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Articles by Willy Gsell in JoVE

 JoVE Clinical and Translational Medicine

前臨床研究における薬理学的チャレンジのfMRIの利用:5-HTシステムへの応用


JoVE 3956 4/25/2012

1Department of Radiology, Brain Imaging Center, Academic Medical Center Amsterdam, 2Biological Imaging Centre, MRC Clinical Sciences Centre, Imperial College London

この手法の目的は、セロトニン(5-HT)の薬理学的磁気共鳴イメージング(phMRI)と選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)、フルオキセチンと静脈内チャレンジライブと自由呼吸動物の神経伝達物質の機能を評価することである。

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機能的磁気共鳴画像信号と前足刺激によるラットの神経細胞活動電位の差動及ぼす NMDA 及び AMPA のグルタミン酸受容体の。

脳機能イメージングのため現在使用しているメソッドのほとんどは、神経活動を直接可視化を行うないがむしろ誘発の血行動態や代謝応答に依存しています。主要な興奮性神経伝達物質グルタミン酸神経血管/neurometabolic カップリングで重要な役割を果たしているが、特定のメカニズムはまだよく理解されています。2 つの主要なイオノトロ グルタミン酸の役割を調査するには、機能的磁気共鳴イメージング (fMRI) の世代のための受容器 [NMDA 受容体 (NMDA Rs) および AMPA 受容体 (AMPA-Rs)] 信号、fMRI [血液酸素化レベル依存 (BOLD), 灌流強調画像 (PWI) の脳血液量 (巣) 測定] を使用の体性感覚誘発電位 (Sep) の録音と一緒にアルファ ・ クロラローズ麻酔ラットにおける電気前足刺激時。[(+)-5-Methyl-10,11-dihydro-5H-dibenzo [a, d] cyclohepten-5, 10-イミン マレアート] R NMDA 拮抗薬 MK 801 の静脈注射 (0.06 mg/kg プラス 3.6 0.5、5、50、500 kg(-1) x x h(-1)) 有意に太字 (-51 ± 19%; n = 5) と PWI (-57 ± 26%; n = 5) レスポンスが減少、SEPs のみ軽度 (約-10%)。全身アプリケーション AMPA R 拮抗薬 GYKI 53655 [1-(4-aminophenyl)-3-methylcarbamyl-4-methyl-7,8-methylenedioxy-3,4-dihydro-5H-2,3-benzodiazepine] 有意に両方血行力学的応答 (太字、13 ±-49 と-65 ± 15%;PWI、± 48-22 と-68 ± 4% の 5 と 7 mg/kg 静注、それぞれ;巣、-80 ± 7 mg/kg を 7%;n = 4) と、SEPs (最大-60 %)。これらのデータそのシナプス後および/またはグリア受容体とグルタミン酸の相互作用は血流と大胆な応答の世代のために必要があるし、NMDA Rs と AMPA Rs の差動役割ニューロン活動からシグナリング チェーン大手を血行力学的応答における体性感覚皮質での説明を示しています。

エストロゲン受容体 β 作動薬 Diarylpropiolnitrile (DPN) 永久的な虚血ラット モデルにおける神経保護を媒介しません。

選択的エストロゲン受容体 (ER) アゴニストは神経保護でどの受容体サブタイプが関与している可能性があります。ストロークのラットモデルにおける選択的アゴニスト diarylpropiolnitrile (DPN) を使用して ERbeta の貢献を検討します。リスター フード付きラット卵巣摘出され、ミニ ポンプどちら DPN を含むと注入 (8 mg kg(-1) day(-1)) (n = 7) または車両 (n = 5)。感覚運動機能は、神経学的スコアと自発性前肢使用非対称 (シリンダー) テストを用いて評価しました。一週間後、動物中大脳動脈閉塞 (MCAO)、T (2) 受信-加重 MRI 48 h のポスト MCAO で虚血性損傷を定量化しました。機能回復は 7 日間のポスト-MCAO と脳梗塞サイズの組織学的検証処理について試験しました。MRI 画像が半球病変ボリュームで車両と DPN 投与群の間に有意差を認めなかった (3.5 % と 1.7 % ± 30.8 ± 35.6 それぞれ [意味の SEM +/-];学生 t テスト df 非ペア化 10 t =-1.357、p = = 0.453);これは組織学的に 7 日間で確認されました。MCAO 誘起著しく下落する神経学的スコア パフォーマンス (から 11 日まで 2 h のポスト MCAO 22) 車両扱われる動物が大幅に DPN によって影響されなかった。MCAO も誘発前肢使用円筒試験 (対側で 10 % 削減、20 % の削減の両方と同側の前肢の使用で 30 % 増加) の大幅な変更が、この応答は大幅に有意な差ではなかった [F (1, 1) 2.929、p = 0.118、繰り返し対策 ANOVA =]。結論として、ERbeta アゴニスト DPN 前処理は、梗塞サイズまたは MCAO に曝露ラットにおける感覚運動機能は影響しなかった。

T2 併用代謝バイオ センサーとしての酸素の潜在的な使用-虚血性半影を定義する MRI を加重します。

小説 mri を代謝を通して間接的変更ヘモグロビンの検出技術を記述する: 比と T2(*) 信号の変化 '酸素チャレンジ中に' 脱酸素化ヘモグロビン (OC、5 分の 100 % O(2))。OC 時に、T2(*) の増加代謝組織酸素濃度を取るときに形成される脱酸素化ヘモグロビンするには、O(2) バインディングが反映されます。ここで OC 組織代謝、虚血性脳内の識別に適用されています。永久中大脳動脈閉塞ラットで誘発された.シリーズ 1 をスキャン (n = 5)、拡散加重 (飲酒運転) のイメージングが実行されたエコー平面 T2(*) OC と灌流強調画像中に買収が続きます (PWI、動脈をスピン ラベリング)。酸素チャレンジはそれぞれ 1.8%、3.7 %、0.24 % 対側皮質, 同側の皮質 PWI/飲酒運転の不一致ゾーンと虚血性コア内の T2(*) 信号増加を誘発しました。T2(*) と見かけの拡散係数 (ADC) マップ対 T2(*) 信号の増加、ADC 性病変 (3.4%) を拡張することを明らかにしました。シリーズ 2 (n = 5)、組織学と coregistered T2(*) のフラッシュと ADC のマップを明らかにした T2(*) 信号増加 4.9% の組織学的に定義されたボーダー ゾーン (ADC の病変境界内にある 55% 通常神経細胞形態、) と比較して大脳皮質虚血性コア (92% 神経虚血性細胞変更、コア ADC 病変) の 0.7 % の増加と。酸素チャレンジは潜在的な臨床的有用性があり、hypoperfused 領域内代謝アクティブおよび非アクティブな組織を区別することによって、半影のより正確な評価を提供できます。

ストロークが発生しやすいの虚血性半影の進化における自発的に高血圧とラットを違い。

ストローク傾向が自発的にある高血圧自然発症ラット (SHRSP) は非常に適切なストローク モデルに比べて、正常血圧参照ひずみ (京都 Wistar ラット; 虚に感度の向上をWKY)。研究目的はに比べて WKY と SHRSP で虚血性半影の時間的変化を調査することでした。

分子 SPECT イメージング: 概要。

分子イメージングは、最後の 10 年間の途方もない変更を目撃しています。関心の高まりと強調この専門技術を開発することによって新しいスキャナー、医薬品、診断薬、新しい治療のレジメンは、表される上に配置し、最終的には、大幅に改善患者の健康の世話します。単一光子放射断層撮影 (SPECT) と陽電子放射断層撮影 (PET) の分子診断と個別化医療への道を舗装上の署名がある計算。前者は現在の紙のトピックどこ著者他のイメージング手法間でのイメージング、強みと弱み、SPECT とペットの違いを説明する、SPECT の異なるデザインと検知システムに着目して分子 SPECT の現在の位置のアドレスになります。まあ前臨床興味として臨床の放射性医薬品化合物も検討されています。また、最後のセクション μSPECT イメージング病気の検出と診断の多くの分野のいくつかのアプリケーションをカバーしています。

セロトニン作動性システムの1週間後に治療に関する慢性フルオキセチンで治療の年齢依存性に及ぼす影響

根拠:フルオキセチンなどの選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)は、ますます子どものうつ病の治療のために使用されています。限られたデータは、しかし、脳の発達に及ぼす影響に関する入手可能であり、その有効性は議論のままです。また、以前の実験的研究は真剣に、その臨床的関連性に阻まれています。目的:本研究の目的は、従来の方法を(行動試験とを用いた結合アッセイを使用してフルオキセチン慢性治療(5 mg / kgの経口投与またはIPのいずれか3週間、1週間休薬)の推定年齢に関連した影響を検討した[123 I]β-CIT)と新規磁気共鳴画像法(MRI)のアプローチ。方法:動作は同様にセロトニントランスポーター(SERT)の可用性および青年における急性フルオキセチンの挑戦(10 mg / kg経口または5 mg / kgのIV)を使用して、ex vivoでの結合アッセイを通しておよびin vivoの薬理学的MRI(phMRI)の関数として、評価されたと成体ラット。結果:フルオキセチンは不安のように扱われ、大人の行動ですが、思春期のではなく、ラットで増加した。結合アッセイでは、我々は、ほとんどの皮質脳領域および青年ではなく、大人、投与したラットの視床下部にSERT密度を増加させ観察した。最後に、脳の活性化の減少は、成人および青年処置動物の両方で、治療後phMRIで観察した。結論:全体として、我々のデータは5-HTシステム上のフルオキセチンの短期的な効果は年齢に依存する可能性があることを示している。これらの知見は、成熟ラットの脳では発生しない発展途上の脳内構造と機能の再編成を反映している可能性があります。 phMRIは、おそらくよく小児集団におけるこの重要な問題を研究するために適しています。

イメージング技術の骨・関節疾患の前臨床モデル。

要約: 筋骨格系障害の前臨床モデルは骨や人間の関節疾患の病態と効果的な治療法の開発を理解するうえで重要です。これらのモデルの評価は時間がかかり、高価な動物疾患のさまざまな段階をテストするを必要とのまま形態素解析に主に依存しています。実装前臨床イメージングの縦断研究できるようにと、病気の進行をリアルタイムに監視するための強力な非侵襲的、臨床的に翻訳可能な方法を有効にする動物モデルの洗練さのキーストーンを表します。私たちの目的、利点と制限の磁気共鳴イメージング (MRI)、コンピューター断層撮影 (CT)、陽電子放射断層撮影 (PET) などさまざまなイメージ投射様相を示す例を強調するが、単一光子放射断層撮影 (SPECT) と光学イメージングを計算しました。すべての臨床の骨格研究で現在使用されています。MRI の軟部組織の構造、高解像度を提供できますが、比較的長時間集録がイメージングが必要です;それ故に、動物は長期的な麻酔が必要です。CT は、骨・関節疾患の優れた空間分解能と良いコントラスト骨イメージングを提供することで広く使用されます。その無機構造にもかかわらず優れた構造評価 CT 体内機能情報の継続的な生物学的過程を行いません。核医学機能および分子プロセスの in vivo バイオ マーカーとして利用可能になる新しいトレーサーと調査のための非常に有望なツールです。画像診断法の併用はまた従来の侵襲的方法と動物の冗長性の使用を最小限に抑え、筋骨格系の疾患の動物モデルで疾患病態の評価のための大きな潜在的可能性を保持します。

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