Fluorescence imaging of tumors in vivo

Current Medicinal Chemistry

Volumn 12, Issue 7, 2005, Pages 795-805

  Ballou, Byron ^a   Ernst, Lauren A ^a   Waggoner, Alan S ^a  

^a CARNEGIE MELLON UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

Animals; Antibodies; Antigens; Fluorescent dyes; Green fluorescent protein; Imaging; Monoclonal; Nanotechnology; Neoplasm; Quantum dots

Indexed keywords

BOMBESIN; COUMARIN DERIVATIVE; CYANINE DYE; EPIDERMAL GROWTH FACTOR; FLUOROCHROME; GREEN FLUORESCENT PROTEIN; INDOCYANINE GREEN; LANTHANIDE; LUCIFERASE; MONOCLONAL ANTIBODY; OCTREOTIDE; PEPTIDE; PHTHALOCYANINE DERIVATIVE; POLYCLONAL ANTIBODY; POLYMER; PORPHYRIN DERIVATIVE; QUANTUM DOT; VASOACTIVE INTESTINAL POLYPEPTIDE; XANTHENE DERIVATIVE;

BLEACHING; BRIGHTNESS; CANCER IMMUNOTHERAPY; CHEMICAL STRUCTURE; DRUG SYNTHESIS; FLUORESCENCE ANALYSIS; IMAGING SYSTEM; IN VIVO STUDY; MOLECULAR STABILITY; NEAR INFRARED SPECTROSCOPY; NONHUMAN; ONCOLOGY; PERMEABILITY; PHOTODEGRADATION; PHOTODYNAMIC THERAPY; PHOTOTOXICITY; REVIEW; TISSUE NECROSIS; TISSUE OXYGENATION; TISSUE PERFUSION; TISSUE PRESSURE; TUMOR VASCULARIZATION;

ANIMALS; DIAGNOSTIC IMAGING; FLUORESCENT DYES; MICE; MOLECULAR PROBES; MOLECULAR STRUCTURE; NEOPLASMS; QUANTUM DOTS; SPECTROMETRY, FLUORESCENCE; SPECTROSCOPY, NEAR-INFRARED;

EID: 15444373002     PISSN: 09298673     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.2174/0929867053507324     Document Type: Review

References (133)

1. Wan, S.; Anderson, R. R.; Parrish, J. A. Photochem. Photobiol. 1981, 34, 493.
2. Fujimoto, J. G.; Bouma, B.; Tearney, G. J.; Boppart. S. A.; Pitris, C.; Southern, J. F.; Brezinski, M. E. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1998, 838, 95.
3. Pan, Y.; Farkas, D. L. Proc. SPIE 1997, 2983 93.
4. Pan, Y.-T.; Farkas, D. L. J. Biomed Optics 1998, 3, 446.
5. Huang, D.; Swanson, E. A.; Lin, C. P.; Schuman, J. S.; Stinson, W. G.; Chang, W.; Hee, M. R.; Flotte, T.; Gregory, K.; Puliafito, C. A.; Fujimoto, J.G. Science 1991, 254, 1178.
6. Gonzalez, S.; Rajadhyaksha, M.; Anderson, R. R. J. Invest. Dermatol. 1998, 111, 538.
7. Rajadhyaksha, M.; Grossman, M.; Esterowitz, D.; Webb, R. H.; Anderson, R. R. J. Invest. Dermatol. 1995, 104, 946.
8. Koenig, F.; Gonzalez, S.; White, W. M.; Lein, M.; Rajadhyaksha, M. Urology 1999, 53, 853.
9. Lim, Y. T.; Kim, S.; Nakayama, A.; Stott, N. E.; Bawendi, M. G.; Frangioni, J. V. Mol. Imaging 2003, 2, 50.
10. Ballou, B.; Fisher, G. W.; Deng, J. S.; Hakala, T. R.; Srivastava, M.; Farkas, D. L. Cancer Detect. Prev. 1998, 22, 251.
11. Williams, R. M.; Piston, D. W.; Webb, W. W. FASEB J. 1994, 8, 804.
12. Ballou, B.; Fisher, G. W.; Hakala, T. R.; Farkas, D. L. Biotechnol. Prog. 1997, 13, 649.
13. Carcenac, M.; Gutowski, M.; Rouanet, P.; Larroque, C.; Pelegrin, A. Bulletin Du Cancer 2000, 87, 804.
14. Ntziachristos, V.; Bremer, C.; Graves, E. E.; Ripoll, J.; Weissleder, R. Mol. Imaging 2002, 1, 82.
15. Mahmood, U.; Weissleder, R. Mol. Cancer Ther. 2003 2, 489.
16. Bremer, C.; Ntziachristos, V.; Weissleder, R. Eur. Radiol. 2003, 13, 231.
17. Ntziachristos, V.; Bremer, C.; Weissleder, R. Eur. Radiol. 2003, 13, 195.
18. Sevick-Muraca, E. M.; Houston, J. P.; Gurfinkel, M. Curr. Opin. Chem. Biol. 2002, 6, 642.
19. Licha, K.; Riefke, B.; Ebert, B.; Grotzinger, C. Acad. Radiol. 2002, 9 Suppl. 2, S320.
20. Lin, Y.; Weissleder, R.; Tung, C. H. Bioconjug. Chem. 2002, 13, 605.
21. Mujumdar, R. B.; Ernst, L. A.; Mujumdar, S. R.; Lewis, C. J.; Waggoner, A. S. Bioconjug. Chem. 1993, 4, 105.
22. Waggoner, A. S. in Applications of Fluorescence in the Biomedical Sciences. [Proceedings of a Meeting Held in Pittsburgh, Pa. April 12-15, 1985]; Taylor, D. L.; Waggoner, A. S.; Murphy, R. F.; Lanni, F.; Birge, R. R., Eds., Alan R. Liss, Inc.: New York, 1986; pp. 2-28.
23. Guether, R.; Reddington, M. V. Tetrahedron Lett. 1997, 38, 6167.
24. Craig, M. R.; Hutchings, M. G.; Claridge, T. D. W.; Anderson, H. L. Angewandte Chemie International Edition 2001, 40, 1071.
25. Buston, J. E. H.; Young, J. R.; Anderson, H. L. Chem. Comm. (Cambridge) 2000, 905.
26. Hannah, K.; Armitage, B. Abstracts, 35th Central Regional Meeting of the American Chemical Society, Pittsburgh, PA, United States, October 19-22. 2003; pp. 333.
27. Pham, W.; Lai, W. F.; Weissleder, R.; Tung, C. H. Bioconjug. Chem. 2003, 14, 1048.
28. Licha, K.; Riefke, B.; Ntziachristos, V.; Becker, A.; Chance, B.; Semmler, W. Photochem. Photobiol. 2000, 72, 392.
29. Zheng, G.; Li, H.; Yang, K.; Blessington, D.; Licha, K.; Lund-Katz, S.; Chance, B.; Glickson, J. D. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2002, 12, 1485.
30. Licha, K.; Hessenius, C.; Becker, A.; Henklein, P.; Bauer, M.; Wisniewski, S.; Wiedenmann, B.; Semmler, W. Bioconjug. Chem. 2001 12, 44.
31. Ye, Y. P.; Li, W. P.; Anderson, C. J.; Kao, J.; Nikiforovich, G. V.; Achilefu, S. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7766.
32. Achilefu, S.; Jimenez, H. N.; Dorshow, R. B.; Bugaj, J. E.; Webb, E. G.; Wilhelm, R. R.; Rajagopalan; R.; Johler, J.; Erion, J. L. J. Med. Chem. 2002, 45, 2003.
33. Massoud, T. F.; Gambhir, S. S. Genes Dev. 2003, 17, 545.
34. Molecular Probes Catalogue. 2003. Web Page, www.probes.com.
35. Arden-Jacob, J.; Frantzeskos, J.; Kemnitzer, N. U.; Zilles, A.; Drexhage, K. H. Spectrochim. Acta, Part A. 2001, 57A 2271.
36. Selvin, P. R.; Jancarik, J.; Li, M.; Hung, L.-W. Inorg. Chem. 1996, 35, 700.
37. Steemers, F. J.; Verboom, W.; Hofstraat, J. W.; Geurts, F. A. J.; Reinhoudt, D. N. Tetrahedron Lett. 1998, 39, 7583.
38. Werts, M. H. V.; Hofstraat, J. W.; Geurts, F. A. J.; Verhoeven, J. W. Chem. Phys. Lett. 1997, 276, 196.
39. Josephson, L.; Kircher, M. F.; Mahmood, U.; Tang, Y.; Weissleder, R. Bioconjug. Chem. 2002, 13, 554.
40. Watson, A.; Wu, X.; Bruchez, M. BioTechniques 2003 34, 296, 302.
41. Gao, X.; Chan, W. C.; Nie, S. J. Biomed. Opt. 2002 7, 532.
42. Chan, W. C.; Maxwell, D. J.; Gao, X.; Bailey, R. E.; Han, M.; Nie, S. Curr. Opin. Biotechnol. 2002, 13, 40.
43. Chan, W. C.; Nie, S. Science 1998, 281, 2016.
44. Xu, H.; Sha, M. Y.; Wong, E. Y.; Uphoff, J.; Xu, Y.; Treadway, J. A.; Truong, A.; O'Brien, E.; Asquith, S.; Stubbins, M.; Spurr, N. K.; Lai, E. H.; Mahoney, W. Nucleic Acids Res. 2003 31, e43.
45. Larson, D. R.; Zipfel, W. R.; Williams, R. M.; Clark, S. W.; Bruchez, M. P.; Wise, F. W.; Webb, W. W. Science 2003, 300 1434.
46. Bruchez, M. Jr.; Moronne, M.; Gin, P.; Weiss, S.; Alivisatos, A. P. Science 1998, 281, 2013.
47. Dahan, M.; Levi, S.; Luccardini, C.; Rostaing, P.; Riveau, B.; Triller, A. Science 2003, 302, 442.
48. Lidke, D. S.; Nagy, P.; Heintzmann, R.; Arndt-Jovin, D. J.; Post, J. N.; Grecco, H. E.; Jares-Erijman, E. A.; Jovin, T. M. Nat. Biotechnol. 2004, 22, 198.
49. Wu, X.; Liu, H.; Liu, J.; Haley, K. N.; Treadway, J. A.; Larson, J. P.; Ge, N.; Peale, F.; Bruchez, M. P. Nat. Biotechnol. 2003, 21, 41.
50. Rosenthal, S. J.; Tomlinson, I.; Adkins, E. M.; Schroeter, S.; Adams, S.; Swafford, L.; McBride, J.; Wang, Y.; DeFelice, L. J.; Blakely, R. D. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4586.
51. Dubertret, B.; Skourides, P.; Norris, D. J.; Noireaux, V.; Brivanlou, A. H.; Libchaber, A. Science 2002, 298, 1759.
52. Jaiswal, J. K.; Mattoussi, H.; Mauro, J. M.; Simon, S. M. Nat. Biotechnol. 2003, 21, 47.
53. Ballou, B.; Lagerholm, B. C.; Ernst, L. A.; Bruchez, M. P.; Waggoner, A. S. Bioconjug. Chem. 2004, 15, 79.
54. Akerman, M. E.; Chan, W. C.; Laakkonen, P.; Bhatia, S. N.; Ruoslahti, E. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002, 99, 12617.
55. Gao, X.; Cui, Y.; Levenson, R. M.; Chung, L. W. K.; Nie, S. Nat. Biotechnol. 2004, 22, 969.
56. Kim, S.; Lim, Y. T.; Soltesz, E. G.; De Grand, A. M.; Lee, J.; Nakayama, A.; Parker, J. A.; Mihaljevic, T.; Laurence, R. G.; Dor, D. M.; Cohn, L.. H.; Bawendi, M. G.; Frangioni, J. V. Nat. Biotechnol. 2004, 22, 93.
57. Harrington, K. J.; Mubashar, M.; Peters, A. M. Q J. Nucl. Med. 2002, 46, 171.
58. Harris, J. M.; Chess, R. B. Nat. Rev. Drug Discov. 2003, 2, 214.
59. Derfus, A. M:; Chan, W. C. W.; Bhatia, S. N. Nano Lett. 2004, 411.
60. Tsien, R. Y. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2003, Suppl, SS16.
61. Lippincott-Schwartz, J.; Patterson, G. H. Science 2003, 300, 87.
62. Zhang, J.; Campbell, R. E.; Ting, A. Y.; Tsien, R. Y. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2002, 3, 906.
63. Miyawaki, A.; Sawano, A.; Kogure, T. Nat. Cell Biol. 2003, Suppl, S1.
64. Jarvik, J. W.; Fisher, G. W.; Shi, C.; Hennen, L.; Hauser, C.; Adler, S.; Berget, P. B. BioTechniques 2002, 33, 852.
65. Telmer, C. A.; Berget, P. B.; Ballou, B.; Murphy, R. F.; Jarvik, J. W. BioTechniques 2002, 32, 422.
66. Jarvik, J. W.; Adler, S. A.; Telmer, C. A.; Subramaniam, V.; Lopez, A. J. BioTechniques 1996, 20, 896.
67. Baird, G. S.; Zacharias, D. A.; Tsien, R. Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1999, 96, 11241.
68. Miyawaki, A.; Llopis, J.; Heim, R.; McCaffery, J. M.; Adams, J. A.; Ikura, M.; Tsien, R. Y. Nature 1997, 388, 882.
69. Fan, G. Y.; Fujisaki, H.; Miyawaki, A.; Tsay, R. K.; Tsien, R. Y.; Ellisman, M. H. Biophys. J. 1999, 76, 2412.
70. Miyawaki, A.; Griesbeck, O.; Heim, R.; Tsien, R. Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1999, 96, 2135.
71. Hoffman, R. M. Methods Mol. Biol. 2002, 183 135.
72. Hoffman, R. M. Lancet Oncology 2002, 3, 546.
73. Benaron, D. A. Cancer Metastasis Rev. 2002, 21 45.
74. Peelle, B.; Gururaja, T. L.; Payan, D. G.; Anderson, D. C. J. Protein Chem. 2001, 20, 507.
75. Abedi, M. R.; Caponigro, G.; Kamb, A. Nucleic Acids Res. 1998, 26, 623.
76. Hink, M. A.; Griep, R. A.; Borst, J. W.; van Hoek, A.; Eppink, M. H.; Schots, A.; Visser, A. J. J. Biol. Chem. 2000, 275, 17556.
77. Casey, J. L.; Coley, A. M.; Tilley, L. M.; Foley, M. Protein Eng. 2000, 13, 445.
78. Peipp, M.; Saul, D.; Barbin, K.; Bruenke, J.; Zunino, S. J.; Niederweis, M.; Fey, G. H. J. Immunol. Methods 2004, 285 265.
79. Cardinale, A.; Filesi, I.; Biocca, S. Eur. J. Biochem. 2001, 268, 268.
80. Zeytun, A.; Jeromin, A.; Scalettar, B. A.; Waldo, G. S.; Bradbury, A. R. Nat. Biotechnol. 2003.
81. Zeytun, A.; Jeromin, A.; Scalettar, B. A.; Waldo, G. S.; Bradbury, A. R. Nat. Biotechnol. 2004, 22, 601.
82. Bornhop, D. J.; Contag, C. H.; Licha, K.; Murphy, C. J. J. Biomed. Opt. 2001, 6, 106.
83. McCaffrey, A.; Kay, M. A.; Contag, C. H. Mol. Imaging 2003, 2, 75.
84. Edinger, M.; Cao, Y. A.; Hornig, Y. S.; Jenkins, D. E.; Verneris, M. R.; Bachmann, M. H.; Negrin, R. S.; Contag, C. H. Eur. J. Cancer 2002, 38, 2128.
85. Contag, C. H.; Ross, B. D. J. Magn. Reson. Imaging 2002, 16, 378.
86. Contag, C. H.; Bachmann, M. H. Annu. Rev. Biomed Eng. 2002, 4, 235.
87. Contag, P. R. Drug Discov. Today 2002, 7, 555.
88. Caceres, G.; Xiao, Y. Z. U.; Jiao, J. A.; Zankina, R.; Aller, A.; Andreotti, P. Luminescence 2003, 18, 218.
89. Choy, G.; O'Connor, S.; Diehn, F. E.; Costouros, N.; Alexander, H. R.; Choyke, P.; Libutti, S. K. BioTechniques 2003 35, 1022.
90. Dvorak, H. F. Am. J. Pathol. 2003, 162, 1747.
91. Jain, R. K. Adv. Drug Deliv. Rev. 2001, 46, 149.
92. Jain, R. K.; Munn, L. L.; Fukumura, D. Nature Rev. Cancer 2002, 2, 266.
93. Jain, R. K. Annu. Rev. Biomed. Eng. 1999, 1 241.
94. Moore, A.; Marecos, E.; Bogdanov, A. Jr.; Weissleder, R. Radiology 2000, 214, 568.
95. Bogdanov, A. Jr.; Wright, S. C.; Marecos, E. M.; Bogdanova, A.; Martin, C.; Petherick, P.; Weissleder, R. J. Drug Target 1997, 4, 321.
96. Marecos, E.; Weissleder, R.; Bogdanov, A. Jr Bioconjug. Chem. 1998, 9, 184.
97. Bogdanov, A. A. Jr.; Lin, C. P.; Simonova, M.; Matuszewski, L.; Weissleder, R. Neoplasia 2002, 4, 228.
98. Pressman, D.; Day, E. D.; Blau, M. Cancer Res. 1957 17, 845.
99. Pasqualini, R.; Ruoslahti, E. Nature 1996, 380 364.
100. Koivunen, E.; Arap, W.; Valtanen, H.; Rainisalo, A.; Medina, O. P.; Heikkila, P.; Kantor, C.; Gahmberg, C. G.; Salo, T.; Konttinen, Y. T.; Sorsa, T.; Ruoslahti, E.; Pasqualini, R. Nat. Biotechnol. 1999, 17, 768.
101. Burg, M. A.; Pasqualini, R.; Arap, W.; Ruoslahti, E.; Stallcup, W. B. Cancer Res. 1999, 59, 2869.
102. Jain, R. K. Cancer Res. 1988, 48, 2641.
103. Jain, R. K. Int. J. Radiat. Biol. 1991, 60, 85.
104. Baxter, L. T.; Jain, R. K. Microvasc. Res. 1989, 37, 77.
105. Jain, R. K. Cancer Metastasis Rev. 1987, 6, 559.
106. Jain, R. K.; Baxter, L. T. Cancer Res. 1988, 48, 7022.
107. Jain, R. K. Adv. Exp. Med. Biol. 1988, 242, 215.
108. Kim, J. A. Am. J Surg. 2003, 186, 264.
109. Farah, R. A.; Clinchy, B.; Herrera, L.; Vitetta, E. S. Crit. Rev. Eukaryot. Gene Expr. 1998, 8, 321.
110. Glennie, M. J.; van de Winkel, J. G. Drug Discov. Today 2003, 8, 503.
111. Ross, J. S.; Gray, K.; Gray, G. S.; Worland, P. J.; Rolfe, M. Am. J. Clin. Pathol. 2003, 119, 472.
112. Trail, P. A.; King, H. D.; Dubowchik, G. M. Cancer Immunol. Immunother. 2003, 52, 328.
113. Viti, F.; Giovannoni, L.; Neri, D. Curr. Opin. Drug Discov. Devel. 2002, 5, 204.
114. Goldenberg, D. M. Crit. Rev. Oncol. Hematol. 2001 39, 195.
115. Pelegrin, A.; Xavier, F.; Barbet, J.; Bartholeyns, J.; Baty, D.; Buchegger, F.; Chatal, J. F.; Dufief, F.; Gurreau, D.; Gruaz-Guyon, A.; Lamotte, D.; Leserman, L.; Mach, J. P.; Robert, B.; Saccavini, J. C.; Teillaud, J. L.; Teulon, I. Bull. Cancer 2000, 87, 777.
116. Bodey, B.; Bodey, B. Jr.; Siegel, S. E.; Kaiser, H. E. Curr. Pharm. Des. 2000, 6, 261.
117. Arap, W.; Pasqualini, R.; Ruoslahti, E. Science 1998 279, 377.
118. Arap, W.; Haedicke, W.; Bernasconi, M.; Kain, R.; Rajotte, D.; Krajewski, S.; Ellerby, H. M.; Bredesen, D. E.; Pasqualini, R.; Ruoslahti, E. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002, 99, 1527.
119. Zurita, A. J.; Arap, W.; Pasqualini, R. J. Control. Release 2003, 91, 183.
120. Valesky, M.; Spang, A. J.; Fisher, G. W.; Farkas, D. L.; Becker, D. Mol. Med. 2002, 8, 103.
121. Becker, A.; Hessenius, C.; Licha, K.; Ebert, B.; Sukowski, U.; Semmler, W.; Wiedenmann, B.; Grotzinger, C. Nat. Biotechnol. 2001, 19, 327.
122. Becker, A.; Hessenius, C.; Bhargava, S.; Grotzinger, C.; Licha, K.; Schneider-Mergener, J.; Wiedenmann, B.; Semmler, W. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2000, 921, 275.
123. Bhargava, S.; Licha, K.; Knaute, T.; Ebert, B.; Becker, A.; Grotzinger, C.; Hessenius, C.; Wiedenmann, B.; Schneider-Mergener, J.; Volkmer-Engert, R. J. Mol. Recognit. 2002, 15, 145.
124. Bugaj, J. E.; Achilefu, S.; Dorshow, R. B.; Rajagopalan, R. J. Biomed. Opt. 2001, 6, 122.
125. Ke, S.; Wen, X.; Gurfinkel, M.; Charnsangavej, C.; Wallace, S.; Sevick-Muraca, E. M.; Li, C. Cancer Res. 2003, 63, 7870.
126. Weissleder, R.; Tung, C. H.; Mahmood, U.; Bogdanov, A. Jr Nat. Biotechnol. 1999, 17, 375.
127. Mahmood, U.; Tung, C. H.; Bogdanov, A. Jr.; Weissleder, R. Radiology 1999, 213, 866.
128. Bremer, C.; Tung, C. H.; Bogdanov, A. Jr; Weissleder, R. Radiology 2002, 222, 814.
129. Chen, J.; Tung, C. H.; Mahmood, U.; Ntziachristos, V.; Gyurko, R.; Fishman, M. C.; Huang, P. L.; Weissleder, R. Circulation 2002, 105, 2766.
130. Farkas, D. L.; Du, C. W.; Fisher, G. W.; Lau, C.; Niu, W. H.; Wachman, E. S.; Levenson, R. M. Comput. Med. Imaging Graph. 1998 22, 89.
131. Eppstein, M. J.; Fedele, F.; Laible; J.; Zhang, C.; Godavarty, A.; Sevick-Muraca, E. M. IEEE Trans. Med. Imaging 2003, 22, 1215.
132. Houston, J. P.; Thompson, A. B.; Gurfinkel, M.; Sevick-Muraca, E. M. Photochem. Photobiol. 2003, 77, 420.
133. Medintz, I. L.; Clapp, A. R.; Mattoussi, H.; Goldman, E. R.; Fisher, B.; Mauro, J. M. Nat. Mater. 2003, 2, 630.