Peira | 小動(dòng)物腫瘤測(cè)量?jī)x——告別手動(dòng)！體表腫瘤尺寸測(cè)量黑科技

癌癥，作為威脅人類健康的重大殺手，其發(fā)生機(jī)制與治療一直是醫(yī)學(xué)界的研究重點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，近年來(lái)抗癌藥物的研發(fā)與應(yīng)用取得了顯著成果。從最初的化療藥物到現(xiàn)如今的靶向療法、免疫治療等，抗癌藥物不斷迭代升級(jí)，為癌癥患者帶來(lái)了更多的治療選擇和希望。

然而，抗癌藥物的研發(fā)與應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如藥物副作用、耐藥性等問題亟待解決。因此，深入探討抗癌藥物的治療機(jī)制、優(yōu)化治療方案、提高治療效果，對(duì)于延長(zhǎng)患者生存期、提高生活質(zhì)量具有重要意義。

2024年2月19日，復(fù)旦大學(xué)李清泉教授團(tuán)隊(duì)在Cell Metabolism雜志上發(fā)表了題為“Methionine secreted by tumor-associated pericytes supports cancer stem cells in clear cell renal carcinoma”的研究論文，該研究對(duì)于開發(fā)治療ccRCC（透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌）的藥物具有重要意義。

該研究確定了一個(gè)血管周細(xì)胞亞群，通過血小板衍生生長(zhǎng)因子受體β (PDGFR-β)和G蛋白偶聯(lián)受體91 (GPR91)的表達(dá)來(lái)定義，通過作為透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌(ccRCC)中癌癥干細(xì)胞(CSCs)的主要甲硫氨酸來(lái)源，促進(jìn)腫瘤發(fā)生和酪氨酸激酶抑制劑(TKIs)的抗性。腫瘤細(xì)胞衍生的琥珀酸鹽與周細(xì)胞上的GPR91結(jié)合，激活自噬以產(chǎn)生蛋氨酸。

文章主要闡明了CSCs利用蛋氨酸在ATPase-family-AAA-domain-containing 2 (ATAD2) mRNA中產(chǎn)生穩(wěn)定的N6 -甲基腺苷，由此產(chǎn)生的ATAD2蛋白復(fù)合物與SRY-box轉(zhuǎn)錄因子9組裝超級(jí)增強(qiáng)子，從而指示其靶基因在CSCs中具有顯著特征。特異性GRP91拮抗劑靶向PDGFR-β+GPR91+周細(xì)胞，降低瘤內(nèi)蛋氨酸水平，消除CSCs，增強(qiáng)TKIs敏感性。這些結(jié)果揭示了PDGFR-β+GPR91+周細(xì)胞為CSCs提供支持生態(tài)位的機(jī)制，并可用于開發(fā)治療ccRCC的靶點(diǎn)。

在對(duì)該血管周細(xì)胞亞群的機(jī)制研究中，為了研究PDGFR-b+GPR91+周細(xì)胞對(duì)腎癌干細(xì)胞的意義，作者團(tuán)隊(duì)使用Peira TM900腫瘤測(cè)量?jī)x測(cè)定皮下注射NOD/SCID小鼠NOD或dt處理Ksp1.3-tva;PGDTR小鼠的腫瘤細(xì)胞(105)后的腫瘤頻率（n=4），可以發(fā)現(xiàn)處理后的小鼠的腫瘤連續(xù)移植能力顯著降低，Peira TM900腫瘤測(cè)量?jī)x可以直接呈現(xiàn)腫瘤的三維效果，并測(cè)量相關(guān)參數(shù)，大大減少了人工測(cè)量的工作量和測(cè)量誤差。

圖1：Peira TM900導(dǎo)出的腫瘤大小測(cè)量圖

腫瘤大小測(cè)量方法

在腫瘤模型動(dòng)物中腫瘤往往會(huì)長(zhǎng)成球形，橢圓形，長(zhǎng)條形甚至不規(guī)則形狀，給腫瘤體積測(cè)量帶來(lái)困難，故在活體動(dòng)物中描述腫瘤大小往往為估算值，在臨床前研究當(dāng)中目前已有多種方法測(cè)量腫瘤大小。

卡尺測(cè)量法

此方法適用于位于動(dòng)物體表的實(shí)體瘤和位于體內(nèi)的實(shí)體瘤在動(dòng)物安樂死后進(jìn)行尸檢測(cè)量，常常使用加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校醫(yī)學(xué)院Mary M. Tomayko和C. Patrick Reynolds在1989年論文提到的以橢圓球體計(jì)算的腫瘤體積：

V=π/6×L（長(zhǎng)徑）×W（短徑）×H（高）

使用此法測(cè)量前，應(yīng)先判斷腫瘤的長(zhǎng)短徑，確保測(cè)量時(shí)長(zhǎng)短徑處于垂直方向。皮下腫瘤測(cè)量：用卡尺測(cè)量長(zhǎng)度（L，尺寸長(zhǎng)的維度），寬度（W，尺寸較短的維度，垂直于長(zhǎng)度所在平面，平行于動(dòng)物身體平面）和高度（H，腫瘤上邊界與動(dòng)物身體之間的距離）。

此方法存在諸多問題，首先是長(zhǎng)度和寬度不易判斷，其次是腫瘤的高度由于另一側(cè)從皮膚長(zhǎng)出，不容易測(cè)量，且不同實(shí)驗(yàn)者對(duì)于長(zhǎng)度的判斷和游標(biāo)卡尺使用方法均由不同，測(cè)量的差異較大。

影像設(shè)備成像法

各種動(dòng)物專用影像設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)、無(wú)創(chuàng)、原位的觀察和測(cè)量。目前應(yīng)用于動(dòng)物模型研究的有超聲、顯微CT(micro CT)、PET(micro PT)、小動(dòng)物活體成像體法、顯微磁共振顯微成像（micro MRI)等，均可實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的成像與測(cè)量，但設(shè)備昂貴，且往往需要專用的房間及專人負(fù)責(zé)，維護(hù)成本高昂。

腫瘤測(cè)量?jī)x

Peira TM900腫瘤測(cè)量?jī)x作為腫瘤測(cè)量的“黑科技”，給科研人員帶來(lái)了更新更優(yōu)秀的腫瘤尺寸測(cè)量選擇。使用來(lái)自Peira的TM900腫瘤測(cè)量?jī)x，無(wú)需使用任何卡尺或其他成像設(shè)備，其基于先進(jìn)的立體成像技術(shù)，可以采集并生成三維腫瘤圖像。當(dāng)腫瘤的結(jié)構(gòu)光投射到掃描器的采集口時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)結(jié)構(gòu)光的變形系數(shù)自動(dòng)計(jì)算出腫瘤的三維圖像和體積，無(wú)需任何手動(dòng)測(cè)量與計(jì)算！

Peira TM900腫瘤測(cè)量?jī)x，給您帶來(lái)卓越的腫瘤測(cè)量新體驗(yàn)

儀器簡(jiǎn)介

TM900腫瘤測(cè)量?jī)x是一款專為科研領(lǐng)域設(shè)計(jì)的先進(jìn)設(shè)備，用于精確測(cè)量腫瘤的大小和形態(tài)。該儀器結(jié)合了現(xiàn)代影像學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，能夠提供準(zhǔn)確、可靠的腫瘤尺寸數(shù)據(jù)，為腫瘤研究提供有力支持。

為解決腫瘤測(cè)量過程中存在的操作繁瑣、數(shù)據(jù)主觀性強(qiáng)等問題而生，儀器具有一個(gè)手持式的成像裝置，實(shí)驗(yàn)人員只需要拿起測(cè)量探頭，對(duì)準(zhǔn)腫瘤部位測(cè)量，即可快速建立腫瘤的三維圖像并呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上。

主要特點(diǎn)

1. 三維掃描成像，自動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)可靠

基于先進(jìn)的立體成像技術(shù)，采集三維腫瘤圖像。當(dāng)腫瘤的結(jié)構(gòu)光投射到掃描器的采集口時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)結(jié)構(gòu)光的變形系數(shù)自動(dòng)計(jì)算出腫瘤的三維圖像和體積，通過軟件建立腫瘤的三維立體圖像并計(jì)算大小體積等數(shù)據(jù)。

2. 手持式設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)易快捷

探頭為手持式設(shè)計(jì)，配備電腦，手持式設(shè)計(jì)使得可以以任意一個(gè)角度進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量方式靈活，測(cè)量過程全覆蓋，無(wú)可見光干擾，按下觸發(fā)器按鍵即可開始測(cè)量，有聲光同時(shí)提示測(cè)量結(jié)束，使用方便快捷。

3. 多尺寸適應(yīng)，滿足不同尺寸需求

不論是何種尺寸的腫瘤都可以輕松測(cè)量，儀器配備多種探頭罩，適合測(cè)量不同尺寸的腫瘤，避免結(jié)構(gòu)光反射周期過長(zhǎng)，同時(shí)保證測(cè)量過程的全覆蓋，避免可見光對(duì)測(cè)量造成影響。

4. 專業(yè)軟件分析，高度可視化

集成軟件包為研究人員提供自動(dòng)收集腫瘤數(shù)據(jù)，可保存體積、面積、高度、真實(shí)圖像、三維建模圖像數(shù)據(jù)，用于長(zhǎng)時(shí)間的追蹤觀察并滿足多參數(shù)對(duì)比要求。軟件可顯示每只動(dòng)物或每組間的腫瘤發(fā)展趨勢(shì)與對(duì)比，跟蹤整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，而無(wú)需手動(dòng)整理或計(jì)算。

配套軟件

l 儀器配套計(jì)算機(jī)，內(nèi)置管理和測(cè)量?jī)煽钴浖?，?shù)據(jù)管理軟件可依次對(duì)動(dòng)物名稱、分組、籠、個(gè)體進(jìn)行四級(jí)編制。

l 可以保存體積、面積、高度、真實(shí)圖像、三維建模圖像，用于長(zhǎng)時(shí)間的追蹤觀察并滿足多參數(shù)對(duì)比要求。

l 集成軟件包使研究人員可以自動(dòng)收集腫瘤數(shù)據(jù)，可顯示每只鼠或每組的腫瘤發(fā)展趨勢(shì)，跟蹤整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，無(wú)需自行整理。

l 數(shù)據(jù)可導(dǎo)出格式可自行選擇，有csv，pdf，bmp，png等格式，滿足后期數(shù)據(jù)處理的多種需求。

更多文獻(xiàn)案例

案例1

DNA雙鏈斷裂89Zr-PET顯像用于早期監(jiān)測(cè)胰腺導(dǎo)管腺癌α和β粒子放射免疫治療的療效

研究主題

本文研究了α-和β-粒子放射免疫治療（PRIT）對(duì)胰腺導(dǎo)管腺癌（PDAC）小鼠模型的影響，并利用PET成像進(jìn)行了評(píng)估。研究發(fā)現(xiàn)，DNA損傷標(biāo)志物γH2AX在PRIT治療后顯著增加，但PET成像并未顯示α-和β-PRIT的腫瘤放射生物學(xué)差異。這表明DNA損傷并非唯一放射生物學(xué)機(jī)制，并且應(yīng)考慮旁觀者效應(yīng)。

為保證腫瘤模型分組的一致性，作者團(tuán)隊(duì)使用了Peira TM900腫瘤測(cè)量?jī)x測(cè)量了各模型鼠的腫瘤大小，并基于軟件的測(cè)量結(jié)果對(duì)小鼠進(jìn)行隨機(jī)分組，大大提高了實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)可信度。

——Poty, Sophie et al. “89Zr-PET imaging of DNA double-strand breaks for the early monitoring of response following α- and β-particle radioimmunotherapy in a mouse model of pancreatic ductal adenocarcinoma.” Theranostics vol. 10,13 5802-5814. 27 Apr. 2020, doi:10.7150/thno.44772

案例2

調(diào)節(jié)腫瘤浸潤(rùn)的髓系細(xì)胞以增強(qiáng)雙特異性抗體驅(qū)動(dòng)的T細(xì)胞浸潤(rùn)和抗腫瘤反應(yīng)

研究主題

本文研究了GD2-BsAb和粒細(xì)胞耗竭抗體在腫瘤治療中的作用。研究發(fā)現(xiàn)，GD2-BsAb和粒細(xì)胞耗竭抗體可以增強(qiáng)BsAb引導(dǎo)的T細(xì)胞浸潤(rùn)，并提高抗腫瘤療效。此外，GD2-BsAb和粒細(xì)胞耗竭抗體還可以降低腫瘤微環(huán)境中的免疫抑制性細(xì)胞，如M2型巨噬細(xì)胞和腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞。這些結(jié)果表明，GD2-BsAb和粒細(xì)胞耗竭抗體在腫瘤免疫治療中有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

為了監(jiān)測(cè)接種了腫瘤細(xì)胞小鼠的腫瘤生長(zhǎng)情況，作者團(tuán)隊(duì)使用了Peira TM900腫瘤測(cè)量?jī)x測(cè)量小鼠的腫瘤大小，并對(duì)腫瘤的生長(zhǎng)過程進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，通過測(cè)量，將不滿足條件的小鼠排除，對(duì)腫瘤生長(zhǎng)的過程進(jìn)行定量分析，大大提高了實(shí)驗(yàn)的效率。

——Park, Jeong A et al. “Modulating tumor infiltrating myeloid cells to enhance bispecific antibody-driven T cell infiltration and anti-tumor response.” Journal of hematology & oncology vol. 14,1 142. 8 Sep. 2021, doi:10.1186/s13045-021-01156-5

關(guān)于Peira

Peira是比利時(shí)Komax公司旗下的的一個(gè)品牌，致力于研發(fā)適用于藥物臨床前研發(fā)的設(shè)備，擁有體內(nèi)，離體和體外實(shí)驗(yàn)裝置和成像自動(dòng)化領(lǐng)域的專業(yè)研究人員，同時(shí)在諸如神經(jīng)科學(xué)，腫瘤學(xué)和毒理學(xué)的設(shè)備研究上具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。

上海玉研科學(xué)儀器有限公司作為Peira在中國(guó)的總代理，共同努力為國(guó)內(nèi)用戶提供先進(jìn)可靠的科研儀器平臺(tái)，為科研工作者提供國(guó)際領(lǐng)先的腫瘤學(xué)科研儀器解決方案。

拓展閱讀

1. Hadi, Marym Mohammad et al. “Investigating the performance of a novel pH and cathepsin B sensitive, stimulus-responsive nanoparticle for optimised sonodynamic therapy in prostate cancer.” Journal of controlled release : official journal of the Controlled Release Society vol. 329 (2021): 76-86. doi:10.1016/j.jconrel.2020.11.040

2. Adams, Elizabeth J et al. “FOXA1 mutations alter pioneering activity, differentiation and prostate cancer phenotypes.” Nature vol. 571,7765 (2019): 408-412. doi:10.1038/s41586-019-1318-9

3. Henry, Kelly E et al. “A PET Imaging Strategy for Interrogating Target Engagement and Oncogene Status in Pancreatic Cancer.” Clinical cancer research : an official journal of the American Association for Cancer Research vol. 25,1 (2019): 166-176. doi:10.1158/1078-0432.CCR-18-1485

4. Park, Jeong A et al. “Modulating tumor infiltrating myeloid cells to enhance bispecific antibody-driven T cell infiltration and anti-tumor response.” Journal of hematology & oncology vol. 14,1 142. 8 Sep. 2021, doi:10.1186/s13045-021-01156-5

5. Park, Jeong A, and Nai-Kong V Cheung. “GD2 or HER2 targeting T cell engaging bispecific antibodies to treat osteosarcoma.” Journal of hematology & oncology vol. 13,1 172. 10 Dec. 2020, doi:10.1186/s13045-020-01012-y

6. Mao, Ninghui et al. “Defining the therapeutic selective dependencies for distinct subtypes of PI3K pathway-altered prostate cancers.” Nature communications vol. 12,1 5053. 20 Aug. 2021, doi:10.1038/s41467-021-25341-9

7. Wang, Jin-Yan et al. “Immunotherapy combining tumor and endothelium cell lysis with immune enforcement by recombinant MIP-3α Newcastle disease virus in a vessel-targeting liposome enhances antitumor immunity.” Journal for immunotherapy of cancer vol. 10,3 (2022): e003950. doi:10.1136/jitc-2021-003950

8. Zhang, Zeda et al. “Tumor Microenvironment-Derived NRG1 Promotes Antiandrogen Resistance in Prostate Cancer.” Cancer cell vol. 38,2 (2020): 279-296.e9. doi:10.1016/j.ccell.2020.06.005

9. Wang, Cheng-Kai et al. “MEX3A Mediates p53 Degradation to Suppress Ferroptosis and Facilitate Ovarian Cancer Tumorigenesis.” Cancer research vol. 83,2 (2023): 251-263. doi:10.1158/0008-5472.CAN-22-1159

10. Szymańska, Ewelina et al. “Synthetic lethality between VPS4A and VPS4B triggers an inflammatory response in colorectal cancer.” EMBO molecular medicine vol. 12,2 (2020): e10812. doi:10.15252/emmm.201910812