表面増強共鳴ラマン葉酸受容体を介して顕微鏡による卵巣癌の検出のためのナノプローブ比を散乱によるターゲット設定
Summary
卵巣癌は腹腔内全体で転移を形成します。ここで確認するためのプロトコルを提案する、使用葉酸受容体ターゲット表面増強共鳴ラマン散乱ナノプローブ レシオ イメージングによる高い特異性を持つこれらの病変を明らかにします。ナノプローブ、生きたマウスに腹腔内投与および組織学と派生画像の相関します。
Abstract
卵巣癌は、最悪の婦人科悪性腫瘍を表します。ほとんどの患者は (フィーゴ ステージ III または IV)、高度な段階で現在ローカル転移の広がりが既に発生した場合。ただし、卵巣癌は、転移の広がりのユニークなパターン腫瘍インプラント最初腹腔内に含まれています。この機能は、原則として、腫瘍インプラント治癒切除を有効に可能性があります。これらの病変の多くは顕微鏡で特定し、治療するは難しいことです。このような微小の中和再発を排除し、長期生存を達成に向けての主要な目標であると考えられます。ラマン表面増強共鳴ラマン散乱ナノプローブをイメージングを使用して、微視的腫瘍を明るいため、感度が高いと bioorthogonal スペクトル シグネチャを記述できます。ここでは、このようなナノプローブの 2 つの ‘味’ の合成について述べる: 葉酸受容体をターゲットとする抗体修飾 1 — 多くの卵巣癌で過剰発現- と異なるスペクトルの非ターゲット コントロール ナノプローブ。ナノプローブは転移ひと卵巣癌のマウスモデルを腹腔内投与です。すべての動物の研究は、制度的動物ケアおよび使用委員会のメモリアルスローンケタ リングがんセンターによって承認されました。動物の腹腔内は外科的露出、洗浄し、ラマン microphotospectrometer でスキャンします。その後、2 つのナノプローブのラマン署名が分離された古典的な最小二乗フィッティング アルゴリズムを使用して、不特定多数に向けたプローブ上葉酸ターゲットのレシオ メトリック信号を提供するために彼らのそれぞれの得点が分かれています。このように、微小転移に高い特異性を持つ視覚化されます。このアプローチの主な利点は、腹腔内にローカル アプリケーション — 外科プロシージャの間に便利に行うことができます-全身ナノ粒子の曝露に患者を施すことがなく腫瘍をタグすることができます。偽陽性は、レシオ メトリック方式次の混合物として異なるラマン シグネチャを持つ非ターゲットに目標とされナノプローブを適用する場所により内臓の表面にナノプローブの非特異的結合に起因を除去できる信号します。プロシージャは現在はまだイメージング カメラ システムを一度使用可能な手術室でこの技術のアプリケーションを可能にする商業広視野ラマンの不足によって制限されます。
Introduction
ラマン イメージング ‘表面強化ラマン散乱’ (SERS) ナノ粒子の設定の様々 な病変を区切るために偉大な約束を示しているし、多くの異なる腫瘍のタイプ1,2,3,4.ナノ粒子表面増強ラマン散乱の主な利点は、それらの生物学的背景信号5によって混乱はない疑う余地のない検出を affording の指紋のような分光署名です。さらに、出力信号の強度はさらに ‘表面増強共鳴ラマン散乱’ に上昇を与える励起レーザーに沿って吸光度マキシマとレポーター分子 (染料) を使って増幅 (serr が示すバス)さらに大きな感度6,7,8,9,10、11,12ナノ粒子。
静脈内注射により全身は管理の彼らのモードの SE(R)RS ナノ粒子13の採用のために対処する必要がある 1 つの障壁と多く他ナノ粒子構造14,15臨床使用のためエージェントの露出、悪影響の可能性を除外する広範なテストを必要とします。この記事でのナノ粒子の応用に基づく別のパラダイムを提案するローカル生体内で手術中腹腔内に直接の後に、バインドされていないナノ粒子1を削除する洗浄工程。このアプローチは新しい治療法捜査されてもするに伴い、温熱腹腔内化学療法 (HIPEC) と呼ばれる、腹腔内にエージェントのローカル注入の使用します。したがって、原理自体は、臨床医療のワークフローに統合する比較的簡単なはずです。我々 は腹腔内のアプリケーション後のナノ粒子の生体内分布を研究しているし、全身循環1に任意の検出可能な吸収みいません。また、ローカル アプリケーションのアプローチは、必要なナノ粒子の数が著しく減少しているので、細網内皮系でナノ粒子の隔離を回避できます。ただし、局所的に適用するとき抗体修飾ナノ粒子をそのターゲットの不在でも内臓の表面に付着する傾向があります。非特異的ナノ粒子付着による偽の肯定的な信号を最小限にするため追求レシオ メトリック方式分子標的ナノプローブが特定の信号と異なるラマン スペクトルの非ターゲット コントロール ナノプローブを提供します非固有バック グラウンド16,17を占めています。我々 は、局所的に適用される表面増強共鳴ラマン レシオ メトリックびまん性卵巣がん1マウス モデルにおける最近のこの方法を実証しました。
2 つの serr が示すバス ナノプローブを対象とした 1 つを開発するこのメソッドの全体的な目標があり、マウス モデルにおける癌の有病率/過剰発現をイメージするためにローカルで適用される 1 つの非-特定、2 つのプローブのレシオ メトリック検出によるバイオ マーカーの関連経由でラマン イメージングします。この作品は、多く卵巣癌18,19でマーカーの亢進、葉酸受容体 (FR) はターゲットとして選ばれました。ナノ粒子の表面増強ラマン散乱を用いたラマン マイクロ イメージングは、癌細胞識別20で実証されています。ラマンのナノ粒子の 2 つの異なる「フレーバー」が合成される、それぞれ異なる有機色素由来の指紋。ナノ粒子のシリカ シェルに囲まれた星の形の金コアから成り、約 710 で表面プラズモン共鳴を示す nm。ラマン記者 (有機色素) は、シリカの殻の形成と並行して堆積されています。最後に、FR 向けナノプローブ (αFR-NPs) のポリエチレング リコール (PEG) の単分子膜をターゲットとしたナノプローブ (nt NPs) がパッシベーションされるに対し、シリカ シェルは抗体の共役は。
この技術は、びまん性転移性卵巣がん (skov 氏-3)、生体内で使用するための適用可能性を示すマウス異種移植モデルにおける微視的腫瘍をマップする正常に使用されました。それは腫瘍の表現やマージン測定同種研究21に示すように、減量後に摘出組織で使用するため拡張もできます。
Serr が示すバス ナノプローブは、模式図 1で説明したように単純な化学反応と合成、バイオ マーカーの複数対象タグの作成のための堅牢なプラットフォームを提供します。ここでは、serr が示すバス ナノプローブ (セクション 1-3) の 2 つのタイプの合成のためのプロトコル、適切な卵巣癌マウス モデル (セクション 4) の開発、ナノプローブとイメージング (セクション 5) の管理、最後にデータの分析を提案し、可視化 (セクション 6)。
Protocol
Representative Results
Discussion
ここで説明したプロトコル ラマンの serr が示すバス ナノプローブの 2 つの「フレーバー」の合成とマウスの雇用のための命令を提供します卵巣腫瘍のレシオ メトリック アルゴリズムを使用して、葉酸受容体を過剰発現のイメージングします。ラマン イメージング (蛍光) など他の光イメージング技術上の主な利点は、生物学的起源の任意の信号と混同することはできませんナノプローブ信?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
次の資金源 (M.F.K.) に認められている: NIH R01 EB017748、R01 CA222836、K08 CA16396;デイモン ・ ラニアン Rachleff 技術革新賞を受賞防災-29-14、パーシング ・ スクエア孫がん研究同盟と技術開発とナノテクノロジー (CMINT) 分子イメージング センター MSKCC パーシング ・ スクエア孫賞が付与されます。受信確認は、MSKCC NIH コア付与 (P30 CA008748) によって提供される助成金サポートを拡張されています。
Materials
| Name of Reagent | |||
| Ascorbic acid | Sigma-Aldrich | A5960 | |
| 3-MPTMS | Sigma-Aldrich | 175617 | |
| Ammonium hydroxide (28%) | Sigma-Aldrich | 338818 | |
| Anti-Folate Receptor antibody [LK26] | AbCam | ab3361 | |
| Dimethyl sulfoxide | Sigma-Aldrich | 276855 | |
| Dimethyl sulfoxide (anhydrous) | Sigma-Aldrich | 276855 | |
| Ethanol | Sigma-Aldrich | 792780 | |
| IR140 | Sigma-Aldrich | 260932 | |
| IR780 perchlorate* | Sigma-Aldrich | 576409 | Discontinued* |
| Isopropanol | Sigma-Aldrich | 650447 | |
| N.N.Dimethylformamide | Sigma-Aldrich | 227056 | |
| PEG crosslinker | Sigma-Aldrich | 757853 | |
| PEG-maleimide | Sigma-Aldrich | 900339 | |
| Tetrachloroauric Acid | Sigma-Aldrich | 244597 | |
| Tetraethyl Orthosilicate | Sigma-Aldrich | 86578 | |
| *IR792 | Sigma-Aldrich | 425982 | *Alternative |
| Name of Equipment | |||
| Dialysis cassette (3,500 MWCO) | ThermoFIsher | 87724 | |
| Centrifugal filters | Millipore | UFC510096 | |
| inVia confocal Raman microscope | Renishaw | ||
| MATLAB (v2014b) | Mathworks | ||
| PLS Toolbox (v8.0) | Eigenvector research |
References
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