七甲川菁近红外荧光染料对胃癌原位移植模型的靶向识别

目的研究七甲川菁近红外荧光(NIRF)染料在胃癌原位移植模型活体成像中的应用效果。方法将标记荧光酶素的人胃癌细胞系Hep G2原位移植裸鼠建立肿瘤模型,同时诱发制备胃溃疡模型;对上述模型分别采用生物发光成像和NIRF成像,观察胃癌组织对近红外荧光染料的吸收;探索缺氧和阴离子转运肽(OATP)对胃癌组织吸收NIRF染料的影响,明确NIRF染料靶向识别肿瘤细胞的特异性。结果 NIRF信号与生物发光信号在胃癌原位移植模型活体成像中具有较好的相关性。胃癌组织部位可获得较强的NIRF荧光信号,而胃溃疡部位未检测到荧光信号。缺氧能够增强胃癌细胞对NIRF染料的吸收,而阴离子转运肽特异性抑制剂磺溴酞钠(BSP)能够显著降低肿瘤细胞对NIRF染料的吸收。结论七甲川菁近红外荧光染料能够靶向识别胃癌原位移植模型。     

近红外荧光染料IR-783介导的肿瘤成像

目的评估近红外荧光染料IR-783在犬自发性肿瘤中的特异性成像。方法将IR-783染料(5μmol/kg)腹腔注射荷瘤裸鼠,通过活体成像仪检测IR-783的代谢周期,在此基础上,将IR-783染料(1.5μmol/kg)通过后肢静脉注射入自发肿瘤犬体内,5 d后手术切除肿瘤组织,分别进行荧光成像、组织切片HE染色、冰冻切片荧光观察。结果 IR-783染料注射荷瘤裸鼠后可以在肿瘤部位检测到特异性荧光,连续观察8 d,仍有较强的荧光。IR-783注射自发肿瘤犬5 d后,可在肿瘤组织中检测到特异性荧光。结论近红外荧光染料IR-783能够被肿瘤组织特异性吸收,可用于犬自发性肿瘤的特异性诊断,具有重要的临床应用前景。     

FTS与NIRF共轭化合物用于小鼠肿瘤模型的成像和治疗

目的研究法尼基硫代水杨酸(farnesylthiosalicylic Acid,FTS)与七甲川菁(heptamethine carbocyanine)近红外(near infrared,NIR)荧光染料共轭化合物的肿瘤靶向性及其在活体成像中的应用,明确该化合物对肿瘤生长的抑制作用。方法将人乳腺癌细胞MCF-7、胶质瘤细胞U251和前列腺癌细胞PC3培养至对数生长期后,分别加入不同浓度的FTS和FTS-IR783,观察两种化合物对肿瘤细胞的生长抑制作用;培养的三种肿瘤细胞中加入FTS-IR783(20μmol/L),荧光显微镜下观察荧光染料在肿瘤细胞中的聚集;将三种肿瘤细胞(每只1×10~6个)皮下移植裸鼠,两周后荷瘤鼠腹腔注射FTS-IR783(每只10 nmol/L),活体成像分别测定肿瘤部位近红外荧光信号和肿瘤体积的相关性。结果与FTS相比较,FTS-IR783可显著抑制MCF-7、U251和PC3的生长;三种肿瘤细胞可特异性识别FTS-IR783,呈现近红外荧光集聚;皮下荷瘤模型注射FTS-IR783后,活体成像显示肿瘤部位荧光强度与生物发光强度相关性分别达到0.987,0.998和0.971。结论 FTS与近红外荧光染料IR-783共轭结合后可特异性识别肿瘤细胞,用于肿瘤模型的活体成像,同时该化合物具有的肿瘤靶向性可显著抑制肿瘤细胞的生长,有望成为新型的靶向药物。     

近红外荧光染料IR-783在膀胱癌中的成像研究

目的:观察研究近红外荧光染料IR-783在膀胱癌中的特异性成像。方法:通过染料与膀胱癌细胞及正常细胞共孵育,观察近红外荧光染料IR-783是否能够实现膀胱癌细胞的选择性成像。利用细胞器示踪剂观察近红外荧光染料在膀胱癌细胞内的共定位;使用IR-783检测循环血液中及尿液中的膀胱癌细胞。结果:近红外荧光染料IR-783可被膀胱癌细胞选择性摄取。IR-783可选择性聚集在膜性细胞器如线粒体和溶酶体内,这种选择性聚集作用使IR-783可以保持较长的染色效果。近红外染料可以检测到血液或尿液极少量的膀胱癌细胞。结论:近红外荧光染料IR-783能够被膀胱癌细胞特异性吸收,可用于血液和尿液中膀胱肿瘤细胞的特异性诊断,具有重要的临床应用前景。     

基于临床肿瘤标本的胃癌转移模型建立

目的建立基于临床肿瘤标本的胃癌转移模型,为胃癌的转移研究提供个体化动物模型。方法将胃癌新鲜的手术标本移植到裸鼠皮下,建立胃癌患者异种移植(patient-derived xenograft,PDX)模型。进一步通过手术将皮下瘤组织原位移植到裸鼠胃部肌层,连续观察裸鼠的体征状态,通过近红外荧光活体成像技术检测肿瘤转移的发生。解剖荷瘤小鼠,将肺部转移灶进一步移植裸鼠皮下获得实体瘤。HE染色观察原发瘤与转移瘤的结构特征,(short tandem repeat) STR分析原发瘤和转移瘤的遗传特性。PCR-Array分析转移瘤和原发瘤中转移相关基因的表达。结果成功建立胃癌PDX模型,移植瘤组织结构与患者保持基本一致;通过胃部原位移植发现编号C19751的小鼠发生肺和肝的转移。其中肺转移灶皮下移植后获得了实体瘤,STR分析显示原发瘤保持了与肺转移瘤一致的遗传特征。PCR-Array结果显示,与原发瘤相比,转移瘤中CXCL12,IGF1和MMP2基因表达均显著上调。结论利用临床肿瘤标本成功建立胃癌转移模型,为胃癌转移研究提供了良好的个体化模型。     

活体荧光成像对裸鼠肝癌细胞系MHCC97-H原位移植模型的动态量化分析

目的:利用生物自发光的裸鼠肝癌原位移植模型,以活体荧光成像技术对肝癌的生长和转移情况进行动态、量化分析.方法:将稳定转染了荧光素酶(luciferase)基因的人肝癌细胞株MHCC97-H-LUC细胞,移植至裸鼠肝脏包膜下,每周利用活体荧光成像系统对裸鼠体内移植瘤的生长部位和范围进行成像,测量肿瘤细胞生物发光量,动态观察肝癌细胞在裸鼠体内的肿瘤数量、生长速度和转移情况.结果:建立可稳定表达荧光素酶的人肝癌细胞株MHCC97-H-LUC并用于进行生物自发光的裸鼠原位移植模型;利用活体荧光成像系统对裸鼠体内的移植瘤成像,见发光部位由肝脏向腹腔扩散,发光量随时间呈指数级增长;病理学观察证实肿瘤细胞长.结论:利用活体荧光成像技术的动态量化分析可灵敏、准确地监测裸鼠肝癌原位移植模型中肿瘤细胞的生长及转移情况,为肿瘤发生、生长、转移机制及对抗肿瘤生长和转移的体内研究提供了科学的量化手段.     

基于临床手术标本的胰腺癌原位移植模型建立及评价

目的建立基于临床肿瘤标本的胰腺癌原位移植模型,开展模型的评价研究。方法将临床新鲜的胰腺癌手术标本移植到裸鼠胰腺部位,建立原位异种移植模型(PDOX),通过活体成像技术和PET/CT对肿瘤生长状况进行评价;采用STR技术分析移植瘤的来源,通过组织形态观察和免疫组化判定移植瘤的病理学特征,同时检测PDOX模型外周血中CA19-9的表达水平。结果模型建立6周后,通过活体成像观察到近红外荧光信号明显富集在肿瘤部位,通过荧光强度可以初步判断肿瘤位置和大小;使用小动物PET/CT可清晰观察到腹部18F-FDG分子探针富集区域,与预期的肿瘤位置和大小一致;安死术后,解剖分离的各个脏器组织及肿瘤组织,通过近红外荧光成像进一步确认肿瘤生长状况;STR检测证实移植瘤人源性比率为99.99%;组织形态学和免疫组化分析表明移植肿瘤生长于裸鼠胰腺;血清中CA19-9检测进一步证实了胰腺癌的发生。结论成功建立了人胰腺癌原位异种移植模型,通过小动物活体成像、PET/CT等技术对模型进行了全面评估,为胰腺癌的发病机制和治疗研究提供了良好的动物模型。     

新型七甲川菁染料用作肿瘤模型活体成像的研究进展

一种近红外荧光(NIRF)七甲川菁染料不需要化学修饰,可直接被肿瘤细胞吸收呈特异性聚集,从而可用于肿瘤活体成像。这种染料在肿瘤细胞与正常细胞之间的摄取差异可能是由于特异型有机阴离子转运肽的作用,并受到低氧条件控制。这些特性将会拓展NIRF类染料在肿瘤成像研究中的应用。     

胃癌血管靶向肽GX1修饰的人血清白蛋白用于胃癌近红外活体成像

目的:以肿瘤血管靶向肽GX1修饰的人血清白蛋白(HSA)作为吲哚菁绿(ICG)的载体,合成近红外荧光探针GX1-HSA-ICG,研究其作为近红外荧光探针在荷人胃癌裸鼠活体中的靶向成像能力。方法:以HSA作为ICG的载体,通过化学修饰与GX1共价连接,合成GX1-HSA-ICG纳米颗粒探针;使用SDS-PAGE对探针合成进行鉴定;采用探针与脐静脉内皮细胞HUVEC以及与肿瘤细胞共培养的脐静脉内皮细胞Co-HUVEC进行结合和竞争抑制试验,验证探针和Co-HUVEC细胞结合的特异性;利用小动物活体成像系统对皮下荷胃癌小鼠进行近红外荧光活体成像,验证探针在体内的胃癌靶向性。结果:成功合成GX1-HSA-ICG。细胞结合与竞争抑制实验显示GX1-HSA-ICG可与Co-HUVEC细胞特异性结合;荷瘤小鼠活体成像也显示出GX1-HSA-ICG较ICG有更长体内的循环时间,并且胃癌组织局部较HSA-ICG有更强的聚集。结论:本研究成功合成了胃癌血管靶向肽GX1修饰的HSA为荧光染料载体的胃癌血管靶向探针,成功对荷胃癌裸鼠进行了活体成像。使用HSA为载体的探针较单纯使用ICG的肿瘤局部滞留能力显著提高,GX1增加了探针的胃癌靶向特异性。该探针在胃癌的早期诊断和抗肿瘤血管生成治疗评估中具有潜在的应用价值。     

荧光素酶标记人胃癌细胞裸鼠原位移植模型的建立

目的建立荧光素酶标记人胃癌原位异种移植模型。方法将萤火虫荧光素酶作为标记基因导入人胃癌MGC803细胞,建立稳定表达荧光素酶的细胞,将其接种裸鼠胃壁浆膜下,建立胃癌裸鼠原位肿瘤模型。用活体荧光成像系统检测肿瘤的发生发展,并进行小动物超声影像和病理学分析。结果裸鼠原位成瘤率为100%,活体荧光成像观察发现在接种第7天,就可以观察到肿瘤发光。21 d后肿瘤进入对数生长期,28 d后肿瘤出现明显坏死,平均荧光光子数呈现下降趋势。超声成像发现小鼠胃部有直径为8.39 mm,面积为28.92 mm2瘤块。结论荧光素酶标记可以实时监测原位异种移植人胃癌生长状况。     

七甲川花菁染料作为肿瘤靶向和光动力治疗载体的研究进展

七甲川花菁近红外荧光染料(NIRF)可直接被肿瘤细胞特异性吸收,具有肿瘤靶向性。与化疗药物偶联后,该类染料可通过血脑屏障将药物转运至肿瘤部位,不仅可以减少化疗药物使用剂量,降低药物的毒副作用,也可通过近红外荧光成像实现对肿瘤治疗的实时监控。七甲川花菁染料所展示的线粒体毒性和光敏特性,可直接杀死肿瘤细胞,抑制肿瘤新生血管的形成。通过纳米包裹,能够显著增强该类染料的肿瘤靶向能力,实现实时跟踪药物释放情况。七甲川花菁染料特异性识别肿瘤细胞的能力与有机阴离子转运肽的作用密切相关,缺氧和线粒体膜电位也参与了染料吸收的调控。这些发现有利于将近红外荧光染料应用于肿瘤的靶向治疗。     

Alu基因定量检测用于胃癌转移模型评估的研究

目的研究人胃癌转移裸鼠模型中人Alu基因的表达水平与组织脏器中胃癌转移程度的相关性,探索建立胃癌转移模型早期评估的分子生物学方法。方法分别以人胃癌细胞SGC-7901、MKN45和正常胃黏膜细胞GES1基因组DNA为模板构建标准质粒,通过实时荧光定量PCR检测不同比例胃癌细胞SGC-7901中Alu基因的表达,获取相关性曲线;选取胃癌细胞SGC-7901和MKN45,通过裸鼠皮下接种的方式构建人胃癌细胞异种移植转移模型,实时荧光定量PCR方法检测模型鼠肝、脾、肺、肾和皮下肿瘤组织中的人Alu基因表达,获得Alu基因的表达与各器官组织中肿瘤转移程度的相关性曲线;将临床胃癌患者新鲜肿瘤标本皮下接种裸鼠构建异种移植模型,进一步验证模型鼠各组织中人Alu基因的表达与器官中肿瘤转移程度的相关性。结果胃癌细胞SGC-7901的含量与其Alu基因的Ct值呈负相关(R2=0.9239);人胃癌细胞异种移植(CDX)裸鼠转移模型中,人Alu基因的表达在皮下肿瘤中处于较高水平,在肺转移瘤和肝转移瘤中的表达则介于正常裸鼠与皮下肿瘤之间,与组织病理学检查结果相符;胃癌病人肿瘤异种移植(PDX)模型中,已确定发生转移的脏器中虽未形成肉眼可见的转移灶,但其人Alu基因的表达(Ct值17.86)与正常裸鼠(Ct值22.18)差异显著(P 0.05);而对于肉眼可见的转移灶,其人Alu基因的表达(Ct值14.29)则差异极显著(P 0.01)。结论人胃癌裸鼠转移模型中,人Alu基因的表达与胃癌转移程度呈正相关,Alu基因表达越高,则该组织中转移的肿瘤细胞就越多,形成的转移灶越明显。     

基于近红外荧光制剂的多模态多功能分子影像技术在肿瘤模型中的应用

多模态融合的分子影像技术整合了多种分子影像技术的优势,已成为当前分子影像领域研究的热点和发展趋势。新近报道的七甲川菁(heptamethine cyanine)染料是一类具有肿瘤靶向性的近红外荧光(nearinfrared fluorescence,NIRF)制剂。该染料独特的光学特征使其在肿瘤分子影像、靶向治疗和药物传递系统方面具有广阔的应用前景。纳米材料包裹该类染料可用于NIRF/MRI双模成像,标记核素后可实现NIRF/PET双模成像,共轭结合化疗药物后,可实现抗肿瘤药物的靶向传递,多个七甲川菁染料的复合物已被用作多模态成像,成为光热、光动力学和组合治疗肿瘤的新策略。     

荧光标记技术在肿瘤模型研究中的应用

目的利用绿色荧光小鼠和红色荧光蛋白标记肿瘤细胞,建立荧光标记的小鼠肿瘤模型,并建立活体荧光成像和荧光显微镜成像在整体和细胞水平直接观察肿瘤的技术。方法将小鼠B16黑色素瘤细胞接种到绿色荧光蛋白转基因小鼠皮下,建立GFP小鼠肿瘤模型。以红色荧光蛋白作为标记基因导入小鼠黑色素瘤细胞B16细胞,建立稳定表达红色荧光蛋白的细胞株。将表达红色荧光蛋白B16细胞接种到绿色荧光转基因小鼠皮下,建立双荧光小鼠肿瘤模型。用荧光显微镜和活体荧光成像系统检测小鼠肿瘤的发生发展。结果分别建立了GFP小鼠肿瘤模型和双色荧光小鼠肿瘤模型。利用活体荧光影像仪可以观察双色荧光小鼠模型中受体绿色荧光组织和红色荧光移植肿瘤相互融合。利用荧光显微镜,可以观察到肿瘤内绿色荧光标记的来源于受体小鼠的血管和免疫细胞。经香菇多糖刺激的GFP小鼠肿瘤模型的移植瘤组织中,来源于受体小鼠绿色荧光标记的免疫细胞明显多于经生理盐水刺激的对照小鼠。结论利用绿色荧光小鼠和红色荧光RFP标记肿瘤细胞建立荧光标记的小鼠肿瘤模型,采用活体荧光成像仪和荧光显微镜可在整体和细胞水平直接观察肿瘤的生长以及肿瘤与宿主的相互作用。     

人宫颈癌细胞Hela移植模型肿瘤生长的荧光分析和卡尺测量的比较

目的建立稳定表达绿色荧光蛋白的人宫颈癌细胞系,建立移植瘤模型并比较移植模型肿瘤生长的荧光分析和卡尺测量的优缺点。方法以Lipofectamine 2000介导chickenβ-actin-GFP-NEO转染人宫颈癌细胞Hela,经梯度浓度G418筛选获得稳定表达绿色荧光蛋白的细胞克隆并扩大培养。BALB/cA-nu裸鼠皮下接种1×10^6个发光细胞使其成瘤,利用活体荧光成像系统和游标卡尺观察肿瘤的生长情况。结果获得了稳定表达GFP的人宫颈癌细胞株,将其接种到裸鼠体内可成瘤。活体荧光成像观察发现,1至3周随着肿瘤体积逐渐增大,平均荧光光子数逐渐增加;4周时随着肿瘤出现明显坏死,平均荧光光子数呈现下降趋势,而游标卡尺测量结果显示肿瘤在4至5周仍然不断的增大。结论绿色荧光蛋白能够在人宫颈癌细胞Hela中长期稳定表达,用绿色荧光蛋白标记的人宫颈癌细胞Hela建立的裸鼠肿瘤模型可以为人宫颈癌研究提供理想的实验材料,应用小动物活体成像系统能够客观定量评价活的肿瘤细胞在动物体内的生长情况,而不是肿瘤体积的变化。     

基于双荧光系统的HepG2肝细胞癌原位移植裸鼠模型建立及活体荧光成像动态定量分析

目的:建立一种可以实时、定量、动态监测的肝细胞癌原位移植模型,并利用活体荧光成像系统对裸鼠体内原位肝细胞癌生长进行分析。方法:利用慢病毒包装系统包装pCDH-GFP-Luc质粒,将绿色荧光蛋白(GFP)和萤光素酶(Luc)基因通过病毒感染的方式整合到HepG2肝癌细胞染色体中,利用流式细胞术分选GFP+细胞,扩增培养后,将该细胞注射到裸鼠皮下进行成瘤,成瘤后分离肿瘤组织接种裸鼠肝脏,将造模成功的裸鼠分为对照组和治疗组,分别灌胃给与0.5%羧甲基纤维素钠(CMC-Na)和50 mg/kg索拉非尼,2/d,连续28 d,每7 d利用活体荧光成像系统观察肝癌细胞在对照组和治疗组裸鼠肝脏内的生长情况。实验结束后,分离裸鼠肝脏肿瘤,拍照称重。结果:建立了稳定表达双荧光的人肝癌细胞系HepG2-GFP-Luc,体外发光强度与表达萤光素酶的细胞数量呈正相关(R2=0.9945);建立了肝细胞癌原位移植活体荧光成像模型,对照组和治疗组肝脏内肿瘤细胞荧光强度随时间的延长逐渐增加,治疗组荧光强度明显低于对照组。定量分析结果显示,在第24、31和38 d,治疗组荧光总光子数值显著低于对照组;治疗组平均瘤重显著低于对照组。结论:建立了一种肝细胞癌原位移植荧光成像模型,可通过活体成像系统对肿瘤大小进行动态定量分析,为抗肝癌药物的药效学评价提供了实时定量分析动物模型。     

尼罗红示踪纳米制剂在荷瘤裸鼠体内活体成像的应用

目的拟将尼罗红包裹入纳米制剂中,利用其荧光特性来考察纳米制剂在荷瘤鼠体内的肿瘤靶向性与组织分布情况。方法采用CCK-8法检测尼罗红纳米乳[NRNE(O)]对H1688的细胞毒性。建立BALB/c裸鼠肺癌模型,灌胃给予尼罗红混悬液(NRS)及NRNE(O),通过小动物活体成像系统观察其在荷瘤裸鼠中荧光强度的动态分布情况。结果 NRNE(O)具有较低的细胞毒性和良好的生物相容性,并且在体内的吸收量及肿瘤部位的蓄积量均高于NRS;NR在纳米制剂中能快速、稳定、清晰地反映纳米制剂在小鼠体内的动态分布情况。结论本研究中制备的NRNE(O)的稳定性好,为尼罗红作为示踪剂应用于纳米制剂在动物体内的研究提供了重要的研究手段。     

荧光素酶标的人肝癌细胞裸鼠异种移植瘤模型的生物发光成像和PET-CT成像比较

目的利用荧光素酶基因标记的人肝癌细胞株BEL-7402建立裸鼠肝原位移植模型,及小鼠肝原位移植模型的生物发光和小动物PET-CT成像的比较。方法构建表达荧光素酶基因的真核表达载体并将其转入人肝癌细胞BEL-7402,经梯度浓度G418筛选获得稳定表达荧光素酶基因的细胞克隆并扩大培养。BALB/cA-nu裸鼠肝门静脉接种5×105个发光细胞使其成瘤,活体荧光成像和小动物PET-CT成像系统观察肿瘤的生长情况。结果获得了稳定表达Luc的人肝癌细胞株,将其接种到裸鼠体内,活体荧光成像系统观察发现能够成瘤,小动物PET-CT影像观察发现小鼠肝脏边缘对18 F-FDG有高摄取区域。结论利用荧光素酶基因标记的人肝癌细胞BEL-7402成功建立了原位肝癌裸鼠模型,小动物活体成像结合小动物PET-CT技术为原位肿瘤模型的建立提供了一种新的可靠的技术,为进一步研究肝癌生长转移机制和药物开发提供了新的有用工具。     

新型近红外荧光探针MHI85在胆道系统成像的实验研究

目的:观察一种新型近红外荧光探针MHI85在器官中的成像特点,寻找特异性的器官成像荧光探针,为手术提供帮助。方法:用海洋光学测量系统检测近红外荧光探针MHI85的吸光度和荧光强度,分析其光学特点。随后将近红外荧光探针MHI85注射到CD-1小鼠体内,4小时后观察小鼠体内腹腔、胆囊和胆管、离体小鼠腹部脏器的近红外荧光成像情况。并测量离体脏器的信号背景比(SBR)。结果:近红外荧光探针MHI85最大吸收峰值和荧光峰值分别在690 nm和713 nm,说明其发光谱在700 nm左右,且成像稳定。利用小动物活体成像系统发现,近红外荧光探针MHI85在小鼠胆囊、胆囊管、左右肝管、肝总管可见明显荧光信号。心、肺、肝、胰、脾、肾、十二指肠、小肠均无荧光信号,而胆囊中可见明显的荧光信号。离体脏器SBR结果显示,胆囊的SBR明显高于其他脏器。结论:近红外荧光分子探针MHI85对胆囊及胆道系统具有良好的靶向性,且成像清晰、定位准确。     

SW1990和Capan-2红色荧光标记胰腺癌移植肿瘤模型的建立和比较

目的建立稳定表达红色荧光蛋白基因的人胰腺癌细胞系,为体内监测肿瘤的早期生长及抗肿瘤药物的药效评价建立一种新的肿瘤动物模型。方法以Lipofectamine 2000介导chickenβ-actin-RFP-NEO转染人胰腺癌细胞SW1990和Capan-2,经梯度浓度G418筛选获得稳定表达红色荧光蛋白的细胞克隆并扩大培养。BALB/cA-nu裸鼠皮下接种1×106个发光细胞使其成瘤,活体荧光成像系统观察肿瘤的生长情况。结果获得了稳定表达RFP的两种不同的人胰腺癌细胞株,将其接种到裸鼠体内可成瘤,利用活体成像系统观察了肿瘤的生长动态过程,并且SW1990肿瘤细胞的生长速度较Capan-2细胞快。结论用红色荧光蛋白标记的人胰腺癌细胞建立的裸鼠肿瘤模型为胰腺癌的研究和相关药物筛选提供了可进行荧光影像活体、动态分析的动物模型。