Образуване на рак и интервенции, насочени към изображения

Редактиран от
Роджър М. Борн

Университетът в Сидни, Австралия

Прегледан от
М. Кармен Мартинес-Бисбал

Университет във Валенсия, Испания

Лорънс Глуч

Центърът за гърди Стратфийлд, Австралия

Принадлежностите на редактора и рецензенти са най-новите, предоставени в техните профили за проучване на Loop и може да не отразяват тяхното положение по време на прегледа.

ascites

  • Изтеглете статия
    • Изтеглете PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Допълнителни
      Материал
  • Цитат за износ
    • EndNote
    • Референтен мениджър
    • Прост ТЕКСТ файл
    • BibTex
СПОДЕЛИ НА

Оригинални изследвания СТАТИЯ

  • 1 отдел за изследване на образи на рака, Ръсел Х. Морган, катедра по радиология и радиологични науки, Медицински факултет на университета Джон Хопкинс, Балтимор, д-р, САЩ
  • 2 Всеобхватен център за рак на Сидни Кимел, Медицинско училище в Университета Джон Хопкинс, Балтимор, д-р, САЩ
  • 3 Катедра по патология, Медицински факултет на Университета Джон Хопкинс, Балтимор, MD, САЩ
  • 4 Катедра по радиационна онкология и молекулярни радиационни науки, Медицински факултет на Университета Джон Хопкинс, Балтимор, САЩ, САЩ

Епителният рак на яйчниците е водещата причина за смърт от гинекологично злокачествено заболяване сред жените в развитите страни. Епителният рак на яйчниците има лоша прогноза, поради агресивните характеристики на заболяването, съчетани с липсата на ефективни терапии. Вариантите за рак на яйчниците в късен стадий са ограничени и инвазивни, особено след като се развие злокачествен асцит. Злокачественият асцит, усложнение, наблюдавано при терминален рак на яйчниците, значително допринася за лошото качество на живот и смъртността. Излишното натрупване на течност в перитонеалната кухина се дължи на комбинация от нарушен дренаж на течност и повишена нетна филтрация, най-вече поради увеличаване на интраперитонеалната съдова пропускливост. Тук приложихме неинвазивно ядрено-магнитен резонанс (MRI) и спектроскопско изображение (MRSI) на сингенни миши тумори in vivo, и 1 H MRS с висока разделителна способност на екстракти от тумор на мишка, за да се характеризира връзката между обемите на асцит и васкулатурата и метаболизма на експериментален модел на рак на яйчниците. Наблюдавани са разлики в туморната васкулатура и метаболизма в туморите въз основа на обема на асцита, които дават нови прозрения за развитието на това състояние.

Въведение

Епителният рак на яйчниците е водещата причина за смърт от гинекологично злокачествено заболяване сред жените в развитите страни с приблизителна честота от 205 000 случая в световен мащаб годишно, което води до

125 000 смъртни случая (1). Въпреки че прогнозата в случаите, открити на ранен етап, е доста благоприятна, по-голямата част от случаите се диагностицират на късен етап, с 5-годишна степен на преживяемост под 30% (2, 3). Терапевтичните възможности за рак на яйчниците в напреднал стадий са изключително ограничени и много инвазивни, особено след като се развие злокачествен асцит (2).

300 mm 3 за 4–6 седмици. След ортотопична имплантация на тумор някои мишки развиват асцит с голям обем (> 50 μl), докато други нямат или имат асцит с малък обем (6 клетки ID8-Defb29 Vegf в 0,05 ml балансиран солев разтвор на Ханкс в хълбока на женска C57BL/6J след като туморът достигне

100–200 mm 3, тя беше изрязана, нарязана на малки парченца със сравними размери при стерилизирани условия и имплантирана хирургически върху яйчника на анестезирани женски мишки C57BL/6J. Мишките бяха сканирани на всеки 2 седмици, за да се оцени растежа на тумора. Експерименти се провеждат, когато ортотопичните тумори достигнат обеми от

200–300 mm 3 (съответстващ на диаметър

7,5–8,5 мм). Всички хирургични процедури и боравене с животни са извършени в съответствие с протоколите, одобрени от институционалния комитет по грижа и употреба на животните в университета Джон Хопкинс и в съответствие с Ръководството за грижа и използване на лабораторни животни, публикувано от NIH.

In vivo Съдова ЯМР и MRSI

Метаболитен MRSI

Метаболитни карти на tCho са получени от срязък с дебелина 4 мм, като се използват двумерно-химични изображения с изместване (2D-CSI) (15) [време на ехото (TE) = 135 ms, време на повторение (TR) = 1500 ms, брой на получаване ( NA) = 4] с VAPOR водопотискане (16). Референтни изображения на непотиснатия воден сигнал (TE = 20 ms, NA = 2) са получени за генериране на количествени карти в произволни единици, както е описано по-рано (17). Обработката на изображенията е извършена с помощта на персонализирани инструменти, разработени в Interactive Data Language (IDL).

Тумори, асцит и метастази

Мишките се умъртвяват и се измерва обемът на асцитната течност. Белите дробове, черния дроб и лимфните възли бяха изрязани и фиксирани във формалин за количествено определяне на метастатичното разпространение. Туморите бяха разрязани наполовина, като едната половина бе замразена за MR екстракти и анализ на протеини, а другата половина фиксирана във формалин.

MR спектроскопия на двуфазни екстракти

Имуноблот от екстракти от клетки и тумори

Протеините се екстрахират от тумори със замразяване чрез използване на радиоимунопреципитационен лизисен буфер, обогатен с коктейл с протеазен инхибитор, дитиотреитол, фенилметилсулфонил флуорид, натриев ортованадат и натриев флуорид (Sigma Chemical Co., St Louis, MO). Концентрацията на протеини се изчислява, като се използва комплект за анализ на протеини на Bradford Bio-Rad (Bio-Rad, Hercules, CA). Около 60 μg от общия протеин се отделя върху 7,5% SDS-PAGE гелове от Bio-Rad, прехвърля се върху нитроцелулозни мембрани и се сондира с антитела, насочени срещу FAS на мишка (A-5) (Santa Cruz Biotechnology; разреждане 1: 400), cPLA2 (Santa Cruz Biotechnology; разреждане 1: 200), ApoE (M-20) (Santa Cruz Biotechnology; разреждане 1: 200). GAPDH се използва като контрола на натоварването и се открива с моноклонално антитяло (Sigma Aldrich, разреждане 1: 50 000). Имуноблотите са разработени с помощта на SuperSignal West Pico хемилуминесцентен субстратен комплект (Thermo Scientific, Rockford, IL).

Резултати

Мишки са били изобразявани, когато са били тумори

200–300 mm 3. Както е показано на фигури 1А, В, бяха идентифицирани две групи въз основа на асцит без или с малък обем (фигура 1А) и с голям обем (фигура 1В). Асцитната течност, открита в анатомичните изображения на MR, се характеризира с наличието на разширен корем и сигнал с ниска интензивност, присъстващ в перитонеалната кухина. Наличието или отсъствието на асцит беше потвърдено ex vivo. Метастазите са по-чести при мишки с асцит, особено в органи в перитонеалната кухина, включително диафрагмата (67 срещу. 0%), черен дроб (100 срещу. 20%) и червата (17 срещу. 0%), както е показано на фигури 1С – Н. Метастази в белите дробове са наблюдавани при 67% от мишките с висок асцит в сравнение с 60% при мишките без асцит.

Фигура 1. Представителни анатомични T1 претеглени изображения на мишка без асцит (А) и мишка с висок асцит (Б). Представителни хистологични изображения на черен дроб от мишка без асцит (° С), черен дроб от мишка с висок асцит (Д), бели дробове от мишка без асцит (E), бели дробове от мишка с висок асцит (F), черва от мишка с висок асцит (G), диафрагма от мишка с висок асцит (H).

Общият холин (tCho) се открива с 1 H MRSI във всички ортотопични тумори, изобразени (Фигури 2А, В). Сигналът tCho представлява сумата от свободен холин, фосфохолин (PC) и глицерофосфохолин (GPC), който се появява като единичен пик в 1 H MR спектри, придобити in vivo. Както е показано на представителните изображения, сигналът е хетерогенен в туморите, потвърждавайки важността на придобиването на 1 H MRSI, а не на един воксел MRS, когато е възможно. Количествено определихме tCho сигнала и наблюдавахме значително по-висока концентрация на tCho в мишките, представящи асцит с голям обем (Фигура 2C). Няма разлика в обема на тумора между двете групи (Фигура 2D), което предполага, че в този модел натрупването на асцит е независимо от размера на тумора. Няма връзка между количеството образуван асцит и продължителността на прогресията на тумора.

Фигура 2. Представителни карти на плътността на tCho в мишка без асцит (А) и в мишка с висок асцит (Б). Концентрации на тумор tCho при мишки с асцит от не до малък обем и при мишки с асцит с голям обем (° С) (н = 5 и н = 7, съответно; *стр 1 Н MRS. Анализът на липидната фаза, получена след двуфазна екстракция, разкрива по-високи концентрации на холестерол, фосфатидилхолин (PtdCho), фосфатидилетаноламин (PtdE) и по-ниско съотношение CH2/CH3 при тумори от мишки с голям обем асцит (Фигура 4). Фигура 4А показва представителни липидни фази 1H MR спектри. Количественото определяне на данните е показано на фигура 4Б (н = 6, стр 1 H MR спектри от мишка без асцит и мишка с голям обем асцити са показани тук. (Б) Концентрация на липиди в туморни екстракти от мишки без асцит до нисък обем и мишки с асцит с голям обем в произволни единици (н = 6; *стр 3.0.CO; 2-G

17. Bolan PJ, Meisamy S, Baker EH, Lin J, Emory T, Nelson M, et al. In vivo количествено определяне на холиновите съединения в гърдата с 1Н MR спектроскопия. Magn Reson Med. (2003) 50: 1134–43. doi: 10.1002/mrm.10654

18. Glunde K, Raman V, Mori N, Bhujwalla ZM. Потискането на холин киназата, медиирано от РНК, в клетките на рака на гърдата предизвиква диференциация и намалява пролиферацията. Рак Res. (2005) 65: 11034–43. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-05-1807

19. Mori N, Wildes F, Takagi T, Glunde K, Bhujwalla ZM. Туморната микросреда модулира холиновия и липидния метаболизъм. Предна Oncol. (2016) 6: 262. doi: 10.3389/fonc.2016.00262

20. Ayhan A, Gultekin M, Taskiran C, Dursun P, Firat P, Bozdag G, et al. Асцит и епителни ракови заболявания на яйчниците: преоценка по отношение на различни аспекти. Int J Gynecol Рак (2007) 17: 68–75. doi: 10.1111/j.1525-1438.2006.00777.x

21. Gossmann A, Helbich TH, Mesiano S, Shames DM, Wendland MF, Roberts TP, et al. Ядрено-магнитен резонанс в експериментален модел на рак на яйчниците при хора, демонстриращ променена микроваскуларна пропускливост след инхибиране на съдов ендотелен растежен фактор. Am J Obstet Gynecol. (2000) 183: 956–63. doi: 10.1067/mob.2000.107092

22. Senger DR, Van de Water L, Brown LF, Nagy JA, Yeo KT, Yeo TK, et al. Съдов фактор на пропускливост (VPF, VEGF) в туморната биология. Метастази на рак Rev. (1993) 12: 303–24. doi: 10.1007/BF00665960

23. Sangisetty SL, Miner TJ. Злокачествен асцит: преглед на прогностичните фактори, патофизиологията и терапевтичните мерки. World J Gastrointest Surg. (2012) 4: 87–95. doi: 10.4240/wjgs.v4.i4.87

24. Beloribi-Djefaflia S, Vasseur S, Guillaumond F. Липидно метаболитно препрограмиране в ракови клетки. Онкогенеза (2016) 5: e189. doi: 10.1038/oncsis.2015.49

25. Xu Y, Shen Z, Wiper DW, Wu M, Morton RE, Elson P, et al. Лизофосфатидната киселина като потенциален биомаркер за рак на яйчниците и други гинекологични видове рак. ДЖАМА (1998) 280: 719-23. doi: 10.1001/jama.280.8.719

26. Mukherjee A, Wu J, Barbour S, Fang X. Лизофосфатидната киселина активира липогенните пътища и de novo липиден синтез в ракови клетки на яйчниците. J Biol Chem. (2012) 287: 24990–5000. doi: 10.1074/jbc.M112.340083

27. Pizer ES, Wood FD, Heine HS, Romantsev FE, Pasternack GR, Kuhajda FP. Инхибирането на синтеза на мастни киселини забавя прогресията на заболяването в ксенографтен модел на рак на яйчниците. Рак Res. (1996) 56: 1189–93.

28. Cai Q, Zhao Z, Antalis C, Yan L, Del Priore G, Hamed AH, et al. Повишена и секретирана активност на фосфолипаза А като нови потенциални терапевтични цели при рак на яйчниците на човешкия епител. FASEB J. (2012) 26: 3306–20. doi: 10.1096/fj.12-207597

29. Xiao YJ, Schwartz B, Washington M, Kennedy A, Webster K, Belinson J, et al. Електроспрей йонизационен масспектрометричен анализ на лизофосфолипиди в човешки асцитни течности: сравнение на съдържанието на лизофосфолипиди в злокачествени спрямо немагнитни асцитни течности. Anal Biochem. (2001) 290: 302–13. doi: 10.1006/abio.2001.5000

30. Anderson AS, Roberts PC, Frisard MI, McMillan RP, Brown TJ, Lawless MH, et al. Метаболитни промени по време на прогресията на рак на яйчниците като цели за лечение на сфингозин. Exp Cell Res. (2013) 319: 1431–42. doi: 10.1016/j.yexcr.2013.02.017

31. Ades A, Carvalho JP, Graziani SR, Amancio RF, Souen JS, Pinotti JA, et al. Приемане на богата на холестерол емулсия от неопластични тъкани на яйчниците. Гинекол Онкол. (2001) 82: 84–7. doi: 10.1006/gyno.2001.6203

32. Greenaway JB, Virtanen C, Osz K, Revay T, Hardy D, Shepherd T, et al. Растежът на тумора на яйчниците се характеризира с подпис на ген на мевалонатния път в ортотопичен, сингенен модел на епителен рак на яйчниците. Oncotarget (2016) 7: 47343–65. doi: 10.18632/oncotarget.10121

33. Hough CD, Sherman-Baust CA, Pizer ES, Montz FJ, Im DD, Rosenshein NB, et al. Мащабен сериен анализ на генната експресия разкрива гени, диференцирано експресирани при рак на яйчниците. Рак Res. (2000) 60: 6281–7.

34. Chen YC, Pohl G, Wang TL, Morin PJ, Risberg B, Kristensen GB, et al. Аполипопротеин Е е необходим за клетъчна пролиферация и оцеляване при рак на яйчниците. Рак Res. (2005) 65: 331–7.

Ключови думи: рак на яйчниците, асцит, ЯМР, съдов обем и пропускливост, общ холин

Цитиране: Penet M-F, Krishnamachary B, Wildes FB, Mironchik Y, Hung C-F, Wu T и Bhujwalla ZM (2018) Обеми на асцит и микросреда на рак на яйчниците. Отпред. Онкол. 8: 595. doi: 10.3389/fonc.2018.00595

Получено: 13 септември 2018 г .; Приет: 26 ноември 2018 г .;
Публикувано: 17 декември 2018 г.

Роджър М. Борн, Университет в Сидни, Австралия

Лорънс Глуч, Център за гърди Стратфийлд, Австралия
М. Кармен Мартинес-Бисбал, Universitat Politècnica de València, Испания