Nature：Biospace高端小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)助力腫瘤干細(xì)胞研究

 癌癥干細(xì)胞（Cancer Stem Cells，CSCs），又稱癌干細(xì)胞、腫瘤干細(xì)胞，是指具有干細(xì)胞性質(zhì)的癌細(xì)胞。通常這類的細(xì)胞被認(rèn)為有形成腫瘤，發(fā)展成癌癥的潛力，特別是隨著癌癥轉(zhuǎn)移后，產(chǎn)生新型癌癥的來源。癌干細(xì)胞存在于癌細(xì)胞中，是癌癥復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的“元兇”。由于存在數(shù)量極少，因此很難被發(fā)現(xiàn)。在大多數(shù)惡性腫瘤中，仍然缺乏結(jié)論性的實(shí)驗(yàn)證據(jù)來證明它們的功能相關(guān)性。
    結(jié)直腸癌的發(fā)展是由于特定基因的改變，包括腫瘤抑制因子如APC、TP53和SMAD4的功能喪失，以及致癌基因如KRAS2的激活突變。在這些腫瘤中，只有一小部分細(xì)胞具有致瘤潛能，即CSCs，其被認(rèn)為是腫瘤的克隆生成核心，可以通過特定的標(biāo)記物來識(shí)別，包括富含亮氨酸的重復(fù)序列g(shù)蛋白偶聯(lián)受體5 (LGR5)。
    Felipe等人在國際頂尖期刊Nature發(fā)表了題為“A distinct role for Lgr5+ stem cells in primary and metastatic colon cancer”的文章，該文章的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提供了對(duì)Lgr5標(biāo)記的CSCs進(jìn)行了全面分析，包括它們?cè)谀[瘤起始、生長和轉(zhuǎn)移中的作用。     為了研究Lgr5+ CSCs在轉(zhuǎn)移過程中的重要性，作者在腫瘤類器官（紅色熒光）植入結(jié)腸粘膜兩周后開始DT治療，DT治療三周后，分析了原位腫瘤負(fù)荷相當(dāng)?shù)膭?dòng)物肝臟組織。值得注意的是，盡管DT治療沒有損害腫瘤細(xì)胞侵襲粘膜下層的能力，但生物發(fā)光成像和組織病理學(xué)分析均顯示肝臟轉(zhuǎn)移負(fù)擔(dān)大幅減少。此外，酶解肝臟的免疫染色和熒光活化細(xì)胞分選（FACS）分析顯示，DT治療后紅色熒光的腫瘤細(xì)胞的絕對(duì)數(shù)量顯著減少。證實(shí)了CSCs在轉(zhuǎn)移起始中起著重要的作用。    
另外，作者還評(píng)估了Lgr5+ CSCs對(duì)維持已建立的肝轉(zhuǎn)移的需求。在沒有原發(fā)腫瘤的情況下，將類器官直接注射到門靜脈導(dǎo)致肝轉(zhuǎn)移的形成。值得注意的是，DT治療大大減輕了肝臟中的腫瘤負(fù)擔(dān)，在最后一次給藥后兩周內(nèi)幾乎沒有發(fā)現(xiàn)腫瘤轉(zhuǎn)移的證據(jù)。對(duì)照組小鼠的肝臟顯示出廣泛的轉(zhuǎn)移灶，而dt治療動(dòng)物的殘留疾病僅限于偶爾的轉(zhuǎn)移灶。強(qiáng)調(diào)了CSCs在原發(fā)腫瘤的維持和腫瘤初始轉(zhuǎn)移中的功能貢獻(xiàn)。  
    文中作者使用了法國Biospace Lab公司的PhotonIMAGER Optima來進(jìn)行體內(nèi)腫瘤的光學(xué)成像，清晰的記錄了腫瘤的轉(zhuǎn)移過程及其在體內(nèi)的分布。法國Biospace Lab公司的PhotonIMAGER Optima小動(dòng)物活體光學(xué)成像系統(tǒng)，是全球唯一可實(shí)現(xiàn)清醒動(dòng)物成像的活體光學(xué)成像系統(tǒng)。得益于第三代增強(qiáng)型CCD (Intensified CCD, ICCD)的采用，在超高分辨率二維成像基礎(chǔ)上，可進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和實(shí)時(shí)定量成像、完全清醒動(dòng)物成像。特殊的設(shè)計(jì)使其具有4-View成像功能，并進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三維光學(xué)成像。除此之外，還可以升級(jí)X-ray成像、Macrolens微聚焦放大、Tomofluo激光精確斷層掃描成像等功能，實(shí)現(xiàn)多模塊多功能成像。
 
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