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Articles by Seth T. Gammon in JoVE

 JoVE Clinical and Translational Medicine

Segmentierung und Messung von FAT-Volumes in Murine Obesity Modellen mithilfe von Röntgen-Computertomographie


JoVE 3680 4/04/2012

1Carestream Molecular Imaging, 2Department of Chemistry and Biochemistry, University of Notre Dame, 3Freimann Life Science Center, University of Notre Dame, 4Research and Development, Oncovision, GEM-Imaging S.A.

Fat-Content-Analyse wird routinemäßig bei Untersuchungen unter Verwendung der Maus Fettleibigkeit Modelle durchgeführt. Aufstrebende Methoden in der Kleintier-CT-Bildgebung und Analyse sind für Längs-Detail reichen Fettgehalt Analyse bietet. Hier haben wir ausführlich Schritt für Schritt Verfahren zur Durchführung von Kleintier-CT-Bildgebung, Analyse und Visualisierung.

Other articles by Seth T. Gammon on PubMed

Die Quantitative Analyse Der Permeation Peptid-Komplexe Mit Technetium-99m Markiert: Chirale Und Sequenz-spezifischen Auswirkungen Auf Netto-Zellaufnahme

Kinetik Der Regulierten Protein-Protein Wechselwirkungen Ergeben Mit Glühwürmchen-Luciferase Komplementierung Bildgebung in Zellen Und Lebende Tiere

Struktur-Aktivitäts-Beziehungen, Kinetik, Selektivität Und Mechanistische Studien Der Synthetischen Hydraphile Kanäle in Bakterielle Und Säugetier-Zellen

Hydraphile Verbindungen sind gezeigt zytotoxischen Gramnegative und grampositive Bakterien, Hefe und Säugetier-Zellen. Ihre zelluläre Toxizität vorne mit anderen synthetischen ionophore Substanzen und Rivalen die Potenz der natürlichen Antibiotika. Die Auswirkungen der strukturellen Variationen über Toxizität werden beschrieben. Die Auswirkungen dieser Veränderungen korrelieren gut mit früheren Studien mit Ionentransport in Liposomen. Ganze Zelle Patch Spannen mit Säugetierzellen bestätigt einen Kanal-Mechanismus in lebenden Zellen, die darauf hindeutet, dass diese Familie Roman und flexible pharmakologische Agenten umfassen kann.

Spektrale Entmischen Von Mehrfarbigen Biolumineszenz Von Heterogenen Biologischen Quellen Emittiert

Eine Vielzahl von biolumineszierende Luciferase-Proteine sind in transkriptionelle oder biochemische Reporter Proben zur Verfügung. Jedoch verhindert spektrale Überlappung normalerweise gleichzeitig überwacht wird. Um dieses Problem zu beheben, wurde eine Java Plug-in für ImageJ geschrieben, um phosphoreszierende Bilder die Signale von mehreren Luciferases deconvolute. Die Methodik wurde durch Testen des Programms mit beiden simulierten und echte Luciferase-Bildern überprüft. Phosphoreszierende Bilder wurden erworben, mit eine CCD-Kamera mit optischen Filtern ausgestattet, und die Bilder wurden mit der ImageJ plug-in deconvoluted. HeLa-Zellen wurden die transfected mit roter Schnellkäfer Luciferase (CBR), Schnellkäfer grün Luciferase (CBG99) oder Renilla-Luciferase (Rluc) und gemischten Lysates wurden in unterschiedlichen Proportionen in einer 96-Well-Platte biochemisch überprüfen die Methodik abgebildet. Nach spektrale Entfaltung konnte die vorhergesagten, reine Luciferase-Signale mit maximaler Nebensprechen Fehler von +/-1,5 % wiederhergestellt werden. Darüber hinaus waren die lebenden Zellen auszudrücken, CBR, CBG99 und Rluc gleichzeitig abgebildet und deconvoluted in 96-Well-Platten auf die Machbarkeit der Anwendung dieser Methodik auf Hochdurchsatz-Anwendungen zeigen. Schließlich waren die mehrfarbigen transkriptionelle und posttranslationale Modifikation Reporter gleichzeitig abgebildet und gezeigt, dass die normalisierte IkappaBeta-Kinase-Aktivität bei längs-Assays deconvolute. So, sofern unsere Software eine schnelle, einfache und präzise Methode zur Messung der gleichzeitig mehrere biolumineszierende Reporter in lebenden Zellen.

Permeation Peptid Konjugiert Für Molekulare In-vivo Imaging-Anwendungen

Schnelle und effiziente Lieferung von imaging-Sonden in das Zelle innere mit Permeation Peptide hat neuartige Anwendungen in der molekularen Bildgebung ermöglicht. Membran permeant Peptide basierend auf der HIV-1 Tat grundlegende Domäne Sequenz, GRKKRRQRRR, beschriftet mit Fluorophore und fluoreszierende Proteine für optische Bildgebung oder mit entsprechenden Peptid-basierte Motive oder porphyrá, chelate Metalle wie Technetium für nukleare Szintigraphie und Gadolinium für Kernspintomographie, haben synthetisiert wurde. Darüber hinaus haben Eisenoxid-komplexe mit der Tat grundlegende Domäne Peptiden für Magnetresonanztomographie-Anwendungen funktionalisierten worden. Hier überprüfen wir aktuelle Anwendungen der Permeation Peptide in der molekularen Bildgebung und Einflussfaktoren Permeation Peptid Internalisierung. Diese diagnostische Mittel zeigen konzentrative Zelle Ansammlung und schnelle Kinetik und Zytosolische und fokale nuklearen Anreicherung in den menschlichen Zellen angezeigt. Kombination von Methoden, haben zwei beschrifteten Permeation Peptide mit Fluoreszein Maleimide und Chelat Technetium für qualitative und quantitative Analyse der Aufnahme erlaubt. Untersuchungen der Bildgebung bei Mäusen nach intravenöser Verabreichung der prototypische diagnostische Permeation Peptide-schnelle Ganzkörper-Verteilung verschiedener Diagnostic imaging-Anwendungen ermöglicht. Strategien zur Permeation Peptide in der molekularen Bildgebung Sonden zu entwickeln haben aufgenommen, Einbeziehung des Zielens Motive wie molecular Beacons oder Protease cleavable Domänen, die selektiven Aufbewahrung, aktivierbaren Fluoreszenz oder gezielte Transduktion aktivieren. Diese neuartige Permeation-Peptid-Konjugaten pflegen rapid Translokation durch die Zellmembran in intrazellulären Fächer und haben das Potenzial für gezielte in-vivo Anwendungen in der molekularen Bildgebung und Kombination Therapie.

Verknüpfung Von Zellulären Kommunikation, Energienutzung Und Verbreitung in Metastasierenden Neuroendokrinen Tumoren

Um metabolische Funktionen zu identifizieren, die Unterstützung des aggressiven Verhaltens menschlichen neuroendokrine (NE) Krebserkrankungen, metastasierendem Prostata NE Tumoren untersucht und abgeleiteten Prostata NE (PNEC) Krebszelllinien aus einem transgenen Mausmodell mit einer Kombination von Magic-Angle-Spinning-NMR-Spektroskopie, in Silico Vorhersagen der Biotransformationen, die Metaboliten beobachtet kann durchlaufen, biochemische Tests dieser Vorhersagen und elektrophysiologische/Kalzium imaging-Studien. Maligne NE Zellen Anregungs- und Verbreitung zu unterziehen, wenn ihre GABA(A), Glutamat und Glycin-Rezeptoren stimuliert werden, verwenden Glutamat und GABA als Substrate für NADH-Biosynthese und Propylenglykol, ein Vorläufer des Pyruvat abgeleitet von Glycin, das erhöht die Niveaus des zirkulierenden freien Fettsäuren durch Extra-NE Zelle Effekte zu produzieren. Behandlung von nackten Mäusen mit PNEC Tumor Xenografts mit (i) Amilorids, ein Diuretikum, das die Abp1, hemmt ein Enzym, das in NE Zelle GABA-Stoffwechsel, (Ii) Carbidopa, ein Inhibitor der Dopa-Decarboxylase, welche Funktionen stromaufwärts Abp1 sowie (Iii) Flumazenil, ein Benzodiazepin-Antagonist, die an GABA(A)-Rezeptoren bindet führt zu einer erheblichen Reduzierung Tumorwachstum, beteiligt. Diese Ergebnisse möglicherweise allgemein anwendbar: GeneChip Daten-Sets von 471 menschlichen Tumoren ergab, dass Komponenten von GABA Stoffwechselwegen, einschließlich ABP1, statistisch signifikante Zunahme an ihren Ausdruck in NE und nicht-NE Krebsarten aufweisen.

Optische Bildgebung Der Bakteriellen Infektion in Lebenden Mäusen Mit Einer Molekularen Nah-Infrarot-Leuchtstoffprüfspitze

Eine optische Bildgebung Sonde wurde durch Anfügen einer Nah-Infrarot-Carbocyanine-Fluorophor an einer Bezugsgruppe, das enthält zwei zinc(II) Dipicolylamine (Zn-DPA) synthetisiert. Die Sonde hat eine starke und selektive Affinität für die Flächen von Bakterien, und es wurde verwendet, um Bild-Infektionen von Gram-positiven S. Aureus und Gramnegative E.-coli-Bakterien in nackt lebenden Mäusen. Nach der intravenösen Injektion sammelt die Sonde selektiv an den Standorten lokalisierte bakterielle Infektionen in der Oberschenkelmuskulatur der Mäuse.

Squaraine Rotaxane: Superior Für Cy-5 in Molekularen Sonden Für Nah-Infrarot-Fluoreszenz Zelle Darstellung Ersetzt

Kennung Des Ein Ligand Induziert Transient Refraktäre Phase in Nuclear Factor-KappaB Signalling

In Reaktion auf eine Vielzahl von extrazellulären Liganden regelt die Signalisierung von nuclear Factor-KappaB (NF-KappaB) Entzündung, Zellproliferation und Apoptose. Es ist wahrscheinlich, dass die Zellen nicht ständig anregende Liganden in-vivo aber eher Erfahrung transient Impulsen ausgesetzt sind. Die zeitliche Regelung der NF-KappaB und seinen wichtigen Regulator, Inhibitor der NF-KappaBalpha (IkappaBalpha), in Echtzeit zu studieren wir verwendet einen neuartigen transcriptionally gekoppelten IkappaBalpha-Firefly Luciferase Verschmelzung Reporter und charakterisiert die Dynamik und die Reaktionsfähigkeit der IkappaBalpha Verarbeitung auf einen kurzen Puls 30-s von Tumor-Nekrose-Faktor-Alpha (TNFalpha) oder eine kontinuierliche Herausforderung von TNFalpha nach einen Vorkonditionierungszyklus 30-s-Puls. Auffällig ist, aktiviert ein 30-s-Puls der TNFalpha robust Inhibitor der NF-KappaB-Kinase (IKK), zu IkappaBalpha Abbau, NF-KappaB nukleare Translokation und starke bis-Transkriptionsregulation des IkappaBalpha führt. Darüber hinaus wir identifiziert eine transiente feuerfesten Zeitraum (bis zu 120 min) folgenden Vorkonditionierung, während die Zellen nicht vollständig IkappaBalpha auf eine zweite TNFalpha beeinträchtigen konnten herauszufordern. Kinase-Assays IKK Aktivität ergab, dass die Regelung der IKK Tätigkeit teilweise mit diesem vorübergehenden refraktäre Phase korreliert. Im Gegensatz dazu angegeben Experimente sequenzielle Strahlenexposition TNFalpha und Interleukin-1beta Rezeptor Dynamik dieses Phänomen nicht erklären konnte. Nutzt eine gut akzeptiert Computermodell der NF-KappaB Dynamik, wir weiter identifiziert einen zusätzlichen Verordnung, flussabwärts von IKK, die die zeitliche Kapazität der Zellen auf eine zweite Proinflammatory Beleidigung reagieren Regeln kann. Insgesamt schlug die Daten, nukleare Export der NF-kappaB.IkappaBalpha komplexe ein weiterer geschwindigkeitsbestimmende Schritt dargestellt, der dieser refraktäre Phase, wodurch eine zusätzliche Regulierungsmechanismus auswirken können.

Nicht-invasive Bildgebung Von Staphylococcus Aureus Bakterielle Infektion in Lebenden Mäusen Mit Einer Bezugsgruppe Bis-dipicolylamine-Zinc(II) Konjugation Mit Einer Nah-Infrarot-Fluorophor

Optische Bildgebung der bakteriellen Infektion bei lebenden Tieren wird in der Regel mit genetischen Reporter wie leuchtende Enzyme oder fluoreszierende Proteine durchgeführt. Aber gibt es viele Umstände, wo genetische Reporter nicht anwendbar sind, und besteht ein Bedarf an exogenen synthetische Sonden, die Bakterien gezielt angesprochen werden kann. Der Fokus dieser Studie ist eine bildgebende Leuchtstoffprüfspitze, der aus einer bakteriellen Bezugsgruppe Konjugation mit einer Nah-Infrarot-Färbung besteht. Die Bezugsgruppe ist ein synthetisches Zink (II)-Koordination-Komplex, der Ziel die anionischen Oberflächen der bakteriellen Zellen. Die Sonde ermöglicht die Erkennung von Staphylococcus-Aureus-Infektion (5 x 10 (7) Zellen) in einem Mausmodell Bein Infektion mit ganze Nah-Infrarot-Fluoreszenz-Bildgebung. Region Analyse zeigte, dass das Signal-Verhältnis für infizierte Bein an nicht infizierten Bein 3,9 +/-0,5 bei 21 h Injektion der Sonde erreicht. Ex Vivo produzierten Bildgebung der Organe ein Signalverhältnis von 8 für infizierte zu nicht infizierten Bein. Immunohistochemical Analyse bestätigt, dass die Sonde die bakteriellen Zellen in das infizierte Gewebe ausgerichtet. Optimierung der bildgebenden Filter set senkte das Hintergrundsignal aufgrund Autofluoreszenz und wesentlich verbessert Kontrast imaging. Die Studie zeigt, dass Nah-Infrarot Molekulare Sonden geneigt sein, nicht-invasive Bildgebung von lokalisierten S. Aureus-Infektion.

Stabil Integrierte LuxCDABE Für Die Bewertung Von Salmonellen Einmarsch Kinetik

Salmonella Typhimurium ist eine häufige Ursache der Gastroenteritis beim Menschen und auch neoplastische Tumoren bei Tieren lokalisiert. Invasion von bestimmten eukaryotischen Zellen ist ein wichtiges Instrument der Salmonellen Interaktionen mit Host-Gewebe. Frühe Stadien der Magen-Darm-Zelle Invasion werden von einem Salmonellen-Typ III Sekretionssystem, angetrieben durch Adenosintriphosphatase-InvC vermittelt. Ziel dieser Arbeit war, die InvC Abhängigkeit der Einmarsch Kinetik in unterschiedlichen eukaryotischen Zellen, die traditionell als Modelle der Darm Epithel oder Tumoren zu charakterisieren. Dazu wurde eine zerstörungsfreie Echtzeit Assay entwickelt, zu berichten, dass eukaryotic Zelle Einmarsch Kinetik mit Lux + Salmonellen, die bei enthalten LuxCDABE Gene integriert. Biolumineszenz-basierte Einmarsch-Assays mit Lux + Salmonellen ausgestellt Inokulum Dosis-Wirkungs-Zusammenhang, definierten Invasion-zuständigen von Einmarsch-inkompetent Salmonellen und diskriminiert relative Salmonellen Invasivität gemäß Umweltbedingungen, die Invasion Genexpression zu veranlassen. Bei Norm Gentamicin-Schutz-Assays, Biolumineszenz von Lux + Salmonellen korreliert mit Rückgewinnung der Kolonienbildende Einheiten von Bakterien verinnerlicht und konnte durch Biolumineszenz-Mikroskopie visualisiert werden. Darüber hinaus unterscheiden diese Probe Einmarsch-zuständigen Einmarsch-inkompetent Bakterien unabhängig von Gentamicin-Behandlung in Echtzeit. Biolumineszenz berichtet Salmonellen Invasion in eukaryotischen Zellen mit unterschiedlichen Linien, einschließlich neoplastische Melanom, Doppelpunkt Adenokarzinom und Gliom-Zellinien in Tiermodellen Hyperkalzämie. In jedem Fall war die Salmonellen Invasion eukaryotic Zellen InvC abhängig.

Biolumineszenz Myeloperoxidase Tätigkeit In-vivo Bildgebung

Das Myeloperoxidase (MPO) aktivierte Fresszellen ist zentral für normale Host Abwehrmechanismen und Defekten, den MPO für die Pathogenese der entzündlichen Erkrankung beiträgt heißt es von Arteriosklerose bis hin zu Krebs. Hier zeigen wir, dass bei systemischer Verabreichung der niedermolekularen Luminol nichtinvasiven Biolumineszenz (BLI) MPO Aktivität in-vivo imaging ermöglicht. Luminol-BLI erlaubt quantitative längs Überwachung der MPO Aktivität in Tiermodellen für akute Dermatitis, gemischte allergische Kontakt-Überempfindlichkeit, fokale Arthritis und spontane große granulare lymphatischer Tumoren. Biolumineszenz colocalized mit histologischen Websites der Entzündung und wurde völlig abgeschafft gen gelöscht Mpo(-/-) Mäuse, trotz massiven Gewebe Infiltration von Neutrophilen und Eosinophilen, die angibt, dass die eosinophile Peroxidase nicht zu Luminol-BLI in-vivo beitrug aktiviert. So Luminol-BLI bietet eine nichtinvasive, spezifische und hochsensible optische Auslesen von Phagozyten-vermittelte MPO Aktivität in-vivo und neue diagnostische Anwendungen in einer Vielzahl von akuten und chronischen Entzündungen aktivieren kann.

Rationales Design Von Roman Rot-verschoben BRET Paaren: Plattformen Für Echtzeit-Einzel-Kette Protease Biosensoren

Biolumineszenz Resonanz Energie Transfer (BRET) Systeme bis heute haben durch Verwendung von blau-grün-Renilla-Luciferase (Rluc) als Energie Spender dominiert. Obwohl in vielen Fällen wirksam, begrenzen die Kosten und die ungünstigen biochemischen Attribute des Substrates (Phenylcoelenterazine) Dienstprogramm BRET Rluc-basierte Systeme. Hier berichten wir über eine Reihe von neuartigen BRET-Paaren, die auf der Grundlage von Luciferases, die D-Luciferin, was Rot-verschoben Photonische Ausgänge, günstige biochemische Attribute und erhöhte Wirksamkeit zu nutzen. Wir entwickelt eine modifizierte Förster-Gleichung um optimale BRET Luciferase Spender-Fluorophor Paare vorherzusagen und TdTomato als der optimale rot Fluorophor-Akzeptor für Schnellkäfer grün Luciferase (CBG) identifiziert. Eine prototypische Einzel-Kette Protease Biosensor, der Berichterstattung über Scharfrichter Caspase-Aktivität in lebenden Zellen und in Echtzeit, generiert durch Einfügen einen DEVD-Linker zwischen CBG und TdTomato und validierte in-vitro mit rekombinanten Caspases und Cellulo mit Apoptose-empfindlichen und -resistente Zellinien wurde. Hohen Signal-Rausch-Verhältnis (etwa 33) und Z' Faktoren (0.85) in Leben Zelle Längsschnittstudien, ausreichend für High-Throughput-Screening beobachtet wurden. So wir veranschaulichen eine allgemeine Methode für das rationale Design neuer BRET-Systeme und bieten eine neuartige Einzel-Kette BRET Protease-Biosensor, die langlebigen, Rot-verschoben, und D-Luciferin nutzt.

Gezielte Chemotherapie Bei Medikamenten-resistenten Tumoren, Nichtinvasiven Imaging P-Glykoprotein-vermittelter Funktionale Transportmittel in Krebs Und Rolle Von Pgp in Neurodegenerative Krankheiten Entstehen

Erfolgt mit breiter Widerstand (MDR), vermittelt durch eine Überexpression von P-Glykoprotein (Pgp) ist einer der besten gekennzeichneten Transporter-vermittelte Hindernisse für erfolgreiche Chemotherapie bei Krebspatienten und ist auch eine sich schnell verbreitende Zielvorgabe für das Fortschreiten der neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson Krankheiten. Daher Strategien fähig zum liefern von Chemotherapeutika in Medikamenten-resistenten Tumoren und gezielte radioaktive Arzneimittel, die als hochempfindliche Molekulare Bildgebung Sonden zum Erkennen von funktionalen Pgp-Ausdruck in-vivo zu erwarten eine entscheidende Rolle in der systemischen Biologie als personalisierte Medizin spielen gewinnt an Dynamik im 21. Jahrhundert. Gezielte Therapie zu erwarten, optimale Dosen von Chemotherapeutika in die gewünschten Ziele zu liefern, doch die Befragung des Pgp-vermittelten Transporttätigkeit in-vivo über nichtinvasive bildgebende Verfahren (SPECT und PET) bei der Schichteinteilung Patientengruppen wahrscheinlich von einer bestimmten therapeutischen Behandlung profitieren dabei mitwirken Verwaltung der Medikamentenresistenz bei Krebs und Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen von Vorteil wäre. Beide Strategien könnte in Weiterentwicklung der personalisierte Behandlungen bei Krebs und neurodegenerativen Krankheiten eine entscheidende Rolle spielen. Über dieses Tutorial Autoren machen einen Versuch in diese Strategien gliedern und diskutieren ihre Stärken und Schwächen.

Verwenden Eine Nah-Infrarot Fluoreszierende Zink-Dipicolylamine-Sonde, in Vivo Bildgebung Des Akuten Zelltod

Zelltod ist ein grundlegender biologischer Prozess, der in zahlreichen Krankheit Krankheiten vorhanden ist. Fluoreszierende Sonden, die Zellentod zu erkennen sind für eine Vielzahl von Forschungsanwendungen von Mikroskopie bis hin zu in-vivo Bildgebung entwickelt worden. Hier beschreiben wir eine synthetische Nah-Infrarot (NIR) konjugiert Zink (II)-Dipicolylamine (Zn² +-DPA) für in-vivo Bildgebung des Zelle Todes. Chemisch induzierte in-vivo-Modelle der Myopathie wurden mit einer Ionphore, Ethanol oder Ketamin als Cytotoxins gegründet. Die Zn² +-DPA-Leuchtstoffprüfspitze oder das entsprechende Steuerelement wurde anschließend injiziert, und ganze Fluoreszenz-Bildgebung zeigte Sonde Aufnahme auf der Website von Muskelschäden, die von ex-Vivo und histologische Analysen bestätigt wurde. Darüber hinaus zeigte eine Vergleichsstudie mit einem NIR fluoreszierende konjugierte Annexin V weniger intensive Aufnahme auf der Website von Muskelschäden und hoher Akkumulation in der Blase. Die Ergebnisse zeigen, dass die fluoreszierende Zn² +-DPA-Konjugat ist eine effektive Sonde für in-vivo Zelle Tod Erkennung und in einigen Fällen möglicherweise eine geeignete Alternative zu fluoreszierenden Annexin V-Konjugaten.

In-vivo Zelltod Durch Synthetische Ionenkanäle Vermittelt

Synthetische Ionen-Kanal-Hydraphiles, die Membranen zu infiltrieren und stören Ion Homöostase bezeichnet werden, wurden als Direkteinspritzung Giftstoffe im Leben Mäuse als potenzielle Schlerotic Bevollmächtigte getestet. Die Studie verwendet einen Farbstoff in der Nähe von IR Bild und evaluieren den Erfolg des Konzepts.

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