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目的: 探讨小鼠横纹肌肉瘤DWI的ADC值,IVIM的D值、D*值、f值与其免疫组化指标Ki-67表达水平的相关性。 材料与方法: 一、实验材料 (一)实验动物及细胞 27只雌性Balb/c nu/nu裸鼠,胚胎型横纹肌肉瘤细胞RD。 (二)实验试剂 DMEM培养基,胎牛血清,Ki-67抗体。 (三)实验设备 1.细胞处理设备:超净工作台、高速离心机、细胞培养箱。 2.MRI设备:美国GE Discovery750W3.0T MRI扫描仪、四通道腕关节相控阵射频线圈。 二、实验方法 (一)建立小鼠横纹肌肉瘤模型 1.横纹肌肉瘤细胞培养 细胞培养在含10%胎牛血清DMEM完全培养基中,37℃,5%CO2且湿度饱和的无菌培养箱中进行培养。 2.裸鼠接种 每只裸鼠注射1*107个/ml的细胞悬液0.15ml于右侧背部。 3.裸鼠饲养 裸鼠饲养在大连医科大学大学模式动物研究所IVC系统内 4.裸鼠成瘤及生长情况观察 接种完后每2-4天观察肿瘤生长情况及裸鼠精神状况,计算每只裸鼠的肿瘤体积(V=0.5*ab2) 5.成瘤标准 小鼠接种部位可触质韧肿物,体表测得其体积大于1000mm3,且MRI T1WI、T2WI均可见皮下软组织肿物,病理切片镜下观察符合横纹肌肉瘤的诊断标准。 (二)横纹肌肉瘤荷瘤鼠MRI检查技术、MRI图像处理及观察方法 1.横纹肌肉瘤荷瘤鼠MRI检查技术 采集横纹肌肉瘤荷瘤鼠FSE-T1WI、FSE-T2WI、EPI-DWI、EPI-IVIM图像,扫描完成后将所有图像上传至ADW4.7工作站。 2.横纹肌肉瘤荷瘤鼠MRI图像处理及观察方法 在DWI及IVIM图上选取信号最高处为ROI,对每幅ADC伪彩图、D值图、D*值图及f值图重复测量三次取平均值。 (三)小鼠横纹肌肉瘤MRI-病理对照方法 采用本课题组前期软组织模拟肿物MRI-病理精准对照方法的实验研究,主要步骤如下。 1.横纹肌肉瘤荷瘤鼠扫描前准备 10%水合氯醛以0.05/10g进行腹腔注射麻醉,之后进行荷瘤鼠体表定位标记。 2.横纹肌肉瘤荷瘤鼠MRI检查 该实验环节主要是采集横纹肌肉瘤荷瘤鼠T1WI、T2WI、DWI、IVIM图像。 3.横纹肌肉瘤荷瘤鼠MRI层面-病理切面对照方法 (1)沿小鼠长轴,切开肿瘤表面的皮肤 (2)术中暴露肿瘤后,与A线重叠,在肿物暴露面中央系一手术标记线B (3)与A线重叠,在肿物暴露面左侧系一手术标记线,为C; (4)与A线重叠,在肿物暴露面右侧系一手术标记线,为D; (5)在B线头侧正上方的肿物暴露面边缘,系一手术标记线E用病理取材刀沿B、C、D三线的位置切开,得到取材面。 4.影像面ROI与病理取材点对照方法 将图像面,根据肿瘤实际大小1∶1纸质打印,完整裁出感兴趣区(ROI)形成透亮区,将含透亮区的打印纸与病理取材面B吻合,空白区即为病理观察区。 (四)HE切片制作及免疫组化切片制作技术 1.HE切片制作:对组织块进行梯度酒精脱水,浸入石蜡3小时。浸蜡后的组织块进行石蜡包埋和4mm切片,烘烤后备用。烘烤后的切片依次进行苏木精及伊红染色,最后中性树胶封片。 2.KI67免疫组化切片制作:烘烤前的步骤同HE切片制作,烘烤后的切片置入二甲苯及梯度酒精中进行脱蜡和复水。完毕后进行100度高温进行抗原修复。最后进行抗原抗体的反应和中性树胶封片。 (五)、HE切片及免疫组化观察方法 HE切片及KI67免疫组化表达情况由两名病理科医师独立在镜下观察观察。 三、观察指标 (一)横纹肌肉瘤荷瘤鼠成瘤及肿瘤生长情况; (二)小鼠横纹肌肉瘤的常规MRI表现:肿瘤位置、形态、大小、边界、信号、有无包膜、有无分叶、瘤内分隔; (三)DWI、IVIM双指数模型下运算所得各项指标:①表观弥散系数(ADC)值、②单纯扩散系数(D)值、③假性扩散系数(D*)值、④灌注分数(f)值; (四)组织病理学特征:组织结构、细胞形态、细胞异型性、坏死等; (五)Ki-67表达:计数i000个肿瘤细胞,计算阳性染色肿瘤细胞的百分比。 四、统计学方法 采用SPSS24.0统计学软件(version24.0,SPSS Inc,Chicago)进行统计分析,对表观弥散系数(ADC)值、单纯扩散系数(D)值、假性扩散系数(腑)值、灌注分数(f)值分别与Ki-67百分比进行person相关检验;若有一者不服从,则进行spearman相关性检验。 结果: 一、小鼠横纹肌肉瘤模型建立结果 每例裸鼠接种完成后均可触及皮丘形成,质软。27例肿瘤形成的时间为7.9±3.9天。 二、横纹肌肉瘤荷瘤鼠的MRI表现 1.T1WI、T2WI表现:27例肿瘤位于小鼠右侧背部皮下,与肌肉信号相比,T1WI显示肿瘤为均匀等信号或等稍高信号,T2WI显示肿瘤为高信号。 2.DWI、IVIM表现:27例肿瘤DWI呈不均匀高信号,IVIM均呈高信号。三、横纹肌肉瘤荷瘤鼠ADC、D、D*及f值 对27例横纹肌肉瘤荷瘤鼠MRI图像进行后处理,在其ROI处测得ADC、D、D*及f值,平均ADC值为1.0470±0.2036×10-3mm2/s;平均D值为0.7237±0.0971×10-3mm2/s;平均D*值为4.8497±1.6293×10-3mm2/s、f值为0.1020-0.2290。 四、横纹肌肉瘤荷瘤鼠常规病理学表现 27例镜下可见横纹肌肉瘤细胞呈小圆形,细胞核深染,胞浆不明显有异型性,核分裂多见。 五、横纹肌肉瘤荷瘤鼠Ki-67表达结果 对27例横纹肌肉瘤荷瘤鼠的Ki-67切片上取材点进行观察,其平均Ki-67表达为84.6±4.8%。 六、小鼠横纹肌肉瘤DWI、IVIM与其Ki-67相关性 对27例小鼠横纹肌肉瘤的DWI及IVIM参数与其Ki-67进行Pearson相关性检验,其结果表明27例小鼠横纹肌肉瘤的ADC值与其Ki-67呈中度负相关,且差异有显著性(P<0.05);D值与Ki-67呈中度负相关,差异有显著性(P<0.05);f值与Ki-67呈弱负相关,差异无显著性(P>0.05);D*与Ki-67相关无显著性。 结论: 通过本次研究我们可以得出如下结论: 一、采用胚胎型横纹肌肉瘤细胞系种植于裸鼠背部皮下,建立的小鼠横纹肌肉瘤模型成瘤率高、可重复强,可用于开展软组织肿瘤影像-病理对照的实验研究。 二、采用体征线-影像面-取材面三步控制法在小鼠横纹肌肉瘤MRI影像面-病理取材面、感兴趣区-病理取材点对照的基础上,小鼠横纹肌肉瘤MR功能影像DWI ADC值、IVIM D值与其病理免疫组化指标Ki-67表达有相关性,且呈负相关,即当ADC值、D值越高,其Ki-67表达越低,反之则越高;小鼠横纹肌肉瘤MR功能影像IVIM的D*、f值与Ki-67表达无相关性。