कम क्षेत्र (एल बैंड, 1.2 GHz) इलेक्ट्रॉन paramagnetic अनुनाद घुलनशील nitroxyl और trityl जांच का उपयोग ट्यूमर microenvironment में स्तन कैंसर के माउस मॉडल में शारीरिक रूप से महत्वपूर्ण मापदंडों के आकलन के लिए प्रदर्शन किया है ।
इस प्रोटोकॉल कम क्षेत्र इलेक्ट्रॉन paramagnetic अनुनाद (EPR) की क्षमता को दर्शाता है कार्यात्मक paramagnetic जांच के साथ संयोजन में तकनीक आधारित रासायनिक ट्यूमर microenvironment (टीएमई), पर मात्रात्मक जानकारी प्रदान सहित प ओ2, पीएच, redox स्थिति, मध्य अकार्बनिक फॉस्फेट (Pi) की सांद्रता, और intracellular glutathione (GSH) । विशेष रूप से, एक हाल ही में विकसित घुलनशील बहुआयामी trityl जांच के एक आवेदन vivo समवर्ती माप पीएच, पीओ2 और पीi में ई में के लिए नायाब अवसर प्रदान करता है xtracellular space (आशा जांच) । तीन मापदंडों की माप एक जांच का उपयोग कर अपने सहसंबंध जांच वितरण और माप के समय के स्वतंत्र विश्लेषण के लिए अनुमति देते हैं ।
कैंसर में प्रगति और चिकित्सा में टीएमई की एक महत्वपूर्ण भूमिका तेजी से1की सराहना की है । ठोस ट्यूमर में टीएमई के महत्वपूर्ण शारीरिक मापदंडों के अलावा, ऊतक हाइपोक्सिया2, दाखवते3,4, उच्च कम करने की क्षमता5, ऊंचा सांद्रता के intracellular GSH6,7, और मध्य Pi8 अच्छी तरह से प्रलेखित हैं । vivo pO2, पीएच, Pi, GSH, और redox आकलन में इनवेसिव टीएमई में जैविक प्रक्रियाओं में अद्वितीय अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं, और विरोधी कैंसर दवाओं और टीएमई-लक्षित चिकित्सकीय रणनीतियों के पूर्व नैदानिक स्क्रीनिंग के लिए अग्रिम उपकरणों में मदद । चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) और कम क्षेत्र EPR आधारित तकनीक द्वारा ऊतकों में एक उचित रेडियोफ्रीक्वेंसी पैठ गहराई उन्हें इन टीएमई मापदंडों के गैर इनवेसिव आकलन के लिए सबसे उपयुक्त दृष्टिकोण बनाता है । एमआरआई इमेजिंग पानी प्रोटान पर काफी हद तक निर्भर करता है और व्यापक रूप से संरचनात्मक समाधान प्रदान करने के लिए नैदानिक सेटिंग्स में प्रयोग किया जाता है, लेकिन कार्यात्मक संकल्प का अभाव है । फास्फोरस 31 परमाणु चुंबकीय अनुनाद (31P-एनएमआर) extracellular Pi एकाग्रता और पीएच अंतर्जात फॉस्फेट से एक संकेत के आधार पर की माप टीएमई लक्षण वर्णन के लिए संभावित रूप से आकर्षक हैं, लेकिन आम तौर पर कई बार से नकाबपोश हैं उच्च intracellular Pi सांद्रता9,10. इस के विपरीत, EPR माप कार्यात्मक संकल्प प्रदान करने के लिए विशेष रूप से डिजाइन paramagnetic जांच की स्पेक्ट्रोस्कोपी और इमेजिंग पर भरोसा करते हैं । ध्यान दें कि exogenous EPR जांच EPR के बहुत अधिक आंतरिक संवेदनशीलता और अंतर्जात पृष्ठभूमि EPR संकेतों के अभाव के कारण exogenous एनएमआर जांच पर एक फायदा है । एक दोहरी समारोह पीएच और redox nitroxyl जांच11 और बहुआयामी trityl जांच12 के हाल के विकास के कई टीएमई मानकों के vivo समवर्ती माप में के लिए नायाब अवसर प्रदान करता है और उनके सहसंबंध जांच वितरण और माप के समय पर स्वतंत्र विश्लेषण । हमारे ज्ञान के लिए, वहां कोई अंय तरीकों को समवर्ती vivo में शारीरिक रूप से महत्वपूर्ण रासायनिक टीएमई मानकों पीओ2, पीएचई, Pi, redox, और GSH के रूप में रहने वाले विषयों में मूल्यांकन करने के लिए उपलब्ध हैं ।
के लिए जांच Vivo में कार्यात्मक माप:
चित्रा 1 टीएमई मापदंडों का उपयोग करने के लिए इस्तेमाल किया paramagnetic जांच के रासायनिक संरचनाओं से पता चलता है, जो कण और घुलनशील जांच शामिल हैं । उच्च कार्यात्मक संवेदनशीलता, ऊतक रहने में स्थिरता, और ंयूनतम विषाक्तता कुछ लाभ है कि कण जांच करने के लिए vivo EPR oximetry में घुलनशील जांच पर पसंद कर रहे हैं । उदाहरण के लिए, कण जांच में घुलनशील जांच की तुलना में ऊतक प्रत्यारोपण की साइट पर प्रतिधारण बार वृद्धि हुई है ऊतक पीओ2 के अनुदैर्ध्य माप के लिए कई हफ्तों से अधिक की अनुमति । दूसरी ओर, घुलनशील जांच को मात EPR आधारित इमेजिंग तकनीकों का उपयोग कर स्थानिक हल माप के रूप में अच्छी तरह से कई कार्यक्षमताओं से सहवर्ती विश्लेषण की अनुमति (पीओ2, पीएच, Pi, redox, और GSH) ।
चित्र 1। paramagnetic जांच की रासायनिक संरचनाओं कि टीएमई मूल्यांकन परख इकट्ठा । इस कण पीओ2 जांच, LiNc-BuO (आर =-o (ch2)3ch3), और घुलनशील जांच शामिल हैं: दोहरी समारोह पीएच और redox जांच, NR; GSH-संवेदी जांच, RSSR; और extracellular microenvironment के कार्यात्मक पीओ2, पीएच, और Pi जांच, आशा जांच। इन जांचों के संश्लेषण में बताए गए सन्दर्भ 11,12का वर्णन किया गया है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।
प्रस्तुत तरीकों vivo में रासायनिक टीएमई, अर्थात् पीओ2, पीएच, redox स्थिति, और मध्य Pi और intracellular GSH की सांद्रता के महत्वपूर्ण मापदंडों के आकलन में इनवेसिव के लिए अनुमति देते हैं । ऐसे एमआरआई और कम क्षेत्र…
The authors have nothing to disclose.
इस काम को आंशिक रूप से NIH पलाश CA194013, CA192064 और U54GM104942 ने समर्थन दिया था. WVCTSI VVK, अटल बिहारी, और TDE को शुरू करने के लिए स्वीकार किया है । लेखकों ने गाये प्रयोगों के साथ सहायता के लिए डॉ॰ एम. Gencheva और के. Steinberger का धन्यवाद किया । सामग्री पूरी तरह से लेखकों की जिंमेदारी है और जरूरी नहीं कि NIH के सरकारी विचारों का प्रतिनिधित्व करते हैं ।
L-band EPR spectrometer | Magnettech, Germany | L-band (1.2 GHz) electron paramagnetic resonance (EPR) spectrometer for collection in vitro and in vivo spectra of paramagnetic molecules | |
Temperature & Gas Controller | Noxygen, Germany | Temperature & Gas Controller designed to control and adjust the temperature and gas composition | |
Sonicator | Fisher Scientific | ||
GSH (L-Glutathione reduced) | Sigma-Aldrich | G4251 | |
MMTV-PyMT mice | In house | ||
DMEM | Thermo Fisher Scientific | 11995065 | |
Met-1 murine breast cancer cells | In house | ||
C57Bl/6 wild type mice | Jackson Laboratory | ||
Trypsin | Thermo Fisher Scientific | 25200056 | |
Trypan Blue Exclusion Dye | Thermo Fisher Scientific | T10282 | |
Ohmeda Fluotec 3 | |||
Isoflurane (IsoFlo) | Abbott Laboratories | ||
Sodium phosphate dibasic | Sigma-Aldrich | S9763 | |
Sodium phosphate monobasic | sigma-Aldrich | S07051 | |
Sodium Chloride | sigma-Aldrich | S7653 | |
Hydrochloric acid | sigma-Aldrich | 320331 | |
Sodium Hydroxide | sigma-Aldrich | S8045 | |
Glucose | sigma-Aldrich | ||
Glucose oxydase | sigma-Aldrich | ||
Lauda Circulator E100 | Lauda-Brikmann | ||
pH meter Orion | Thermo Scientific | ||
LiNc-BuO probe | In house | The Octa-n-Butoxy-Naphthalocyanine probe was synthesizided according to ref 13 | |
NR probe | In house | The Nitroxide probe was synthesizided according to ref 11 | |
RSSR probe | In house | The di-Nitroxide probe was synthesizided according to ref 15 | |
HOPE probe | In house | The monophoshonated Triarylmethyl probe was synthesizided according to ref 12 |