Peira | 小動物腫瘤測量儀——告別手動！體表腫瘤尺寸測量黑科技

癌癥，作為威脅人類健康的重大殺手，其發(fā)生機制與治療一直是醫(yī)學界的研究重點。隨著科學技術的進步，近年來抗癌藥物的研發(fā)與應用取得了顯著成果。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，為癌癥患者帶來了更多的治療選擇和希望。

然而，抗癌藥物的研發(fā)與應用仍面臨諸多挑戰(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制、優(yōu)化治療方案、提高治療效果，對于延長患者生存期、提高生活質(zhì)量具有重要意義。

2024年2月19日，復旦大學李清泉教授團隊在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，該研究對于開發(fā)治療ccRCC（透明細胞腎細胞癌）的藥物具有重要意義。

該研究確定了一個血管周細胞亞群，通過血小板衍生生長因子受體β (PDGFR-β)和G蛋白偶聯(lián)受體91 (GPR91)的表達來定義，通過作為透明細胞腎細胞癌(ccRCC)中癌癥干細胞(CSCs)的主要甲硫氨酸來源，促進腫瘤發(fā)生和酪氨酸激酶抑制劑(TKIs)的抗性。腫瘤細胞衍生的琥珀酸鹽與周細胞上的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蛋白復合物與SRY-box轉(zhuǎn)錄因子9組裝超級增強子，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+周細胞，降低瘤內(nèi)蛋氨酸水平，消除CSCs，增強TKIs敏感性。這些結(jié)果揭示了PDGFR-β+GPR91+周細胞為CSCs提供支持生態(tài)位的機制，并可用于開發(fā)治療ccRCC的靶點。

在對該血管周細胞亞群的機制研究中，為了研究PDGFR-b+GPR91+周細胞對腎癌干細胞的意義，作者團隊使用Peira TM900腫瘤測量儀測定皮下注射NOD/SCID小鼠NOD或dt處理Ksp1.3-tva;PGDTR小鼠的腫瘤細胞(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腫瘤測量儀可以直接呈現(xiàn)腫瘤的三維效果，并測量相關參數(shù)，大大減少了人工測量的工作量和測量誤差。

圖1：Peira TM900導出的腫瘤大小測量圖

腫瘤大小測量方法

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

卡尺測量法

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

V=π/6×L（長徑）×W（短徑）×H（高）

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

此方法存在諸多問題，首先是長度和寬度不易判斷，其次是腫瘤的高度由于另一側(cè)從皮膚長出，不容易測量，且不同實驗者對于長度的判斷和游標卡尺使用方法均由不同，測量的差異較大。

影像設備成像法

各種動物專用影像設備，可實現(xiàn)對腫瘤進行實時、連續(xù)、無創(chuàng)、原位的觀察和測量。目前應用于動物模型研究的有超聲、顯微CT(micro CT)、PET(micro PT)、小動物活體成像體法、顯微磁共振顯微成像（micro MRI)等，均可實現(xiàn)對腫瘤的成像與測量，但設備昂貴，且往往需要專用的房間及專人負責，維護成本高昂。

腫瘤測量儀

Peira TM900腫瘤測量儀作為腫瘤測量的“黑科技”，給科研人員帶來了更新更優(yōu)秀的腫瘤尺寸測量選擇。使用來自Peira的TM900腫瘤測量儀，無需使用任何卡尺或其他成像設備，其基于先進的立體成像技術，可以采集并生成三維腫瘤圖像。當腫瘤的結(jié)構(gòu)光投射到掃描器的采集口時，系統(tǒng)根據(jù)結(jié)構(gòu)光的變形系數(shù)自動計算出腫瘤的三維圖像和體積，無需任何手動測量與計算！

Peira TM900腫瘤測量儀，給您帶來卓越的腫瘤測量新體驗

儀器簡介

TM900腫瘤測量儀是一款專為科研領域設計的先進設備，用于精確測量腫瘤的大小和形態(tài)。該儀器結(jié)合了現(xiàn)代影像學技術和計算機圖像處理技術，能夠提供準確、可靠的腫瘤尺寸數(shù)據(jù)，為腫瘤研究提供有力支持。

為解決腫瘤測量過程中存在的操作繁瑣、數(shù)據(jù)主觀性強等問題而生，儀器具有一個手持式的成像裝置，實驗人員只需要拿起測量探頭，對準腫瘤部位測量，即可快速建立腫瘤的三維圖像并呈現(xiàn)在計算機上。

主要特點

1. 三維掃描成像，自動測量數(shù)據(jù)可靠

基于先進的立體成像技術，采集三維腫瘤圖像。當腫瘤的結(jié)構(gòu)光投射到掃描器的采集口時，系統(tǒng)根據(jù)結(jié)構(gòu)光的變形系數(shù)自動計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算大小體積等數(shù)據(jù)。

2. 手持式設計，簡易快捷

探頭為手持式設計，配備電腦，手持式設計使得可以以任意一個角度進行測量，測量方式靈活，測量過程全覆蓋，無可見光干擾，按下觸發(fā)器按鍵即可開始測量，有聲光同時提示測量結(jié)束，使用方便快捷。

3. 多尺寸適應，滿足不同尺寸需求

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

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收集腫瘤數(shù)據(jù)，可保存體積、面積、高度、真實圖像、三維建模圖像數(shù)據(jù)，用于長時間的追蹤觀察并滿足多參數(shù)對比要求。軟件可顯示每只動物或每組間的腫瘤發(fā)展趨勢與對比，跟蹤整個實驗進程，而無需手動整理或計算。

配套軟件

l 儀器配套計算機，內(nèi)置管理和測量兩款軟件，數(shù)據(jù)管理軟件可依次對動物名稱、分組、籠、個體進行四級編制。

l 可以保存體積、面積、高度、真實圖像、三維建模圖像，用于長時間的追蹤觀察并滿足多參數(shù)對比要求。

l 集成軟件包使研究人員可以自動收集腫瘤數(shù)據(jù)，可顯示每只鼠或每組的腫瘤發(fā)展趨勢，跟蹤整個實驗進展，無需自行整理。

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

更多文獻案例

案例1

DNA雙鏈斷裂89Zr-PET顯像用于早期監(jiān)測胰腺導管腺癌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）對胰腺導管腺癌（PDAC）小鼠模型的影響，并利用PET成像進行了評估。研究發(fā)現(xiàn)，DNA損傷標志物γH2AX在PRIT治療后顯著增加，但PET成像并未顯示α-和β-PRIT的腫瘤放射生物學差異。這表明DNA損傷并非唯一放射生物學機制，并且應考慮旁觀者效應。

為保證腫瘤模型分組的一致性，作者團隊使用了Peira TM900腫瘤測量儀測量了各模型鼠的腫瘤大小，并基于軟件的測量結(jié)果對小鼠進行隨機分組，大大提高了實驗的統(tǒng)計學可信度。

——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)腫瘤浸潤的髓系細胞以增強雙特異性抗體驅(qū)動的T細胞浸潤和抗腫瘤反應

研究主題

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

為了監(jiān)測接種了腫瘤細胞小鼠的腫瘤生長情況，作者團隊使用了Peira TM900腫瘤測量儀測量小鼠的腫瘤大小，并對腫瘤的生長過程進行了監(jiān)測，通過測量，將不滿足條件的小鼠排除，對腫瘤生長的過程進行定量分析，大大提高了實驗的效率。

——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

關于Peira

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

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

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