金博宝188网址临床前肿瘤成像能力和专业知识

快速非侵入性成像技术在诊断癌症和监测治疗反应方面被证明是无价的。许多方法，如磁共振成像(MRI)和x射线计算机断层扫描(CT)，是临床实践中必不可少的一部分。在临床金博宝188网址前开发中，广泛使用癌症的小鼠疾病模型要求能够对小鼠模型进行无创成像，以筛选潜在的药物靶点，监测疾病发展和治疗效果，并快速实时地检测药物疗效的生物标志物。^1、2

在本次技术聚焦中，我们将概述我们提供的一些不同的非侵入性小鼠成像模式，以及这些服务在生物分布研究、治疗效果监测和肿瘤模型中疾病的分子靶点评估方面的优势。在下面描述的例子中，动物护理和使用是在aaalac认证的设施中进行的，遵守动物福利法规。

正电子发射断层扫描(PET)

PET是一种核医学功能成像技术，它检测正电子发射放射性同位素标记分子(如抗体、抗体片段、蛋白质、多肽、纳米颗粒)间接发射的对伽马射线，并将其在体内的浓度重建为3D图像。^2、3最常用的PET同位素是¹⁸F,¹²⁴我和⁸⁹Zr型。⁸⁹Zr经常被使用，因为它具有物理半衰期(t_1／2=78.4 h)，与大分子，特别是抗体的体内药代动力学兼容，已被批准用于临床。PET用于临床前研究，以成像肿金博宝188网址瘤和转移，并了解疾病生物学、生物分布和生物分子动力学以及肿瘤内的代谢活性。在下面的例子中，一种⁸⁹Ag中zr标记抗原(Ag)^-和Ag)⁺通过PET成像比较雌性NOD SCID小鼠皮下植入肿瘤的情况。一旦肿瘤建立，小鼠被静脉注射⁸⁹Zr抗原。在给药后的不同时间，对小鼠进行麻醉，每次将一只小鼠置于专用的西门子Inveon D-PET小动物扫描仪中，并进行静态扫描。采用迭代三维有序子集期望最大化(OSEM)算法重建PET图像。PET图像用Amira图像分析包中包含的供应商提供的软件进行分割。如图1所示，PET扫描清楚地显示Ag的摄取增加⁺相比于Ag^-肿瘤，以及肿瘤与肝脏和骨骼的差异摄取。

图1。Ag的代表图像⁺和Ag)^-肿瘤后用PET注射an⁸⁹Zr标记抗原。横断面和冠状面显示。

ET成像还可以在解剖变化发生前检测生化过程。事实上，对放射性标记分子探针的吸收可以根据组织的代谢状态而变化。其中一种放射性药物是18f -氟脱氧葡萄糖(FDG)，用于评估癌症中发生的异常葡萄糖代谢。雌性裸鼠植入结肠结肠癌Colo-205肿瘤后，治疗导致信号减少，如图2A所示。FDG标准化摄取值(SUV)量化了18F-FDG在感兴趣组织内的积累程度，结果显示，治疗后5天，肿瘤积累的18F-FDG明显减少，在治疗后第8天，这种差异加剧(图2B)。

微型电脑断层扫描(ct机)

Micro-CT是一种高分辨率(至~15微米)的无创成像方式，可生成真实的三维体积图像。骨骼、软组织和空气之间的巨大密度差异使它们很容易被CT识别，而使用系统管理的CT造影剂可以更好地显示软组织，包括血管系统。CT在临床前研究金博宝188网址中用于提供高分辨率解剖信息、肿瘤纵向成像和治疗反应，被认为是骨成像的金标准。⁴目前，我们招募了一台Bruker SkyScan-1176微型ct扫描仪，该扫描仪可成像至9 μ m像素大小，配备了一个软件，可以在2D和3D进行重建、数据查看、体积和表面绘制和图像分析。对幼鼠进行的纵向研究显示，随着时间的推移，骨骼的发育非常详细(图3A)，不同骨骼的生长随着时间的推移被量化(图3B)。对辐射和异氟醚对骨骼发育的影响进行了评估，结果显示，辐射和异氟醚对所研究骨骼的生长没有显著影响(图3C)。该数据集强调了显微ct在纵向成像中的价值，并强调了其在骨转移模型中监测疾病进展和严重程度的潜在用途。

图3。x射线和异氟醚暴露对大鼠骨骼发育的影响。A.纵向成像监测骨骼发育。B.骨生长的量化。C.辐射和异氟醚的影响。

在临床前肿瘤模型中，使用显微ct也可以监测和量化肿瘤的发展。金博宝188网址当不使用特定的放射标记或近红外标记探针或荧光素酶激活的肿瘤细胞株来评估肿瘤时，这种方式尤其有价值。因为我们使用的微型ct系统同步从呼吸周期和心脏周期获得的图像，这种模式特别适用于监测肺癌。在图4所示的例子中，将人非小细胞肺腺癌H441植入雌性裸鼠OT中，评估肺癌护理标准吉西他滨的效果。肿瘤随着时间的推移而发展，如图4a(箭头)所示，吉西他滨治疗抑制了肿瘤的生长。肿瘤体积的量化清楚地显示，在两种剂量的测试中，吉西他滨显著地阻止了肿瘤的生长(图4B)。

图4:吉西他滨对OT植入裸鼠体内的人非小细胞肺腺癌H441的影响。A.具有代表性的纵向图像。B.肿瘤体积的量化。

微型ct提供高分辨率、三维、快速数据采集和骨骼和软组织的灵敏度。虽然微ct主要用于骨成像，但在肿瘤发展和治疗干预反应的纵向成像、血管可视化、血管生成、异位钙化和毒理学研究中也很有效。

关于MRI和PET成像的更多信息可以找到在这里．

生物荧光成像(BLI)

BLI用于无创可视化荧光素酶(luc)激活肿瘤的时空生物分布，并测量抗肿瘤对各种治疗的反应，这在筛选新疗法时至关重要。⁵生物发光信号和治疗效果的时间成像如图5所示。将小鼠胶质瘤GL261-luc细胞植入小鼠体内，并在植入后的不同时间进行成像。使用检查点抑制剂抗mpd -1治疗会略微增加研究时间，而局灶放疗对肿瘤负担的影响要大得多。脑局灶辐射和全身抗mpd -1联合治疗对肿瘤负荷和研究时间的影响更大。

图5:局灶辐射、抗mpd -1和联合治疗对雌性C57BL/6白化小鼠颅内GL261-luc肿瘤的影响。a代表图像。B. BLI信号的量化(光子/秒)。

BLI的一个决定性应用是跟踪过继细胞治疗在播散性恶性肿瘤中的效果。金博宝188网址临床前在活的有机体内在将这些新疗法应用于临床之前，对嵌合抗原受体(CAR-T)细胞的有效性和安全性进行评估至关重要。图6所示的研究旨在测试不同CAR-T制剂和剂量的人Raji-luc B细胞淋巴瘤细胞IV植入NSG小鼠。3种不同的CAR-T结构显著抑制了肿瘤负担并延长了生存期，突出了BLI为这些新的细胞免疫疗法的发展带来的价值。

图6:CAR-T治疗人Raji-luc B细胞淋巴瘤IV植入NSG小鼠的效果。A.肿瘤细胞接种和CAR-T治疗示意图。B. BLI评估肿瘤负荷。总生存期。d代表图像。

有关劳工局的详情，请参阅生物发光成像技术聚焦．

荧光成像(FLI)

FLI是一种非侵入性光学成像方式，旨在可视化和量化组织中的荧光信号。与放射性成像平台或需要操纵细胞表达荧光素酶的技术相比，FLI提供了一种健壮、灵敏和更高通量的替代方案。因此，它可能成为检测癌症患者的临床选择。⁶它可用于药物发现，以跟踪荧光标记的生物制剂或小分子的生物分布、治疗对生物途径的影响、生物标志物的覆盖率和不表达荧光素酶的肿瘤的成像。对于FLI，动物被注射近红外荧光(NIRF)标记的探针或测试物品(注射路径取决于探针或测试物品)，这些探针或测试物品可以是被动循环剂，针对特定的细胞配体或被特定的生物过程激活。选择NIRF光谱(600-900 nm)的荧光成像可以最大限度地渗透组织，并减少生理上丰富的吸收剂(如血红蛋白(< 600 nm)或水(> 900 nm)的吸收。小鼠被麻醉并放置在IVIS®系统中(PerkinElmer, MA)。收集到的荧光数据使用Living Image®软件和信号(以光子/秒为单位)在包含整个身体、肿瘤或目标组织的感兴趣区域内进行重建。FLI和NIRF显像剂可以对肿瘤内的关键生化过程进行表征，对监测肿瘤进展、分期、设计新治疗方法和改变治疗方案至关重要。FLI还允许使用带有不同荧光团标记的探针同时成像不同的生物通路，这些荧光团吸收和发射的波长不重叠。一个这样的例子(图7)显示小鼠被植入泡在PBS或完全弗氏佐剂(CFA)中的泡沫聚醚海绵，作为肿瘤中可能发生的肉芽肿的模型，并在静脉注射Cat B Fast 680 6和24小时后成像^TMMMPSense 750 FAST (PerkinElmer, MA)。这些探针是无声的，只有当被靶向酶裂解时才会产生荧光。图像清楚地显示，植入cfa浸泡海绵的小鼠组织蛋白酶和基质金属蛋白酶酶活性增加。

图7:BALB/c小鼠SC植入PBS和cfa浸泡海绵，静脉注射Cat B Fast 680的成像^TM和MMPSense 750 FAST。

在另一个例子中(图8)，FLI成像显示了组织蛋白酶产生的信号在同种异体乳腺癌4T1-luc2-1A4肿瘤原位(OT)植入并注射了组织蛋白酶可切割的NIRF探针(ProSense^TM750)。FLI生物分布评估由于其安全性和易于使用，可能是小分子显像剂或较大治疗性生物分子的常规研究、筛选和改进的理想方法。

图8:OT植入4T1-luc2-1A4, 24小时前静脉注射ProSense的BALB/c小鼠成像^TM750.

多峰性

BLI可与FLI结合，对不同的生物学通路进行检测。为了说明这个应用程序，我们使用了同基因4T1-luc2-1A4小鼠乳腺腺癌细胞注射OT到免疫能力BALB/c小鼠的乳腺脂肪垫中。当肿瘤达到~300 mm时^3., ProSense^TM静脉注射750以检测与侵袭性乳腺癌生长相关的组织蛋白酶活性。如图9所示，BLI和FLI肿瘤信号在肿瘤中很容易被检测到，但并不完全重叠，这是意料之中的，因为荧光素酶是由所有活的肿瘤细胞产生的，而荧光信号不仅限于肿瘤细胞，还局限于其他肿瘤相关细胞，主要是负责组织蛋白酶ProSense的切割和摄取的巨噬细胞^TM750年的调查。因此，多模态可以用来同时审问体内的不同生物。

图9:静脉注射组织蛋白酶特异性ProSense 24小时后，BLI(左)和FLI(右)对4T1-luc2-1A4肿瘤的多模态成像^TM750年荧光探针。下面是相应肿瘤的特写。

总结

分子成像方法，包括MRI、PET、BLI和FLI，为评估肿瘤负荷提供了一种非常宝贵的替代方法，可用于总病理、组织重量、结节计数和/或组织学分析等终末期终点。通过对肿瘤生长、负担、转移和对治疗干预的反应进行纵向、实时、无创的体内评估，临床前成像有望改善肿瘤模型的设计和管理。金博宝188网址十多年来，我们提供了各种行业领先的成像模式，使临床前成像工具和专业知识，以帮助支持我们的客户的药物发现和开发研究。金博宝188网址本技术聚焦回顾了这些不同成像方法提供的优势，从可视化形态和结构变化到跟踪分子的生物分布或了解生物途径，等等。

联系我们的科学家，以要求完整的数据集或了解更多关于我们的临床前肿瘤成像服务，以及如何将其应用于您的临床前研究。金博宝188网址

参考文献

¹王晓明，王晓明。分子成像技术在药物开发中的应用。《自然评论》药物发现，2003;2:123 - 131。

²de Kemp RA, Epstein FH, Catana C, Tsui BMW, Ritman EL。小动物分子成像方法。核医学杂志，2010;51 (S1): 18 s-32s.3

^3.Fiordelisi MF, Auletta L, MeomartinoL, Basso L, Fatone G, Salvatore M, Mancini M, Greco A.乳金博宝188网址腺癌小鼠模型的精确医学临床前分子成像。分子成像,2019;15：

⁴Paulus MJ, Gleason SS, Kennel SJ, Hunsicker PR, Johnson DK。高分辨率x射线计算机断层扫描:小动物癌症研究的新兴工具。肿瘤,2000;2(2): 62 - 70。

⁵王晓燕，王晓燕，王晓燕。生物发光成像技术在肿瘤研究中的应用。IEEE Rev Biomed Eng, 2021;14:307 - 326。

⁶Ankersmit M, Bonjer HJ, Hannink G, Schoonmade LJ, van der Pas MHGM, Meijerink WJHJ。近红外荧光成像在结肠癌前哨淋巴结识别中的应用:一项前瞻性的单中心研究和系统综述，并进行meta分析。科技Coloproctol, 2019;23日(12):1113 - 1126。

注:请注意动物的护理和使用是根据动物福利法规在aaalac认可的设施中进行的，并获得IACUC协议的审查和批准。