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結合，激活自噬以產生蛋氨酸。

文章主要闡明了CSCs利用蛋氨酸在ATPase-family-AAA-domain-containing 2 (ATAD2) mRNA中產生穩(wěn)定的N6 -甲基腺苷，由此產生的ATAD2蛋白復合物與SRY-box轉錄因子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，降低瘤內蛋氨酸水平，消除CSCs，增強TKIs敏感性。這些結果揭示了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。當腫瘤的結構光投射到掃描器的采集口時，系統(tǒng)根據結構光的變形系數(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，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。當腫瘤的結構光投射到掃描器的采集口時，系統(tǒng)根據結構光的變形系數(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。

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，避免結構光反射周期過長，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，可保存體積、面積、高度、真實圖像、三維建模圖像數(shù)據，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，內置管理和測量兩款軟件，數(shù)據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，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

調節(jié)腫瘤浸潤的髓系細胞以增強雙特異性抗體驅動的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，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，同時在諸如神經科學，腫瘤學和毒理學的設備研究上具有豐富的經驗。

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