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。     

人胰腺癌裸鼠异种移植瘤模型的生物发光成像和超声成像比较

目的利用荧光素酶基因标记的人胰腺癌细胞株Capan-2建立胰腺癌裸鼠移植模型,评价生物发光和小动物超声成像在移植瘤模型建立中的作用。方法将表达荧光素酶基因的真核表达载体转入人胰腺癌细胞Capan-2,将1×106人胰腺癌细胞悬液分别接种于裸鼠胰腺和右后肢皮下,使其成瘤。生物发光成像和小动物超声成像系统观察肿瘤的生长情况。结果肿瘤细胞原位移植成功率为75%,皮下移植成功率为100%。生物发光成像系统在肿瘤细胞原位接种第7天,可以观察到肿瘤发光;小动物超声成像系统在肿瘤细胞皮下接种第7天,可以测量肿瘤的大小,但在肿瘤细胞原位接种的第7天不能测量肿瘤的大小。另外肿瘤细胞在裸鼠皮下生长的速度比原位生长速度快3倍左右。结论生物发光成像系统更适用于肿瘤早期监测,为深入研究胰腺癌的发生发展、侵袭转移机制提供理想工具。     

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.     

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。     

用于活体成像的小鼠肺癌移植瘤模型的建立

本研究旨在建立可用于活体成像的小鼠肺癌移植瘤模型。利用脂质体将荧光素酶表达载体pGL4.17(luc2/neo)转染至人非小细胞肺癌细胞株A549,经G418筛选获得稳定表达荧光素酶的细胞克隆。根据体外生物发光情况及细胞的生长特性,从中挑选合适克隆,进行裸鼠皮下接种,SCID鼠尾静脉接种,建立肺癌移植瘤模型。利用活体成像系统监测肿瘤的生长转移情况,并用切片HE染色进一步验证小鼠模型移植瘤的原位成瘤和转移能力。实验结果表明:本研究成功地构建了可用于活体成像的小鼠肺癌移植瘤模型,模型稳定可靠、直观、灵敏,为肿瘤生长转移机制的研究及抗肿瘤药物的研发提供了重要工具。     

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。     

三株荧光素酶标记的小鼠乳腺癌细胞在小鼠体内生长及转移的比较

目的采用活体成像技术比较三株荧光素酶标记的小鼠乳腺癌细胞在小鼠体内生长及转移情况,为研究肿瘤转移提供理想的动物模型以及活体分析方法。方法以荧光素酶（luciferase,Luc）作为报告基因导入小鼠乳腺癌细胞4T1、66c14和4TO7中,经G418筛选获得稳定表达荧光素酶的细胞克隆并扩大培养。标记细胞稀释成1×107cells/mL,取0.1 mL进行乳腺原位及尾静脉接种BALB/c小鼠,制作小鼠乳腺原位和尾静脉移植瘤模型,比较三株细胞在小鼠体内生长及转移情况。结果获得稳定表达荧光素酶基因的细胞克隆,将Luc标记的4T1、66c14、4TO7细胞对BALB/c小鼠乳腺原位接种后7 d,均有肿瘤生长,接种后28 d,4T1细胞乳腺原位移植瘤最大,66c14细胞瘤体次之,4TO7细胞瘤体最小;接种后35 d,三株细胞乳腺原位移植瘤大小较一致,但4T1和66c14原位移植瘤均发生转移,其中4T1细胞较66c14细胞转移严重,而4TO7细胞未见转移;接种后42 d,三株细胞乳腺原位移植瘤大小无明显差别,而4T1和66c14细胞随天数的增加,移植瘤转移程度逐渐严重,4T1较66c14细胞转移更严重,呈广泛性转移,4TO7细胞仍未见转移。将Luc标记的4T1、66c14、4TO7细胞对BALB/c小鼠尾静脉接种后7 d,小动物活体成像发现小鼠肺部均能检测到荧光,其中4T1细胞接种的小鼠肺部荧光信号最强,且小鼠陆续死亡;4TO7细胞接种小鼠肺部荧光信号次之;66c14细胞接种小鼠肺部荧光信号最弱。尾静脉接种后14 d,4TO7和66c14细胞随着观察天数的增加,转移程度逐渐严重,4TO7细胞接种小鼠肺部荧光信号较66c14细胞强且小鼠陆续死亡。结论乳腺原位自发转移模型较尾静脉转移模型更真实反应了肿瘤细胞在体的转移特性,且能完整地呈现肿瘤转移的全过程,可作为研究肿瘤转移的最理想模型。     

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。     

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。     

慢病毒介导荧光素酶表达的人鼻咽癌细胞小鼠模型的建立

目的：建立荧光素酶标记的人鼻咽癌细胞裸鼠模型,活体成像系统监测肿瘤的生长并与肿瘤的体积进行对比。方法：构建表达荧光素酶基因2（1uc2）的慢病毒载体,与辅助质粒共转染293T细胞以制备慢病毒,感染人鼻咽癌SUNEl细胞后经嘌呤霉素筛选获得表达luc2的细胞株。活体成像设备体外检测不同数量细胞的发光强度,最后以5×10 6个细胞皮下接种BALB／cnu／nu裸鼠,活体成像系统动态记录接种后肿瘤的信号并与肿瘤的体积对比。结果：成功构建慢病毒表达质粒pLenti．1uc2并包装出慢病毒颗粒,病毒感染后嘌呤霉素筛选6天得到鼻咽癌细胞株SUNEl一luc2。细胞株传代后有稳定的发光强度,且经活体检测的每秒光子数与细胞数成正相关（R2=0．96）;活体成像观察发现裸鼠接种第2天接种部位的发光强度就达到3-2×10^8,而且成瘤过程中发光强度的变化与肿瘤大小一致。结论：成功构建适用于活体成像的人鼻咽癌SUNEl细胞的裸鼠成瘤模型,该模型从细胞接种开始即可有效动态监测鼻咽癌皮下瘤的生长及转移,从而为鼻咽癌的成瘤机制及药物干预研究提供一个新的手段。     

Establishment of a Non-Invasive Semi-Quantitative Bioluminescent Imaging Method for Monitoring of an Orthotopic Esophageal Cancer Mouse Model

Orthotopic models of various types of tumors are widely used in anti-tumor therapeutic experiments in preclinical studies. However, there are few ways to appropriately monitor therapeutic effect in orthotopic tumor models, especially for tumors invisible from the outside. In this study we aimed to establish a non-invasive semi-quantitative bioluminescent imaging method of monitoring an orthotopic esophageal cancer mouse model. We confirmed that the TE8 esophageal cancer cell line implanted orthotopically into the abdominal esophagus of nu/nu mice (n = 5) developed not only a main tumor at the implanted site, but also local lymph node metastases and peritoneal disseminations within 6 weeks after inoculation. We established a TE8 cell line that stably expressed the firefly luciferase gene (TE8-Luc). We showed that TE8-Luc cells implanted subcutaneously into nu/nu mice (n = 5) grew over time until 5 weeks after inoculation. Tumor volume was strongly correlated with luminescent intensity emitted from the tumor, which was quantified using the IVIS imaging system. We then showed that TE8-Luc cells implanted orthotopically into the mouse abdominal esophagus (n = 8) also formed a tumor and that the luminescent intensity of such a tumor, as detected by IVIS, increased over time until 7 weeks after inoculation and was therefore likely to reflect tumor progression. We therefore propose that this orthotopic esophageal cancer model, monitored using the non-invasive semi-quantitative IVIS imaging system, will be useful for in vivo therapeutic experiments against esophageal cancer. This experimental setting is expected to contribute to the development of novel therapeutic technologies for esophageal cancer in preclinical studies.     

Comprehensive Evaluation of the Anti-Angiogenic and Anti-Neoplastic Effects of Endostar on Liver Cancer through Optical Molecular Imaging

Molecular imaging enables non-invasive monitoring of tumor growth, progression, and drug treatment response, and it has become an important tool to promote biological studies in recent years. In this study, we comprehensively evaluated the in vivo anti-angiogenic and anti-neoplastic effects of Endostar on liver cancer based on the optical molecular imaging systems including micro-computer tomography (Micro-CT), bioluminescence molecular imaging (BLI) and fluorescence molecular tomography (FMT). Firefly luciferase (fLuc) and green fluorescent protein (GFP) dual labeled human hepatocellular carcinoma cells (HCC-LM3-fLuc-GFP cells) were used to establish the subcutaneous and orthotopic liver tumor model. After the tumor cells were implanted 14∼18 days, Endostar (5 mg/kg/day) was administered through an intravenous tail vein injection for continuous 14 days. The computer tomography angiography (CTA) and BLI were carried out for the subcutaneous tumor model. FMT was executed for the orthotopic tumor model. The CTA data showed that tumor vessel formation and the peritumoral vasculature of subcutaneous tumor in the Endostar treatment group was significantly inhibited compared to the control group. The BLI data exhibited the obvious tumor inhibition day 8 post-treatment. The FMT detected the tumor suppression effects of Endostar as early as day 4 post-treatment and measured the tumor location. The above data confirmed the effects of Endostar on anti-angiogenesis and tumor suppression on liver cancer. Our system combined CTA, BLI, and FMT to offer more comprehensive information about the effects of Endostar on the suppression of vessel and tumor formation. Optical molecular imaging system enabled the non-invasive and reliable assessment of anti-tumor drug efficacy on liver cancer.     

人结肠腺癌细胞HCT－8绿色荧光标记肿瘤模型的建立

目的筛选表达绿色荧光蛋白基因的人的单克隆结肠腺癌细胞系,为体内监测肿瘤的早期生长建立一种新的肿瘤动物模型。方法以脂质体2000介导chicken β－acfin-GFP—NEO转染人结肠腺癌细胞HCT－8,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,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GFP的人结肠腺癌细胞株,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过程,肿瘤的发光随着观察时间的延长而增加。结论绿色荧光蛋白能够在人结肠腺癌细胞HCT-8中长期稳定表达,用绿色荧光蛋白标记的人结肠腺癌细胞HCT-8建立的裸鼠肿瘤模型为进一步研究结肠肿瘤和相应的药物筛选提供了一种简便、可行的新方法。     

The expression level of surface marker Trop2 in gastric cancer stem-like cells

This study aims to prepare gastric cancer stem-like cells(GCSCs) using a serum-free suspension culture, then identify it preliminarily, and observe the expression level of Trop2. Serum-free DMEM/F12 medium and low-adhesion dish were used for suspended culture of gastric cancer (GC) cell lines MGC803. The morphological characteristics of cell spheres were observed by optical microscope; the positive rates of the CD44, CD54, EpCAM and Trop2 in MGC803 and MGC803-spheres were detected by FACS; the changes of the cell cycle in the MGC803-spheres were explored by FACS and compared with that in MGC803; the mRNA level of cancer stem cells(CSCs) regulatory genes and Trop2 in MGC803-spheres and MGC803 were detected by qRT-PCR. MGC803-spheres formed after MGC803 was cultured in serum-free medium for about 14 days; the levels of CD44, CD54, EpCAM and Trop2 in MGC803-spheres group were higher than those in MGC803 group (P<0.05). The G1 phase of cell cycle in the MGC803-spheres group was obviously lower than that in MGC803 group, and the S phase of the cell cycle in MGC803-spheres group was obviously higher than that in the MGC803 group (P<0.05). The mRNA level in the CSCs regulatory genes (Oct4, Snail, Nanog) and Trop2 in MGC803-spheres group were much higher than those in MGC803 group (P<0.05). MGC803-spheres could form in serum-free and suspension culture condition. The type of cells has the characteristic of CSCs, which appears in a higher proliferation state and over expression CSCs regulating genes and Trop2.     

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。     

人结直肠癌细胞HCT116红色和绿色荧光标记肿瘤模型的建立

目的筛选表达绿色荧光蛋白和红色荧光蛋白基因的人的单克隆结直肠癌细胞系,为体内监测肿瘤的早期生长建立一种新的肿瘤动物模型。方法以脂质体2000介导chickenβ-actin-GFP-neo和chickenβ-actin-DsRed-neo转染人结直肠癌细胞HCT-116,经梯度浓度G418筛选获得稳定表达红色和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,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GFP、DsRed的人结肠癌细胞株,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过程,肿瘤的发光随着观察时间的延长而增加。结论红色和绿色荧光蛋白能够在人结直肠癌细胞HCT-116中长期稳定表达,用红色和绿色荧光蛋白标记的人结直肠癌细胞HCT-116建立的裸鼠肿瘤模型为进一步研究结肠肿瘤和相应的药物筛选提供了一种简便、可行的新方法。