回復
<ol><li>スキャンした後すべての粘着テープを慎重に取り外し、すべての超音波ゲルを丁寧に乾いたティッシュで。</li>
	<li>慎重に回復ケージ (図 21) にマウスを転送します。呼吸機能障害を引き起こす可能性があります mouse´s 顔であらゆるカバー ティッシュを避けてください。回復のための側の立場は、優先されるべき。</li>
</ol>

<ol>
	<li>Kersten, K., de Visser, K. E., van Miltenburg, M. H., Jonkers, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetically+engineered+mouse+models+in+oncology+research+and+cancer+medicine.">Genetically engineered mouse models in oncology research and cancer medicine.</a> EMBO Molecular Medicine. 9 (2), 137-153 (2017).</li><li>Olive, K. P., Politi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Translational therapeutics in genetically engineered mouse models of cancer. (2), 131-143 (2014).</li><li>Westphalen, C. B., Olive, K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetically+engineered+mouse+models+of+pancreatic+cancer.">Genetically engineered mouse models of pancreatic cancer.</a> The Cancer Journal. 18 (6), 502-510 (2012).</li><li>Hingorani, S. R., 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=Trp53R172H+and+KrasG12D+cooperate+to+promote+chromosomal+instability+and+widely+metastatic+pancreatic+ductal+adenocarcinoma+in+mice.">Trp53R172H and KrasG12D cooperate to promote chromosomal instability and widely metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma in mice.</a> Cancer Cell. 7 (5), 469-483 (2005).</li><li>Frese, K. K., 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=nab-Paclitaxel+potentiates+gemcitabine+activity+by+reducing+cytidine+deaminase+levels+in+a+mouse+model+of+pancreatic+cancer.">nab-Paclitaxel potentiates gemcitabine activity by reducing cytidine deaminase levels in a mouse model of pancreatic cancer.</a> Cancer Discovery. 2 (3), 260-269 (2012).</li><li>Paredes, J. L., 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+non-invasive+method+of+quantifying+pancreatic+volume+in+mice+using+micro-MRI.">A non-invasive method of quantifying pancreatic volume in mice using micro-MRI.</a> PLoS One. 9 (3), e92263 (2014).</li><li>Boj, S. F., 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=Organoid+models+of+human+and+mouse+ductal+pancreatic+cancer.">Organoid models of human and mouse ductal pancreatic cancer.</a> Cell. 160 (1-2), 324-338 (2015).</li><li>Aung, W., 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=Immunotargeting+of+Integrin+alpha6beta4+for+Single-Photon+Emission+Computed+Tomography+and+Near-Infrared+Fluorescence+Imaging+in+a+Pancreatic+Cancer+Model.">Immunotargeting of Integrin alpha6beta4 for Single-Photon Emission Computed Tomography and Near-Infrared Fluorescence Imaging in a Pancreatic Cancer Model.</a> Molecular Imaging. 15, (2016).</li><li>Akladios, C. Y., 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=Contribution+of+microCT+structural+imaging+to+preclinical+evaluation+of+hepatocellular+carcinoma+chemotherapeutics+on+orthotopic+graft+in+ACI+rats.">Contribution of microCT structural imaging to preclinical evaluation of hepatocellular carcinoma chemotherapeutics on orthotopic graft in ACI rats.</a> Bulletin du Cancer. 98 (2), 120-132 (2011).</li><li>Neesse, A., 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=CTGF+antagonism+with+mAb+FG-3019+enhances+chemotherapy+response+without+increasing+drug+delivery+in+murine+ductal+pancreas+cancer.">CTGF antagonism with mAb FG-3019 enhances chemotherapy response without increasing drug delivery in murine ductal pancreas cancer.</a> Proceedings of the National Academy of Science USA. 110 (30), 12325-12330 (2013).</li><li>Sastra, S. A., Olive, K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+murine+pancreatic+tumors+by+high-resolution+ultrasound.">Quantification of murine pancreatic tumors by high-resolution ultrasound.</a> Methods in Molecular Biology. 980, 249-266 (2013).</li></ol>

著者が明らかに何もありません。

このプロトコルでは、遺伝子組み換えマウス モデルにおける高分解能の腹部超音波画像を用いた膵腫瘍を定量化するための詳細な説明が提供されます。最近、論らどのようにマウス モデルでもない準備をし、以降のすべてのステップのための前提条件は、11を示されていた処理の可視化について膵腫瘍を定量化する詳細な説明を出版しました。この原稿の全体的な目...

遺伝子組み換えマウス モデルは、がん研究能力に密接にヒトの発がん1,2,3の複雑な性質を要約するための増加する重要性を得ています。膵癌の開発を研究するモデルを頻繁に使用、ほとんどの 1 つ、進行と治療反応は腫瘍のサプレッサー p534の不活化と組み合わせて Kras 遺伝子の活性化変異によって特徴付けられます。このの LSL KrasG12D/+;LSL Trp53R172H/+;Pdx 1 Cre (KPC) マウス モデル事前侵襲的な膵上皮内腫瘍 (パニン) 病変から浸潤癌への段階的進行を模倣しています。表現型は、ほぼすべてのマウスは出生後最初の 6 ヶ月以内 PDAC を開発します。ただし、移植モデルと比較して、KPC モデルはいくつかのヶ月4から 8 週間非常に可変腫瘍発症を明らかにします。膵臓の腫瘍が特定のサイズ (直径 5-9 mm) に達すれば、腫瘍の成長が急速に加速してマウスが前臨床試験5に登録する必要があります。したがって、腫瘍発生、腫瘍サイズの正確な検出は、ロジスティクス前臨床研究と治療の監視のための必須の前提条件です。一般に、いくつかのアプローチが好き磁気共鳴画像 (MRI)67,8,9または高解像度超音波スキャン コンピューター断層撮影は腫瘍のスクリーニングを行うために使用できる、療法10。各テクニックは、その利点と欠点。MRI のコンピューター断層撮影 (CT) または -イメージングにより、正確な体積計算同様、一般的な鎮静下で長期にわたる試験時間の高解像度データ集録と非常に高価な機器が必要で、頻繁には許しません。長い期間にわたってスキャン。対照的に、小動物の超音波検査は、画面のマウス11で腹部の病理学を用いることができる確立されたメソッドです。このイメージング法の利点は、短い時間、高解像度のスキャンとドップラー超音波またはコントラストを使用する可能性を強化 (CEUS) 超音波を用いた並列で臓器の灌流を可視化します。ただし、解剖学的知識、3 D の想像力と徹底した実践的なトレーニングは、正しいイメージの解釈の必要です。
次の記事では、KPC モデルの高分解能超音波を利用するための詳しいプロトコルが提供されます。さらに、標準的な超音波画像を描かれている、調査官の向きを容易に臓器の構造を持つラベルします。

<table><tbody><tr><td>Visual Sonics Vevo2100 High Resolution Ultrasound System, including imaging stage and anesthesia line</td><td>FUJIFILM VisualSonics Inc, Canada</td><td>VS-11945</td><td></td></tr><tr><td>Vevo 2100 MicroScan Transducer MS-550-D (22-55MHz)</td><td>FUJIFILM VisualSonics Inc, Canada</td><td>VS-11874</td><td></td></tr><tr><td>Vevo Anesthesia System (anesthesia induction chamber with fresh and waste gas inlet)</td><td>FUJIFILM VisualSonics Inc, Canada</td><td>SA-12055</td><td></td></tr><tr><td>Vevo Imaging Station (working stage with nose cone for anesthesia supply)</td><td>FUJIFILM VisualSonics Inc, Canada</td><td>SA-11982</td><td></td></tr><tr><td>&amp;nbsp;electronic pet clippers</td><td>Panasonic Marketing Europe, Germany</td><td>5025232484324</td><td>Panasonic ER-PA10-s</td></tr><tr><td>Labotect Hot plate</td><td>Labor tech G&amp;ouml;ttingen, Germany</td><td>13854</td><td></td></tr><tr><td>eye cream (ophthalmic ointment)</td><td>Sch&amp;uuml;lke&amp;amp;Mayr, Germany</td><td>9080249</td><td></td></tr><tr><td>veterinary isoflurane</td><td>Abbvie, Germany</td><td>4831867</td><td></td></tr><tr><td>depilatory cream</td><td>RB healthcare UK, United Kingdom</td><td>8218535</td><td></td></tr><tr><td>70% ethanol (v/v) in distilled water</td><td>TH. Geyer, Germany</td><td>22941000</td><td></td></tr><tr><td>ultrasound gel</td><td>Asmuth, Germany</td><td>13477</td><td></td></tr><tr><td>tissue wipes</td><td>Kimberly-Clark Germany, Germany</td><td>7558</td><td></td></tr><tr><td>cotton tips</td><td>Meditrade, Germany</td><td>75481116</td><td></td></tr><tr><td>glass bowl for ultrasound gel</td><td>ARC France, France</td><td>H1149</td><td></td></tr><tr><td>water bowl</td><td>W &amp;amp; P Trading Co., USA</td><td>B00K2P6PLQ</td><td></td></tr><tr><td>gauze sponges</td><td>Fuhrmann, Germany</td><td>960504</td><td></td></tr></tbody></table>

utilizing high resolution ultrasound to monitor tumor onset and growth in genetically engineered pancreatic cancer models

LSL KrasG12D/+;LSL Trp53R172H/+;Pdx 1 Cre (KPC) マウス モデルは膵臓癌の新規治療法を評価するための確立され、頻繁に使用されるトランスジェニック モデルを表します。腫瘍の発症は、8 週間と数ヶ月間 KPC モデルの変数です。したがって、非侵襲的イメージング ツールが腫瘍発症のスクリーンと治療に対する反応のモニターに必要です。この問題を解決するには、別のアプローチは最後の年にわたって浮上しています。高解像度超音波には、非侵襲、高速セッション時間および放射線被曝なし高画像解像度などの主要な利点があります。しかし、マウスの超音波ではない些細なと十分な解剖学的知識、臨床膵癌モデルにおける高分解能超音波を正常に実行するために必要な実践的なスキル。次の記事では、内因性の膵癌モデルの特定のフォーカスを持つマウスモデルでの腹部超音波検査の詳細な実践的なガイドが表示されます。さらに、よくある間違いとその回避方法の概要を提供します。

超音波は、人間の病気のマウスモデルでいくつかの問題に対処するため汎用性と非侵襲的な手法です。すべてその他イメージングのアプローチの主要な利点と比較して、高スループット、コスト効率、短いアクイジション時間と実時間イメージング。ただし、このツールは、高精度、高品質の画像を生成するための専門知識を必要があります。不要な工芸品の特に超?...

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

この記事では、膵がんの遺伝子組み換えマウスの高分解能超音波の利用について説明します。主な目的は、内因性膵腫瘍の検出と評価の詳細な指示を提供するためにです。

高解像度モニター腫瘍発症と遺伝子組み換えの膵癌モデルの成長に超音波を利用しました。

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

utilizing-high-resolution-ultrasound-to-monitor-tumor-onset-growth

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Cancer Research

10.7K ビュー.  University Medical Center Goettingen. この記事では、膵がんの遺伝子組み換えマウスの高分解能超音波の利用について説明します。主な目的は、内因性膵腫瘍の検出と評価の詳細な指示を提供するためにです。

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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.

膵臓がんの蛍光同所性マウスモデル

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 ...

がん研究

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.

マウス膵管腺癌の超音波誘導矯正着移植

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

Detection of Lung Tumor Progression in Mice by Ultrasound Imaging

With ~1.6 million victims per year, lung cancer contributes tremendously to the worldwide burden of cancer. Lung cancer is partly driven by genetic alterations in oncogenes such as the KRAS oncogene, which constitutes ~25% of lung cancer cases. The difficulty in therapeutically targeting KRAS-driven lung cancer partly stems from having poor models that can mimic the progression of the disease in the lab. We describe a method that permits the relative quantification of primary KRAS lung tumors in a Cre-inducible LSL-KRAS G12D mouse model via ultrasound imaging. This method relies on brightness (B)-mode acquisition of the lung parenchyma. Tumors that are initially formed in this model are visualized as B-lines and can be quantified by counting the number of B-lines present in the acquired images. These would represent the relative tumor number formed on the surface of the mouse lung. As the formed tumors develop with time, they are perceived as deep clefts within the lung parenchyma. Since the circumference of the formed tumor is well-defined, calculating the relative tumor volume is achieved by measuring the length and width of the tumor and applying them in the formula used for tumor caliper measurements. Ultrasound imaging is a non-invasive, fast and user-friendly technique that is often used for tumor quantifications in mice. Although artifacts may appear when obtaining ultrasound images, it has been shown that this imaging technique is more advantageous for tumor quantifications in mice compared to other imaging techniques such as computed tomography (CT) imaging and bioluminescence imaging (BLI). Researchers can investigate novel therapeutic targets using this technique by comparing lung tumor initiation and progression between different groups of mice.

This protocol describes the steps taken to induce KRAS lung tumors in mice as well as the quantification of formed tumors by ultrasound imaging. Small tumors are visualized in early timepoints as B-lines. At later timepoints, relative tumor volume measurements are achieved by the measurement tool in the ultrasound software.

超音波画像によるマウスにおける肺腫瘍の進行の検出

With ~1.6 million victims per year, lung cancer contributes tremendously to the worldwide burden of cancer. Lung cancer is partly driven by genetic ...

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.

膵臓癌の進行の生物発光同所性モデル

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

医学

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.

超音波ガイド下注射による膵臓癌細胞の同所性異種移植片の作製

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

High-Resolution Ultrasonography for the Analysis of Orthotopic ATC Tumors in a Genetically Engineered Mouse Model

Anaplastic thyroid carcinoma (ATC) is associated with a poor prognosis and short median survival time, but no effective treatment improves the outcomes significantly. Genetically engineered murine models that mimic ATC&#39;s progression may help researchers to study treatments for this disease. Crossing three different genotypes of mice, a TPO-cre/ERT2; BrafCA/wt; Trp53&#916;ex2-10/&#916;ex2-10&#160;transgenic ATC model was developed. The ATC murine model was induced by an intraperitoneal injection of tamoxifen with overexpression of BrafV600E and deletion of Trp53, and the tumors were generated within about 1 month. High-resolution ultrasound was applied to investigate the tumor initiation and progression, and the dynamic growth curve was obtained by measuring the tumor sizes. Compared to magnetic resonance imaging (MRI) and computed tomography scanning, ultrasound has advantages in observing the ATC murine model, such as being noninvasive, portable, in real-time, and without radiation exposure. High-resolution ultrasound is suitable for dynamic and multiple measurements. However, ultrasonographic examination of the thyroid in mice requires relevant anatomical knowledge and experience. This article provides a detailed procedure for utilizing high-resolution ultrasound to scan tumors in the transgenic ATC model. Meanwhile, ultrasonic parameter adjustment, ultrasound scanning skills, anesthesia and recovery of the animals, and other elements that need attention during the process are listed.

The present protocol describes high-frequency ultrasonography for visualizing the entire mouse thyroid gland and monitoring the growth of anaplastic thyroid carcinoma.

遺伝子改変マウスモデルにおける同所性ATC腫瘍の解析のための高解像度超音波検査

Anaplastic thyroid carcinoma (ATC) is associated with a poor prognosis and short median survival time, but no effective treatment improves the outcomes ...

埋め込み型安定化窓を用いたマウス膵臓イメージング

Stabilized Window for Intravital Imaging of the Murine Pancreas

The physiology and pathophysiology of the pancreas are complex. Diseases of the pancreas, such as pancreatitis and pancreatic adenocarcinoma (PDAC) have high morbidity and mortality. Intravital imaging (IVI) is a powerful technique enabling the high-resolution imaging of tissues in both healthy and diseased states, allowing for real-time observation of cell dynamics. IVI of the murine pancreas presents significant challenges due to the deep visceral and compliant nature of the organ, which make it highly prone to damage and motion artifacts. 
Described here is the process of implantation of the Stabilized Window for Intravital imaging of the murine Pancreas (SWIP). The SWIP allows IVI of the murine pancreas in normal healthy states, during the transformation from the healthy pancreas to acute pancreatitis induced by cerulein, and in malignant states such as pancreatic tumors. In conjunction with genetically labeled cells or the administration of fluorescent dyes, the SWIP enables the measurement of single-cell and subcellular dynamics (including single-cell and collective migration) as well as serial imaging of the same region of interest over multiple days. 
The ability to capture tumor cell migration is of particular importance as the primary cause of cancer-related mortality in PDAC is the overwhelming metastatic burden. Understanding the physiological dynamics of metastasis in PDAC is a critical unmet need and crucial for improving patient prognosis. Overall, the SWIP provides improved imaging stability and expands the application of IVI in the healthy pancreas and malignant pancreas diseases.

著者スポットライト:高度な生体内イメージングによる膵臓疾患の理解の革命 

We present a protocol for the surgical implantation of a stabilized indwelling optical window for subcellular-resolution imaging of the murine pancreas, allowing serial and longitudinal studies of the healthy and diseased pancreas.

マウス膵臓の生体内イメージングのための安定化ウィンドウ

The physiology and pathophysiology of the pancreas are complex. Diseases of the pancreas, such as pancreatitis and pancreatic adenocarcinoma (PDAC) have ...

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.

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.

高解像度モニター腫瘍発症と遺伝子組み換えの膵癌モデルの成長に超音波を利用しました。

要約

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膵臓がんの蛍光同所性マウスモデル

マウス膵管腺癌の超音波誘導矯正着移植

超音波画像によるマウスにおける肺腫瘍の進行の検出

膵臓癌の進行の生物発光同所性モデル

超音波ガイド下注射による膵臓癌細胞の同所性異種移植片の作製

遺伝子改変マウスモデルにおける同所性ATC腫瘍の解析のための高解像度超音波検査

マウス膵臓の生体内イメージングのための安定化ウィンドウ

マウス膵臓の生体内イメージングのための安定化ウィンドウ

マウス膵臓の生体内イメージングのための安定化ウィンドウ

同所膵臓癌マウスモデルのダイナミックコントラスト強化磁気共鳴画像