Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

गैर-मादक फैटी लीवर रोग की प्रगति का आकलन करने के लिए विवो माइक्रो-कम्प्यूटेड टोमोग्राफी इमेजिंग तकनीकों में उपन्यास

Published: March 24, 2023 doi: 10.3791/64838
Automatic Translation
*1,2, *3, 4, 3, *3, *4
1The Roger Williams Institute of Hepatology London, Foundation for Liver Research, 2Faculty of Life Sciences and Medicine, King's College London, 3Department of Physiology, Medical School, National and Kapodistrian University of Athens, 4BIOEMTECH, Lefkippos Attica Technology Park NCSR "Demokritos"
* These authors contributed equally

Summary

आहार-प्रेरित गैर-मादक फैटी लीवर रोग (एनएएफएलडी) माउस मॉडल का उपयोग करते हुए, हम एनएएफएलडी की प्रगति के चरणों का आकलन करने के लिए एक गैर-इनवेसिव विधि के रूप में विवो माइक्रो-कंप्यूटेड टोमोग्राफी इमेजिंग तकनीकों में उपन्यास के उपयोग का वर्णन करते हैं, जो एनएएफएलडी से संबंधित यकृत विकृति में इसकी महत्वपूर्ण भागीदारी के कारण मुख्य रूप से यकृत संवहनी नेटवर्क पर ध्यान केंद्रित करते हैं।

Abstract

गैर-मादक फैटी लीवर रोग (एनएएफएलडी) एक बढ़ती वैश्विक स्वास्थ्य समस्या है, और एनएएफएलडी का प्रभाव प्रभावी उपचार की वर्तमान कमी से जटिल है। एनएएफएलडी के समय पर और सटीक निदान (ग्रेडिंग सहित) और निगरानी के साथ-साथ संभावित उपचारों के विकास में बाधा डालने वाले काफी सीमित कारक, यकृत माइक्रोएन्वायरमेंट संरचना के लक्षण वर्णन में वर्तमान अपर्याप्तता हैं और रोग चरण के स्कोरिंग को एक स्थानिक और गैर-आक्रामक तरीके से प्राप्त करते हैं। आहार-प्रेरित एनएएफएलडी माउस मॉडल का उपयोग करते हुए, हमने एनएएफएलडी की प्रगति के चरणों का आकलन करने के लिए एक गैर-इनवेसिव विधि के रूप में विवो माइक्रो-कंप्यूटेड टोमोग्राफी (सीटी) इमेजिंग तकनीकों के उपयोग की जांच की, जो एनएएफएलडी से संबंधित यकृत विकृति में इसकी महत्वपूर्ण भागीदारी के कारण मुख्य रूप से यकृत संवहनी नेटवर्क पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं। यह इमेजिंग पद्धति यकृत स्टीटोसिस और कार्यात्मक ऊतक उत्थान के अनुदैर्ध्य विश्लेषण के साथ-साथ सापेक्ष रक्त की मात्रा, पोर्टल नस व्यास और संवहनी नेटवर्क के घनत्व के मूल्यांकन की अनुमति देती है। एनएएफएलडी प्रगति के दौरान यकृत संवहनी नेटवर्क के अनुकूलन को समझना और प्रस्तावित विधि का उपयोग करके रोग की प्रगति (स्टीटोसिस, सूजन, फाइब्रोसिस) को चिह्नित करने के अन्य तरीकों के साथ इसे सहसंबंधित करना चूहों में एनएएफएलडी अनुसंधान के लिए नए, अधिक कुशल और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य दृष्टिकोण की स्थापना की दिशा में मार्ग प्रशस्त कर सकता है। इस प्रोटोकॉल से रोग की प्रगति के खिलाफ नए उपचारों के विकास की जांच के लिए प्रीक्लिनिकल पशु मॉडल के मूल्य को अपग्रेड करने की भी उम्मीद है।

Introduction

गैर-मादक फैटी लीवर रोग (एनएएफएलडी) एक चयापचय रोग है जो लगभग 25% आबादी और >80% रुग्ण मोटापे सेग्रस्त लोगों को प्रभावित करता है। इन व्यक्तियों में से अनुमानित एक-तिहाई गैर-मादक स्टीटोहेपेटाइटिस (एनएएसएच) में प्रगति करते हैं, जो हेपेटिक स्टीटोसिस, सूजन और फाइब्रोसिस2 की विशेषता है। एनएएसएच एक रोग चरण है जिसमें सिरोसिस और हेपेटोसेलुलर कार्सिनोमा (एचसीसी) 3,4 के विकास के लिए काफी अधिक जोखिम होता है। इस कारण से, एनएएसएच वर्तमान में यकृत प्रत्यारोपण का दूसरा सबसे आम कारण है, और यह जल्द ही यकृत प्रत्यारोपण 5,6,7 का सबसे महत्वपूर्ण भविष्यवक्ता बनने की उम्मीद है। इसकी व्यापकता और गंभीरता के बावजूद, एनएएफएलडी के लिए कोई रोग-विशिष्ट चिकित्सा उपलब्ध नहीं है, और मौजूदा उपचार केवल इंसुलिन प्रतिरोध और हाइपरलिपिडिमिया 5,6 जैसे रोग से जुड़े रोगों से निपटने का लक्ष्य रखते हैं।

हाल के वर्षों में, एंडोथेलियम की पैथोफिजियोलॉजिकल भूमिका और अनुकूलन और, सामान्य रूप से, चयापचय ऊतकों के संवहनी नेटवर्क, जैसे वसा ऊतक और यकृत, अनुसंधान में अधिक महत्व प्राप्त कर रहे हैं, खासकर मोटापे और चयापचय विकृति 7,8 के दौरान। एंडोथेलियम एक सेलुलर मोनोलेयर है जो संवहनी नेटवर्क को आंतरिक रूप से पंक्तिबद्ध करता है, एक कार्यात्मक और संरचनात्मक बाधा के रूप में कार्य करता है। यह विभिन्न शारीरिक और रोग प्रक्रियाओं में भी योगदान देता है, जैसे कि घनास्त्रता, मेटाबोलाइट परिवहन, सूजन और एंजियोजेनेसिस 9,10। यकृत के मामले में, संवहनी नेटवर्क, अन्य विशेषताओं के बीच, अत्यधिक विशिष्ट कोशिकाओं की उपस्थिति की विशेषता है, जिसे यकृत साइनसॉइडल एंडोथेलियल कोशिकाओं (एलएसईसी) के रूप में परिभाषित किया गया है। इन कोशिकाओं में एक तहखाने की झिल्ली की कमी होती है और इसमें कई फेनेस्ट्रे होते हैं, जिससे रक्त और यकृत पैरेन्काइमा के बीच सब्सट्रेट ्स के आसान हस्तांतरण की अनुमति मिलती है। उनके विशिष्ट शारीरिक स्थान और विशेषताओं के कारण, एलएसईसी की यकृत की पैथोफिजियोलॉजिकल प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका होती है, जिसमें एनएएफएलडी / एनएएसएच के दौरान यकृत सूजन और फाइब्रोसिस का विकास शामिल है। दरअसल, एनएएफएलडी के दौरान एलएसईसी से गुजरने वाले पैथोलॉजिकल, आणविक और सेलुलर अनुकूलन रोग की प्रगति मेंयोगदान करते हैं। विशेष रूप से, एनएएफएलडी के दौरान होने वाला एलएसईसी-निर्भर यकृत एंजियोजेनेसिस सूजन के विकास और एनएएसएच या यहां तक कि एचसीसी12 में रोग की प्रगति से काफी जुड़ा हुआ है। इसके अलावा, मोटापे से संबंधित प्रारंभिक एनएएफएलडी एलएसईसी में इंसुलिन प्रतिरोध के विकास की विशेषता है, जो यकृत सूजन या अन्य उन्नत एनएएफएलडीसंकेतों के विकास से पहले है।

इसके अतिरिक्त, एलएसईसी हाल ही में यकृत रक्त प्रवाह और संवहनी नेटवर्क अनुकूलन के केंद्रीय नियामकों के रूप में उभरे हैं। दरअसल, पुरानी जिगर की बीमारी को प्रमुख इंट्रा-हेपेटिक वाहिकासंकीर्णन और रक्त प्रवाह के प्रतिरोध में वृद्धि की विशेषता है, जो पोर्टल उच्च रक्तचाप16 के विकास में योगदान करते हैं। एनएएफएलडी के मामले में, कई एलएसईसी-संबंधित तंत्र इस घटना में योगदान करते हैं। उदाहरण के लिए, एलएसईसी-विशिष्ट इंसुलिन प्रतिरोध, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, यकृत वाहिका13 के कम इंसुलिन-निर्भर वासोडिलेशन से जुड़ा हुआ है। इसके अलावा, बीमारी के दौरान, यकृत वाहिका वासोकॉन्स्ट्रिक्टर्स के प्रति अधिक संवेदनशील हो जाती है, आगे यकृत रक्त प्रवाह की हानि में योगदान देती है और कतरनी तनाव के उद्भव की ओर ले जाती है, जिसके परिणामस्वरूप साइनसोइडल माइक्रोसर्कुलेशन17 का विघटन होता है। इन तथ्यों से पता चलता है कि यकृत रोग में वाहिका एक महत्वपूर्ण लक्ष्य है। एनएएफएलडी/एनएएसएच के समय पर निदान और निगरानी के साथ-साथ संभावित उपचारों के विकास में बाधा डालने वाले सीमित कारक, हेपेटिक माइक्रोएन्वायरमेंट और (माइक्रो) संवहनी संरचना के लगातार लक्षण वर्णन में अपर्याप्तता हैं, साथ ही साथ रोग चरण के स्कोरिंग में भी अपर्याप्तता है।

माइक्रो-कंप्यूटेड टोमोग्राफी (सीटी) इमेजिंग वर्तमान में एक जीवित जीव के भीतर शारीरिक जानकारी को सटीक रूप से चित्रित करने के लिए स्वर्ण-मानक गैर-इनवेसिव इमेजिंग विधि है। माइक्रो-सीटी और एमआरआई दो पूरक इमेजिंग विधियों का प्रतिनिधित्व करते हैं जो विकृति की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर कर सकते हैं और छवि संरचनाओं और ऊतकों में असाधारण संकल्प और विस्तार प्रदान कर सकते हैं। माइक्रो-सीटी, विशेष रूप से, एक बहुत ही तेज़ और सटीक उपकरण है जिसका उपयोग अक्सर हड्डियों के रोगों और संबंधित हड्डी कीसतह में परिवर्तन जैसे रोगों का अध्ययन करने के लिए किया जाता है, समय19 के साथ फुफ्फुसीय फाइब्रोसिस की प्रगति का आकलन करना, फेफड़ों के कैंसर और इसके स्टेजिंग20 का निदान करना, या यहां तक कि दंत विकृति21 की जांच करना, बिना किसी विशेष तैयारी (या विनाश) के नमूनों की छवि के बिना।

माइक्रो-सीटी की इमेजिंग तकनीक पदार्थ के साथ एक्स-रे की बातचीत के संदर्भ में विभिन्न अंगों के विभिन्न क्षीणन गुणों पर आधारित है। उच्च एक्स-रे क्षीणन अंतर पेश करने वाले अंगों को सीटी छवियों में उच्च विरोधाभास के साथ चित्रित किया गया है (यानी, फेफड़े अंधेरे दिखाई देते हैं और हड्डियां हल्की होती हैं)। बहुत समान क्षीणन गुण (विभिन्न नरम ऊतक) पेश करने वाले अंग, सीटी छवियों22 पर अंतर करना चुनौतीपूर्ण है। इस सीमा को संबोधित करने के लिए, आयोडीन, सोना और बिस्मथ पर आधारित विशेष कंट्रास्ट एजेंटों को विवो उपयोग में बड़े पैमाने पर जांच की गई है। ये एजेंट उन ऊतकों के क्षीणन गुणों को बदलते हैं जिनमें वे जमा होते हैं, परिसंचरण से धीरे-धीरे साफ हो जाते हैं, और पूरे संवहनी प्रणाली या चुने हुए ऊतकों के समान और स्थिर ओपसिफ़िकेशन को सक्षमकरते हैं।

मानव निदान में, सीटी इमेजिंग और तुलनीय तकनीकें, जैसे एमआरआई-व्युत्पन्न प्रोटॉन घनत्व वसा अंश, पहले से ही यकृत वसा सामग्री24,25 के निर्धारण के लिए उपयोग में हैं। एनएएफएलडी के संदर्भ में, पैथोलॉजिकल घावों या छोटे वाहिकाओं को सटीक रूप से अलग करने के लिए उच्च नरम ऊतक कंट्रास्ट आवश्यक है। इस उद्देश्य के लिए, यकृत ऊतक विशेषताओं के बढ़े हुए विपरीत प्रदान करने वाले कंट्रास्ट एजेंटों का उपयोग किया जाता है। इस तरह के उपकरण और सामग्री कई यकृत विशेषताओं और संभावित पैथोलॉजी अभिव्यक्तियों के अध्ययन की अनुमति देते हैं, जैसे कि संवहनी नेटवर्क की वास्तुकला और घनत्व, लिपिड जमाव / स्टीटोसिस, और यकृत में कार्यात्मक ऊतक अपटेक / लिपिड (काइलोमाइक्रोन) स्थानांतरण। इसके अतिरिक्त, यकृत सापेक्ष रक्त की मात्रा और पोर्टल नस व्यास का भी मूल्यांकन किया जा सकता है। बहुत कम स्कैन समय में, ये सभी पैरामीटर एनएएफएलडी के मूल्यांकन और प्रगति पर अलग-अलग और पूरक जानकारी प्रदान करते हैं, जिसका उपयोग गैर-आक्रामक और विस्तृत निदान विकसित करने के लिए किया जा सकता है।

इस लेख में, हम एनएएफएलडी की प्रगति के चरणों का आकलन करने के लिए एक गैर-इनवेसिव विधि के रूप में विवो माइक्रो-सीटी इमेजिंग तकनीकों में उपन्यास के उपयोग के लिए एक चरण-दर-चरण प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं। इस प्रोटोकॉल का उपयोग करते हुए, यकृत स्टीटोसिस और कार्यात्मक ऊतक उत्थान के अनुदैर्ध्य विश्लेषण, साथ ही सापेक्ष रक्त की मात्रा, पोर्टल नस व्यास और संवहनी नेटवर्क के घनत्व का मूल्यांकन, यकृत रोग के माउस मॉडल में किया और लागू किया जा सकता है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

सभी प्रक्रियाओं को यूरोपीय और राष्ट्रीय कल्याण नियमों के अनुसार BIOEMTECH के कर्मियों द्वारा किया गया था और राष्ट्रीय अधिकारियों द्वारा अनुमोदित किया गया था (लाइसेंस संख्या EL 25 BIOexp 45 / PN 49553 21/01/20)। सभी प्रयोगों को एराइव दिशानिर्देशों26 के पालन के साथ डिजाइन और रिपोर्ट किया गया था। चूहों को हेलेनिक पाश्चर इंस्टीट्यूट, एथेंस, ग्रीस से खरीदा गया था।

नोट: जानवरों को 20-22 डिग्री सेल्सियस पर एक कमरे में रेल और कार्डबोर्ड ट्यूबों से समृद्ध व्यक्तिगत रूप से हवादार पिंजरों में रखा गया था, जिसमें 50% -60% की सापेक्ष आर्द्रता और 12 घंटे प्रकाश / अंधेरे चक्र (प्रकाश 07:00 बजे -07:00 बजे) था। उच्च वसा वाले आहार (एचएफडी) और उच्च-फ्रुक्टोज कॉर्न सिरप (एचएफसीएस), एक फ्रुक्टोज- और ग्लूकोज युक्त स्वीटनर का संयोजन जो आधुनिक प्रकार के वसा समृद्ध आहार में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, का उपयोग एनएएफएलडी को एक मान्यता प्राप्त विश्वसनीय मॉडल27,28,29,30 के रूप में प्रेरित करने के लिए किया गया था। 7-8 सप्ताह की उम्र में, पुरुष सी 57बीएल /6 चूहों को वसा से 10% किलोकैलोरी के साथ या तो सामान्य आहार (एन = 2) या एचएफडी (एन = 2) के साथ एक सामान्य आहार (एन = 2) तक पहुंच दी गई थी, जिसमें 22 सप्ताह के लिए पानी में 5% एचएफसीएस के साथ पूरक वसा से 60% किलोकैलोरी होती है। शरीर का वजन डिजिटल बैलेंस का उपयोग करके साप्ताहिक रूप से प्राप्त किया गया था, और प्रयोगात्मक अवधि के दौरान, स्कोर शीट का उपयोग करके वैकल्पिक दिनों में पशु कल्याण की निगरानी की गई थी। इमेजिंग प्रोटोकॉल के अंत में, चूहों को ग्रीवा अव्यवस्था के माध्यम से इच्छामृत्यु दी गई थी।

1. पशु तैयारी

नोट: इमेजिंग प्रोटोकॉल चित्रा 1 में संक्षेपित है।

  1. 3% -4% आइसोफ्लुरेन (कमरे की हवा में) का उपयोग करके माउस को एनेस्थेटाइज करें, और एक समर्पित हीटिंग पैड का उपयोग करके अपने शरीर के तापमान को बनाए रखें।
    नोट: स्कैन शुरू करने से पहले पर्याप्त संज्ञाहरण गहराई की पुष्टि करने के लिए पेडल वापसी रिफ्लेक्स की अनुपस्थिति का उपयोग किया जाना चाहिए।
  2. प्रयोग से पहले जानवर की आंखों पर नेत्र मरहम लागू करें।
  3. जानवर को सीटी स्कैनर पालने में रखें, नाक शंकु को सुरक्षित करें, और रखरखाव के लिए 1.5% -3% आइसोफ्लुरेन (कमरे की हवा में) पर स्विच करें।
    नोट: एनेस्थीसिया के रखरखाव के लिए आइसोफ्लुरेन के उचित प्रतिशत की पुष्टि करने के लिए पेडल वापसी रिफ्लेक्स की अनुपस्थिति का उपयोग किया जाना चाहिए।
  4. माउस की लगातार निगरानी करें।

2. प्री-स्कैनिंग तैयारी

नोट: इमेजिंग दो प्रयोगात्मक चरणों में किया जाता है ताकि पहले कंट्रास्ट एजेंट को परिसंचरण और ऊतकों से पर्याप्त रूप से साफ किया जा सके। ईएक्सआईए (पहला कंट्रास्ट एजेंट) पहले चरण में और एक्सिट्रॉन (दूसरा कंट्रास्ट एजेंट) दूसरे चरण में प्रशासित किया जाता है, जैसा कि नीचे "इमेजिंग वर्कफ़्लो" अनुभाग (अनुभाग 3) में वर्णित है।

  1. कंट्रास्ट एजेंट (या तो ईएक्सआईए या एक्सिट्रॉन, प्रयोगात्मक चरण के आधार पर) को 3 घंटे के लिए कमरे के तापमान तक पहुंचने की अनुमति दें।
  2. सीटी स्कैनर पर निम्नलिखित स्कैनिंग पैरामीटर सेट करें: 50 केवीपी ट्यूब वोल्टेज के तहत उच्च-रिज़ॉल्यूशन प्रोटोकॉल और 460 μA, गैर-सर्पिल, 720 अनुमान / रोटेशन, चार रोटेशन और 4 मिनट अधिग्रहण समय का प्रवाह।

3. इमेजिंग वर्कफ़्लो

  1. प्रायोगिक चरण 1
    1. अधिकतम कंट्रास्ट के लिए शरीर के वजन के 6 μL / g की एक अपरिवर्तित खुराक पर प्रशासित किए जाने वाले पहले कंट्रास्ट एजेंट की मात्रा की गणना और तैयारी करें।
    2. टेल वेन कैथेटर को सेलाइन से भरकर और कंट्रास्ट एजेंट से भरी सिरिंज से जोड़कर तैयार करें।
    3. एक पूर्व-विपरीत पूरे शरीर (डब्ल्यूबी) और यकृत बेसलाइन स्कैन प्राप्त करें।
    4. सुनिश्चित करें कि सिरिंज या कैथेटर में कोई बुलबुले या रुकावट ें नहीं हैं।
    5. पूंछ की नस में प्रीफिल्ड कैथेटर डालें, और 1-3 मिनट की अवधि (बोलस इंजेक्शन के रूप में नहीं) के साथ धीरे-धीरे और मैन्युअल रूप से किए गए इंजेक्शन के माध्यम से कंट्रास्ट एजेंट का प्रशासन करें। उचित जलसेक दर पर सेट होने पर एक सिरिंज पंप का उपयोग किया जा सकता है।
      नोट: वासोडिलेशन को प्रेरित करने और कैथेटर सम्मिलन में मदद करने के लिए जानवर की पूंछ को गुनगुने पानी में रखा जा सकता है।
    6. अलग-अलग समय बिंदुओं पर डब्ल्यूबी और यकृत स्कैन प्राप्त करें, जैसा कि तालिका 1 में दर्शाया गया है।
      नोट: यदि सभी बिंदुओं का अधिग्रहण संभव नहीं है, तो 45 मिनट पोस्ट-इंजेक्शन (पीआई) पर ध्यान केंद्रित किया जाना चाहिए, जो अधिकतम यकृत उत्थान का बिंदु है, और 48 एच पीआई, जो तब होता है जब निकासी प्राप्त होती है।
  2. प्रायोगिक चरण 2
    1. पहले कंट्रास्ट एजेंट (48 एच पीआई) के साथ अंतिम रीडिंग के 10 दिन बाद दूसरे कंट्रास्ट एजेंट के प्रशासन के लिए अनुभाग 1 में वर्णित माउस को फिर से तैयार करें।
    2. चरण 2.1-2.2 निष्पादित करें।
    3. अधिकतम कंट्रास्ट के लिए शरीर के वजन के 8 μL / g की एक अपरिवर्तित खुराक पर प्रशासित किए जाने वाले दूसरे कंट्रास्ट एजेंट की मात्रा की गणना और तैयारी करें।
    4. टेल वेन कैथेटर को सेलाइन से भरकर और कंट्रास्ट एजेंट से भरी सिरिंज से जोड़कर तैयार करें।
    5. सापेक्ष रक्त की मात्रा और यकृत स्टीटोसिस का मूल्यांकन करने के लिए एक पूर्व-विपरीत डब्ल्यूबी और यकृत बेसलाइन स्कैन प्राप्त करें।
    6. सुनिश्चित करें कि स्कैन में पहले कंट्रास्ट एजेंट की पूर्ण निकासी के संकेत के रूप में कोई कंट्रास्ट पता लगाने योग्य नहीं है।
    7. पूंछ की नस में प्रीफिल्ड कैथेटर डालें, और 1-3 मिनट की अवधि (बोलस इंजेक्शन के रूप में नहीं) के साथ धीरे-धीरे और मैन्युअल रूप से किए गए अंतःशिरा इंजेक्शन के माध्यम से कंट्रास्ट एजेंट का प्रशासन करें। उचित जलसेक दर पर सेट होने पर एक सिरिंज पंप का उपयोग किया जा सकता है।
    8. अलग-अलग समय बिंदुओं पर डब्ल्यूबी और यकृत स्कैन प्राप्त करें, जैसा कि तालिका 1 में दर्शाया गया है।
      नोट: डब्ल्यूबी स्कैन 10 मिनट और 4 घंटे पीआई पर प्राप्त किए जाते हैं। उनके बीच महत्वपूर्ण समय अंतराल शरीर में ट्रेसर जैव वितरण के मूल्यांकन के साथ-साथ इसकी सापेक्ष निकासी की अनुमति देता है।

4. डेटा निष्कर्षण और विश्लेषण

नोट: इस प्रोटोकॉल में, एक विशिष्ट इमेजिंग प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर ( सामग्री की तालिका देखें) के आधार पर डेटा निष्कर्षण और विश्लेषण चरण प्रदान किए जाते हैं। विभिन्न सॉफ़्टवेयर का उपयोग करते समय वर्णित चरणों को अनुकूलित करने की आवश्यकता हो सकती है।

  1. "हेपेटिक लिपिड जमाव / स्टीटोसिस का मूल्यांकन"।
    नोट: हेपेटिक स्टीटोसिस के मूल्यांकन के लिए, कोई कंट्रास्ट एजेंट का उपयोग नहीं किया जाता है, और नियंत्रण और विकृति के बीच तुलना की जाती है। विभिन्न चूहों के बीच ऊतक क्षीणन गुणों में अपेक्षाकृत उच्च विचलन के कारण, निम्नलिखित समीकरण के अनुसार प्लीहा (वसा मुक्त ऊतक) और वसा (पूर्ण वसा ऊतक) के खिलाफ यकृत के लिए घनत्व मान सामान्यीकृत होते हैं और जैसा कि पहले वर्णितहै 25:
    Equation 1
    1. विश्लेषण करने के लिए, प्री-कंट्रास्ट स्कैन की डीआईसीओएम फ़ाइल लोड करें, और यकृत, प्लीहा और सफेद वसा ऊतक (डब्ल्यूएटी) को स्पष्ट रूप से देखने के लिए बार / कंट्रास्ट को समायोजित करें।
    2. फ्रंट पैनल पर टूल पुल-डाउन मेनू के माध्यम से मॉडलिंग ऑपरेटर टूल तक पहुंचें, और 3 डी आरओआई टूल का चयन करें।
    3. 3 डी आरओआई ऑपरेटर के तहत, उन क्षेत्रों में नमूना करण करने के लिए कई आरओआई (प्रत्येक ऊतक के लिए आठ तक) उत्पन्न करने के लिए आरओआई जोड़ें का चयन करें जहां यकृत (अधिमानतः बाएं मेडियल लोब, दाएं मेडियल लोब और बाएं पार्श्व लोब के क्षेत्रों में) और प्लीहा स्पष्ट दिखाई देते हैं, जिसमें कोई स्पष्ट रक्त वाहिका और वसा नहीं होती है।
      नोट: डब्ल्यूएटी के लिए, आरओआई को आंत के वसा ऊतक डिपो के बीच में चुना जाता है। अनुशंसित क्षेत्रों को चित्र 2 में दिखाया गया है। प्लीहा अनुपात का उपयोग करके और डब्ल्यूएटी को शामिल किए बिना सामान्यीकरण विधियों को पहले से स्थापित31 के रूप में भी लागू किया जा सकता है।
    4. 3 डी पेंट मोड और इरोड/डाइलेट सुविधा के तहत, 2 डी का चयन करें, और प्रत्येक आरओआई के लिए एक नाम और रंग निर्दिष्ट करने के लिए दिखाई देने वाले इंटरफ़ेस का उपयोग करें।
    5. मैन्युअल रूप से 2 डी आरओआई खींचने के लिए 8 पिक्सेल के व्यास के साथ स्फीयर पेंट आरओआई टूल का उपयोग करें।
    6. ट्रांसवर्स प्लेन पर क्रॉस हेयर टूल का उपयोग करके रुचि के क्षेत्रों पर 2 डी आरओआई को विभाजित करके नमूना करण करें, जैसा कि चित्रा 3 ए में दिखाया गया है।
    7. 2 डी आरओआई के विभाजन को पूरा करने के लिए कोरोनल प्लेन पर चयनित बिंदु पर क्लिक करें, जैसा कि चित्रा 3 बी में दिखाया गया है।
    8. शेष आरओआई को परिभाषित करने के लिए प्रक्रिया को दोहराएं।
      नोट: नमूना लेते समय, अंग सीमा क्षेत्रों से बचें, क्योंकि यह शोर पेश कर सकता है और प्रत्येक आरओआई के गणना किए गए हौंसफील्ड यूनिट (एचयू) मूल्य की विश्वसनीयता को प्रभावित कर सकता है।
    9. एक बार खंडित आरओआई से संतुष्ट होने के बाद, नेविगेशन पर जाएं, और प्रत्येक आरओआई के लिए गणना किए गए एचयू मानों वाली परिमाणीकरण तालिका प्रदर्शित करने के लिए शो टेबल का चयन करें।
      नोट: ब्याज के मान "माध्य" कॉलम में सूचीबद्ध हैं, जिसमें रुचि के अंगों के लिए आरओआई में निहित वोक्सेल (एचयू) के संख्यात्मक माध्य मान शामिल हैं। ब्याज के मान नोट करें, या निर्यात तालिका का चयन करके संपूर्ण तालिका सहेजें.
    10. यकृत, प्लीहा और डब्ल्यूएटी के लिए औसत एचयू की गणना करें, और यकृत वसा के प्रतिशत की गणना करने के लिए उपरोक्त समीकरण में मूल्यों को प्लग करें।
  2. यकृत में कार्यात्मक ऊतक अपटेक / लिपिड (काइलोमाइक्रोन) स्थानांतरण
    लिपिड (काइलोमाइक्रोन) स्थानांतरण का विश्लेषण पहले प्रकाशित विधि32 के आधार पर पहले कंट्रास्ट एजेंट इन्फ्यूजन के बाद 45 मिनट और 48 घंटे में अधिग्रहित स्कैन से किया जाता है। नीचे दिए गए समीकरण का उपयोग करके विभिन्न ऊतकों और समय बिंदुओं के लिए कंट्रास्ट की गणना की जाती है:
    Equation 2
    पीवी ऑर्गन टी आई टाइम टी आई (0 एच से 48 घंटे तक) पर अंग में औसत पिक्सेल मान है, और पीवी ऑर्गन टी 0 बिना कंट्रास्ट के छवि में अंग में औसत पिक्सेल मान है।
    1. इस विश्लेषण को करने के लिए, ईएक्सआईए स्कैन डीआईसीओएम फ़ाइल लोड करें, और यकृत, प्लीहा और बाएं वेंट्रिकल को स्पष्ट रूप से देखने के लिए बार / कंट्रास्ट को समायोजित करें।
    2. फ्रंट पैनल पर टूल पुल-डाउन मेनू के माध्यम से मॉडलिंग ऑपरेटर तक पहुंचें, और 3 डी आरओआई टूल का चयन करें।
    3. 3 डी आरओआई ऑपरेटर के तहत, यकृत के लिए कई आरओआई को सेगमेंट करने के लिए आरओआई जोड़ें का चयन करें।
    4. 3 डी पेंट मोड और इरोड / पतला सुविधा के तहत, 8 पिक्सेल और -1 इरोड के व्यास के साथ स्फीयर पेंट आरओआई टूल का उपयोग करें।
      नोट: स्लाइस पर कई आरओआई का चयन करें जहां प्रत्येक अंग स्पष्ट रूप से दिखाई देता है। सीमा क्षेत्रों से बचें, क्योंकि यह शोर पेश कर सकता है और प्रत्येक आरओआई के गणना किए गए एचयू मूल्य की विश्वसनीयता को प्रभावित कर सकता है। इसके परिणामस्वरूप कई 3 डी आरओआई का नमूना लिया जाएगा, जो छोटे अंग वॉल्यूम के अनुरूप हैं।
    5. प्रत्येक ROI के लिए नाम और रंग निर्दिष्ट करने के लिए प्रकट होने वाले इंटरफ़ेस का उपयोग करें।
    6. एक बार डिज़ाइन किए गए आरओआई से संतुष्ट होने के बाद, नेविगेशन पर जाएं, और प्रत्येक आरओआई के लिए गणना किए गए एचयू मानों वाली परिमाणीकरण तालिका प्रदर्शित करने के लिए शो टेबल का चयन करें।
      नोट: ब्याज के मान "माध्य" कॉलम के तहत सूचीबद्ध हैं, जो आरओआई में शामिल वोक्सेल (एचयू) के संख्यात्मक माध्य मूल्यों को प्रदर्शित करता है। प्रत्येक अंग के आरओआई का औसत एचयू मान पीवी अंग टीआई से मेल खाता है। ब्याज के मान नोट करें, या निर्यात तालिका का चयन करके संपूर्ण तालिका सहेजें.
    7. पीवी ऑर्गन टी0 प्राप्त करने के लिए, कंट्रास्ट एजेंट इंजेक्शन से पहले यकृत, प्लीहा और बाएं वेंट्रिकल की औसत चमक की गणना करने के लिए प्री-कंट्रास्ट डीआईसीओएम फ़ाइल का उपयोग करके उपरोक्त सभी चरणों को दोहराएं।
    8. कार्यात्मक ऊतक अपटेक / लिपिड (काइलोमाइक्रोन) हस्तांतरण के अनुरूप प्रतिशत कंट्रास्ट निकालने के लिए उपरोक्त समीकरण में मान डालें।
  3. हेपेटिक संवहनी नेटवर्क की वास्तुकला और घनत्व
    नोट: यकृत संवहनी नेटवर्क की वास्तुकला और घनत्व का विश्लेषण पहले प्रकाशित पद्धति पर आधारित है।33 और दूसरे कंट्रास्ट एजेंट के 10 मिनट पीआई प्राप्त यकृत स्कैन पर किया जाता है।
    1. इस विश्लेषण को करने के लिए, ExiTron स्कैन DICOM फ़ाइल लोड करें, और यकृत संवहनी नेटवर्क को स्पष्ट रूप से देखने के लिए बार / कंट्रास्ट को समायोजित करें।
    2. फ्रंट पैनल पर टूल पुल-डाउन मेनू के माध्यम से मॉडलिंग ऑपरेटर तक पहुंचें, और 3 डी आरओआई टूल का चयन करें।
    3. 3 डी आरओआई ऑपरेटर के तहत, यकृत के लिए 3 डी आरओआई उत्पन्न करने के लिए आरओआई जोड़ें का चयन करें।
    4. 3डी पेंट मोड और इरोड/डाइलेट फीचर के तहत 3डी सेलेक्ट करें।
      नोट: कोरोनल विमान में विभाजन परतों को परिभाषित करने के लिए -1 इरोड के साथ स्फीयर पेंट आरओआई टूल का उपयोग करें। आरओआई पेंटिंग टूल का व्यास प्रत्येक परत के अनुसार समायोजित किया जाना चाहिए (किसी भी वांछित / अवांछित वोक्सेल चयन को जोड़ने / हटाने के लिए)। यह अनुशंसा की जाती है कि जिगर की मात्रा को शुरू में कोरोनल प्लेन में परिभाषित किया जाए, और फिर आरओआई को सही करने के लिए अनुप्रस्थ और धनु विमानों का उपयोग किया जा सकता है। इस प्रक्रिया के लिए परिशुद्धता की आवश्यकता होती है। उपयोगकर्ता को यह सुनिश्चित करते हुए कि यकृत के सभी क्षेत्रों को परिभाषित आरओआई में शामिल किया गया है, प्रत्येक आरओआई परत को विभाजित करते समय अन्य ऊतकों, वाहिकाओं और हड्डियों को शामिल नहीं करने के लिए बहुत सावधान रहना चाहिए। इस कारण से, यकृत की शारीरिक सीमाओं से परिचित होना महत्वपूर्ण है।
    5. एक बार परिणामी यकृत आरओआई से संतुष्ट होने के बाद, छवि डेटा से सभी वोक्सेल को हटाने के लिए एक कटौती करें जो शुरू में खंडित यकृत आरओआई से संबंधित नहीं हैं। इसके लिए आरओआई सिलेक्टर से लिवर आरओआई चुनें और परफॉर्म कट आइकन पर क्लिक करें। यह ऑपरेशन पृष्ठभूमि को हटा देता है और यकृत आरओआई को अपरिवर्तित छोड़ देता है।
      नोट: यद्यपि पूर्ववत/रीडो फ़ंक्शन 3 डी आरओआई टूल के तहत किए गए सभी कार्यों पर लागू होते हैं, लेकिन आरओआई काटने की कार्रवाई को पूर्ववत नहीं किया जा सकता है। इसलिए, इस क्रिया से पहले, उपयोगकर्ता डीआईसीओएम प्रारूप में प्रारंभिक यकृत आरओआई को सहेजने पर विचार कर सकता है।
    6. परिणामस्वरूप यकृत आरओआई में संवहनी नेटवर्क और आसपास के ऊतक शामिल हैं, जिन्हें हटा दिया जाना चाहिए। इसके लिए रिसेट आरओआई झाड़ू बटन पर क्लिक करके लिवर आरओआई को रीसेट करें।
    7. उस इंटरफ़ेस का उपयोग करें जो यकृत ROI के सभी पिक्सेल को पृष्ठभूमि में स्थानांतरित करने के लिए प्रकट होता है।
      नोट: इस ऑपरेशन के बाद यकृत आरओआई अभी भी मौजूद होगा, लेकिन इसमें अब कोई वोक्सेल नहीं होगा।
    8. लिवर आरओआई को फिर से विभाजित करने के लिए ताकि इसमें केवल संवहनी-संबद्ध पिक्सेल शामिल हों, जादू की छड़ी आइकन द्वारा निरूपित विभाजन एल्गोरिदम पर जाएं, और कनेक्टेड थ्रेशोल्डिंग का चयन करें।
    9. थ्रेशोल्डिंग लागू करने से पहले आउटपुट के रूप में ROI और इनपुट ड्रॉप-डाउन मेनू से इनपुट के रूप में पृष्ठभूमि को परिभाषित करें।
    10. अधिकतम और न्यूनतम मान भरने और संवहनी नेटवर्क प्राप्त करने के लिए प्रत्येक थ्रेशोल्ड फ़ील्ड के बाईं ओर मिन और मैक्स आइकन पर क्लिक करके थ्रेसहोल्ड सेट करें।
      नोट: चयनित सीमा के भीतर केवल पिक्सेल परिणामी ROI में शामिल किए जाएंगे। विभिन्न जानवरों के बीच थ्रेशोल्ड मूल्यों को समायोजित करना यह सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक जानवर में इंजेक्ट किए गए कंट्रास्ट एजेंट की सटीक मात्रा के संबंध में समान शारीरिक क्षेत्रों को ध्यान में रखा जाता है। यह चयनित ऊतकों के बीच स्थिर है, भले ही संख्यात्मक मान समान न हों।
    11. क्रॉस हेयर टूल का उपयोग किसी ऐसे बिंदु पर क्लिक करने के लिए करें जहां संवहनी नेटवर्क स्पष्ट दिखाई देता है, और विभाजन करने के लिए लागू करें पर क्लिक करें।
    12. अधिकतम तीव्रता प्रक्षेपण (MIP) व्यूअर सक्रिय करें।
    13. एमआईपी दृश्य में संवहनी नेटवर्क कितना स्पष्ट दिखाई देता है, इसके संदर्भ में परिणामी यकृत आरओआई का मूल्यांकन करें।
    14. यदि ऊतक यकृत आरओआई के कुछ हिस्सों में रहता है, तो मिन थ्रेशोल्ड मान को समायोजित करके चरण 4.3.5-4.3.11 को दोहराएं जब तक कि खंडित यकृत आरओआई स्पष्ट रूप से संवहनी नेटवर्क का प्रतिनिधित्व नहीं करता है।
    15. एक बार परिणामी यकृत आरओआई से संतुष्ट होने के बाद, क्यूबिक मिलीमीटर में गणना किए गए यकृत आरओआई मात्रा वाले परिमाणीकरण तालिका उत्पन्न करें।
      नोट: ब्याज के मान "मिमी3" कॉलम में सूचीबद्ध हैं, जिसमें यकृत आरओआई में निहित वोक्सेल (एचयू) का संख्यात्मक वॉल्यूम मान शामिल है। ब्याज के मान नोट करें, या निर्यात तालिका का चयन करके संपूर्ण तालिका सहेजें.
  4. यकृत सापेक्ष रक्त की मात्रा।
    नोट: यकृत सापेक्ष रक्त की मात्रा (आरबीवी) के माप के लिए, जो फाइब्रोसिस प्रगति के दौरान नवगठित रक्त वाहिकाओं की मात्रा के साथ महत्वपूर्ण रूप से संबंधित है, दूसरे कंट्रास्ट एजेंट इंजेक्शन के बाद 4 घंटे में प्री-कंट्रास्ट स्कैन और स्कैन का उपयोग किया जाता है। विश्लेषण पहले वर्णित34 के रूप में किया जाता है।
    1. इस विश्लेषण को करने के लिए, ExiTron स्कैन DICOM फ़ाइल लोड करें, और बार/कंट्रास्ट समायोजित करें।
      नोट: एमआईपी व्यूअर को अक्षम करें: वरीयताओं के तहत, लोड होने पर एमआईपी व्यूअर को अक्षम करने के लिए बॉक्स को चेक करें। बड़े डेटासेट के लिए, यह लोडिंग गति में सुधार कर सकता है।
    2. फ्रंट पैनल पर टूल पुल-डाउन मेनू के माध्यम से मॉडलिंग ऑपरेटर तक पहुंचें, और 3 डी आरओआई टूल का चयन करें। यह उपकरण 2 डी और 3 डी दोनों क्षेत्रों को ड्राइंग, विज़ुअलाइज़, सहेजने और मात्रा निर्धारित करने के लिए उन्नत विकल्प प्रदान करता है।
    3. 3 डी आरओआई ऑपरेटर के तहत, आरओआई जोड़ें का चयन करें, और दो आरओआई सेगमेंट करें: एक यकृत के लिए और एक बड़ी रक्त वाहिका के लिए।
    4. 3डी पेंट मोड और इरोड/डाइलेट फीचर के तहत 2डी सेलेक्ट करें।
      नोट: यकृत के लिए 8-10 पिक्सेल और रक्त वाहिका के लिए 4-6 पिक्सेल के व्यास के साथ स्फीयर पेंट आरओआई उपकरण का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। हालांकि, पेंट टूल व्यास को इस बात के आधार पर समायोजित किया जा सकता है कि चयनित क्षेत्र कितना छोटा है।
    5. प्रत्येक ROI के लिए नाम और रंग निर्दिष्ट करने के लिए प्रकट होने वाले इंटरफ़ेस का उपयोग करें।
      नोट: रुचि के ऊतकों के केंद्रीय भागों के दो से पांच स्लाइस का चयन करें, और प्रत्येक ऊतक के लिए 2 डी आरओआई उत्पन्न करने के लिए विभाजन परतों को परिभाषित करें। प्रत्येक स्लाइस पर क्षेत्रों का चयन करते समय, अंग सीमा क्षेत्रों से बचें, जैसा कि चित्रा 4 में दिखाया गया है, क्योंकि यह शोर पेश कर सकता है और प्रत्येक आरओआई के गणना किए गए एचयू मूल्य की विश्वसनीयता को प्रभावित कर सकता है।
    6. एक बार डिज़ाइन किए गए आरओआई से संतुष्ट होने के बाद, नेविगेशन पर जाएं, और प्रत्येक आरओआई के लिए गणना किए गए एचयू मानों वाली परिमाणीकरण तालिका प्रदर्शित करने के लिए शो टेबल का चयन करें।
      नोट: ब्याज के मान "माध्य" कॉलम के तहत सूचीबद्ध हैं, जो आरओआई में शामिल वोक्सेल (एचयू) के संख्यात्मक माध्य मूल्यों को प्रदर्शित करता है। ब्याज के मान नोट करें, या निर्यात तालिका का चयन करके संपूर्ण तालिका सहेजें.
    7. कंट्रास्ट एजेंट इंजेक्शन से पहले यकृत की औसत चमक प्राप्त करने के लिए प्री-कंट्रास्ट डीआईसीओएम फ़ाइल के लिए सभी चरणों को दोहराएं। इसके लिए, केवल यकृत के लिए चरण 4.4.2-4.4.5 करें।
    8. समान समय बिंदुओं पर प्रत्येक ऊतक के लिए औसत एचयू मूल्यों की गणना करें, और नीचे दिए गए समीकरण में प्राप्त मान डालें:
      Equation 3
      नोट: कंट्रास्ट एजेंट इंजेक्शन के बाद एक बड़ी रक्त वाहिका को 100% आरबीवी माना जाता है, और यकृत, कंट्रास्ट एजेंट प्रशासन से पहले, 0% आरबीवी माना जाता है।
  5. पोर्टल नस व्यास
    नोट: पोर्टल नस व्यास माप के लिए, यकृत आरबीवी माप के लिए उपयोग किए जाने वाले समान स्कैन का विश्लेषण पहले वर्णित35 के रूप में किया जाता है।
    1. ExiTron स्कैन DICOM फ़ाइल लोड करें, और बार / कंट्रास्ट समायोजित करें।
    2. बेहतर मेसेंटेरिक और स्प्लेनिक नसों के जंक्शन के ऊपर तीन से चार स्लाइस के ट्रांसवर्सल विमानों का पता लगाएं (चित्रा 5)।
    3. दो बिंदुओं (यानी, गोलाकार नस क्षेत्र का व्यास) के बीच सटीक दूरी को मापने के लिए रूलर टूल का उपयोग करें।
      नोट: छवि पर दूरी निकाली जाती है, लेकिन कोई नेविगेशन पर भी जा सकता है और गणना की गई दूरी वाली परिमाणीकरण तालिका प्रदर्शित करने के लिए शो टेबल का चयन कर सकता है या परिणाम को सहेजने के लिए निर्यात तालिका का चयन कर सकता है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

इस प्रतिनिधि अध्ययन में, किसी भी कंट्रास्ट एजेंट के बिना माइक्रो-सीटी इमेजिंग ने नियंत्रण (तालिका 2) की तुलना में एनएएफएलडी के साथ चूहों में यकृत वसा के उच्च प्रतिशत का संकेत दिया, जो पैथोलॉजी की पुष्टि करता है। एक्सिट्रॉन कंट्रास्ट एजेंट और ऊपर वर्णित यकृत संवहनी नेटवर्क आर्किटेक्चर और घनत्व विश्लेषण का उपयोग करते हुए, यकृत संवहनी नेटवर्क की कुल मात्रा घनत्व स्वस्थ नियंत्रणों की तुलना में एनएएफएलडी वाले चूहों में अधिक पाया गया (चित्रा 6, तालिका 2)। एनएएफएलडी वाले चूहों में नियंत्रित चूहों की तुलना में एक बड़ा पोर्टल नस व्यास भी था (तालिका 2), यकृत रोग 34,36,37 के दौरान पोर्टल उच्च रक्तचाप से जुड़ा एक संरचनात्मक परिवर्तन। इसी तरह, एनएएफएलडी वाले जानवरों के हेपेटिक आरबीवी की गणना स्वस्थ नियंत्रणों की तुलना में अधिक होने के लिए की गई थी (तालिका 2)।

इसके अलावा, कार्यात्मक ऊतक अपटेक परख के विश्लेषण ने स्वस्थ नियंत्रण की तुलना में एनएएफएलडी के साथ चूहों में ईएक्सआईए कंट्रास्ट एजेंट के उच्च संचय और धीमी निकासी का संकेत दिया (चित्रा 7)। इन परिणामों से पता चलता है कि स्टीटोटिक हेपेटोसाइट्स संभवतः सेलुलर एंडोसाइटोसिस और वितरण के उच्च स्तर से गुजरते हैं, हालांकि कम चयापचय अपचय या निकासी / स्राव के साथ। कुल मिलाकर, यह खोज कम यकृत चयापचय गतिविधि के फेनोटाइप के साथ संरेखित होती है, जैसा कि फैटी घुसपैठ / एनएएफएलडी38,39 के मामले में अपेक्षित है।

Figure 1
चित्रा 1: प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल के अवलोकन को दर्शाने वाला योजनाबद्ध। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्रा 2: यकृत (लाल), प्लीहा (हरा), और डब्ल्यूएटी (नीला) के लिए 2 डी आरओआई को विभाजित करने के लिए नमूना करण करने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रस्तावित क्षेत्रों को उजागर करने वाली प्रतिनिधि छवियां। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्रा 3: स्टीटोसिस की गणना के लिए 2 डी आरओआई को विभाजित करने का प्रतिनिधि उदाहरण। (ए) क्रॉस हेयर टूल का उपयोग अनुप्रस्थ विमान पर यकृत के वांछित क्षेत्र पर 2 डी आरओआई का चयन करने के लिए किया जाता है। (बी) 2 डी आरओआई के विभाजन को पूरा करने के लिए इस प्रक्रिया को कोरोनल विमानों पर दोहराया जाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्रा 4: 2 डी लिवर आरओआई उत्पन्न करने के लिए एक विभाजन परत का प्रतिनिधि उदाहरण। शोर को खत्म करने के लिए सीमावर्ती क्षेत्रों से बचते हुए, अंग के मध्य भागों को मैन्युअल रूप से चुना जाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्र 5: 2 डी अक्षीय क्षेत्र। एनएएफएलडी और स्वस्थ नियंत्रण के साथ चूहों में पोर्टल नस व्यास को मापने के लिए चुने गए विभिन्न स्लाइस के 2 डी अक्षीय क्षेत्र के प्रतिनिधि उदाहरण। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 6
चित्रा 6: हेपेटिक संवहनी नेटवर्क आर्किटेक्चर। प्रतिनिधि ने यकृत संवहनी नेटवर्क आर्किटेक्चर की छवियों को निकाला, जैसा कि सीटी विभाजन के माध्यम से दिखाया गया है, एक नियंत्रण माउस (176.9 मिमी 3) और एनएएफएलडी (390.3 मिमी3) के साथ एक माउस से प्राप्त किया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 7
चित्रा 7: औसत कंट्रास्ट मान। औसत कंट्रास्ट मूल्यों को दिखाने वाले समूहीकृत डेटा, जो एनएएफएलडी (एन = 2) और स्वस्थ नियंत्रण (एन = 2) के साथ चूहों में ईएक्सआईए के इंजेक्शन के बाद 48 घंटे से अधिक यकृत ऊतक उत्थान का प्रतिनिधित्व करते हैं। सभी समूहीकृत डेटा को मानक विचलन ± माध्य के रूप में व्यक्त किया जाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

ExiA ExiTron
समय बिंदु पूरे शरीर का स्कैन लिवर स्कैन पूरे शरीर का स्कैन लिवर स्कैन
पूर्व-विपरीत X X X X
10 मिनट PI - - - X
15 मिनट PI O O - -
45 मिनट PI X X - -
2 एच पीआई O O - -
4 एच पीआई - - X X
24 एच पीआई O O - -
48 एच पीआई X X - -

तालिका 1: सीटी स्कैन के समय बिंदु। पूरे शरीर और यकृत स्कैन के उपयुक्त समय बिंदु कंट्रास्ट एजेंटों के पूर्व और बाद के इंजेक्शन (पीआई) का अधिग्रहण करते हैं। एक्स अनिवार्य स्कैन को इंगित करता है, - कोई स्कैन इंगित नहीं करता है, और ओ वैकल्पिक (अनुशंसित लेकिन अनिवार्य नहीं) स्कैन को इंगित करता है।

नियंत्रण (n = 1–2) एनएएफएलडी (एन = 1–2)
% यकृत वसा 2.4 ± 1.5% 18.4 ± 3.1%
हेपेटिक संवहनी नेटवर्क की मात्रा 176.9 मिमी3 390.3 मिमी3
पोर्टल नस व्यास 1.1 मिमी 1.4 मिमी
यकृत सापेक्ष रक्त की मात्रा। ~ 54% ~ 79%

तालिका 2: एनएएफएलडी और स्वस्थ नियंत्रण वाले चूहों के बीच यकृत वसा, यकृत संवहनी नेटवर्क की मात्रा, पोर्टल नस व्यास और यकृत सापेक्ष रक्त की मात्रा के प्रतिशत में अंतर का संकेत देने वाले प्रतिनिधि परिणाम।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

मनुष्यों में एनएएफएलडी निदान और स्टेजिंग के लिए वर्तमान अनुशंसित विधि यकृत बायोप्सी है, जो रक्तस्राव जटिलताओं के जोखिम को परेशान करती है, साथ ही नमूना अशुद्धियों40। इसके विपरीत, पशु मॉडल में, इस तरह के निदान को हिस्टोलॉजी पोस्ट-मॉर्टम द्वारा किया जाता है, हालांकि उत्तरजीविता यकृत बायोप्सी के लिए प्रोटोकॉल अब उपलब्ध हैं और जब अध्ययन डिजाइन41 की अनुमति देता है तो इसकी सिफारिश की जाती है। पोस्ट-मॉर्टम हिस्टोलॉजी के उपयोग का मतलब है कि इस बीमारी की प्रगति की जांच के लिए बड़ी संख्या में जानवरों की आवश्यकता होती है। जैसे, बीमारी बढ़ने पर एक ही जानवर में एक अध्ययन नहीं किया जा सकता है; विभिन्न जानवरों से अलग-अलग समय बिंदुओं पर प्राप्त नमूनों की तुलना करते समय परिवर्तनशीलता भी अधिक होने की उम्मीद है। इस लेख में, हम एनएएफएलडी के एक स्थापित प्रयोगात्मक पशु मॉडल में लागू विवो माइक्रो-सीटी दृष्टिकोण में एक अभिनव, गैर-इनवेसिव प्रदान करते हैं, जो कार्यात्मक मापदंडों के परिमाणीकरण के माध्यम से रोग की प्रगति के अनुदैर्ध्य मूल्यांकन को सक्षम बनाता है, अर्थात् यकृत स्टीटोसिस और कार्यात्मक ऊतक अपटेक, सापेक्ष रक्त की मात्रा, पोर्टल नस व्यास, और संवहनी नेटवर्क का घनत्व, एक ही जानवर में।

माइक्रो-सीटी इमेजिंग वर्तमान में एक जीवित जीव के भीतर शारीरिक जानकारी को सटीक रूप से चित्रित करने के लिए स्वर्ण-मानक गैर-इनवेसिव इमेजिंग विधि है। माइक्रो-सीटी में एक उच्च स्थानिक रिज़ॉल्यूशन तक पहुंचने की क्षमता है, इस प्रकार विकृति की एक विस्तृत श्रृंखला में बहुत बारीक विवरणों का अध्ययन करने के लिए एक मूल्यवान उपकरण का प्रतिनिधित्व करता है। इसके अलावा, यह छवि नमूने की अखंडता में हस्तक्षेप किए बिना एक्स-रे की आंतरिक विशेषताओं का फायदा उठाकरसमय 21,22,23,24 के साथ रोग की प्रगति का अध्ययन करने के लिए एक तेज़ और विश्वसनीय उपकरण है। पशु अनुसंधान में इस तकनीक का एक प्रमुख लाभ किसी भी जटिल तैयारी (गैर-आक्रामक) के बिना प्रशासित चयनित कंट्रास्ट एजेंटों के संयोजन का उपयोग करने की क्षमता है। यह रोग की प्रगति के दौरान अनुदैर्ध्य रूप से स्कैन किए गए एक ही जानवर से कई मापदंडों को निकालने की अनुमति देता है, जिससे अधिकतम उत्पादन और आगमन दिशानिर्देशों और 3आरएस26 का अनुपालन सुनिश्चित होता है। इसके अलावा, माइक्रो-सीटी स्कैनर बहुत कम अधिग्रहण समय (केवल कुछ मिनट या उससे कम की स्कैन अवधि के साथ) में उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियां प्रदान करते हैं, 2 डी और 3 डी प्रारूपों में परिणामों की व्याख्या अपेक्षाकृत आसान होती है (खासकर जब उपयोगकर्ता के अनुकूल सॉफ़्टवेयर का उपयोग किया जाता है, जैसा कि यहां प्रस्तावित है)।

इस प्रोटोकॉल में वर्णित सभी स्कैन एक छोटे कृंतक सीटी स्कैनर पर किए गए थे ( सामग्री की तालिका देखें)। सीटी सिस्टम एक सर्पिल स्कैन करता है, और यह 100 μm रिज़ॉल्यूशन के साथ छवियां प्रदान कर सकता है। यह 35-80 केवीपी और 10-500 μA ट्यूब करंट के बीच संचालित होता है। सीटी डेटा अधिग्रहण प्रति स्कैन 7-10 मिनट तक रहता है और 100 μm स्थानिक रिज़ॉल्यूशन पर एक छवि अंतरिक्ष पुनर्निर्माण एल्गोरिथ्म (ISRA) के माध्यम से पुनर्निर्माण किया जाता है। सीटी इमेजिंग निम्नलिखित मापदंडों का उपयोग करके किया जाता है: i) डब्ल्यूबी स्कैन के लिए 50 केवीपी पर उच्च-रिज़ॉल्यूशन प्रोटोकॉल और ii) स्थानीय यकृत स्कैन के लिए 50 केवीपी पर उच्च-रिज़ॉल्यूशन मल्टीरोटेशन लोकल स्कैन। सभी पैरामीटर उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस पर दिए गए निर्देशों का पालन करके सिस्टम के साथ प्रदान किए गए स्कैनिंग डिवाइस सॉफ़्टवेयर ( सामग्री की तालिका देखें) में सेट किए जाते हैं। पुनर्निर्माण फेल्डकैंप, डेविस और क्रेस (एफडीके) एल्गोरिथ्म के माध्यम से 0.1 मिमी के वोक्सेल आकार के साथ किया जाता है। सीटी कलाकृतियों को समय-समय पर डिटेक्टरों को कैलिब्रेट करके और उचित सेवाओं के माध्यम से सिस्टम को अच्छी तरह से बनाए रखकर कम किया जाता है। यदि कलाकृतियां होती हैं, तो रिंग आर्टिफैक्ट का कारण बनने वाले समस्याग्रस्त डिटेक्टर को दूरस्थ रूप से रद्द किया जा सकता है और छवि को सही किया जा सकता है।

वर्णित तकनीकी प्रोटोकॉल को ईएक्सआईए और एक्सिट्रॉन कंट्रास्ट एजेंटों का उपयोग करके अनुकूलित किया गया था, जिन्हें विभिन्न ऊतकों में उनके विशेष योगों और अस्थायी बायोकैनेटीक्स के कारण चुना गया था। ईएक्सआईए एक पूरी तरह से बायोडिग्रेडेबल कंट्रास्ट एजेंट है जिसमें एक्स-रे एटेन्यूएटिंग एजेंट के रूप में 160 मिलीग्राम / एमएल आयोडीन होता है। एक बार अंतःशिरा रूप से इंजेक्शन दिए जाने के बाद, यह कंट्रास्ट एजेंट रक्त निवास समय (>30 मिनट के निकासी आधे समय के साथ) दिखाता है और फिर यकृत, प्लीहा, मायोकार्डियम और भूरे रंग के वसा ऊतक जैसे चयापचय रूप से सक्रिय अंगों द्वारा लिया जाता है। इसलिए, पहला कंट्रास्ट एजेंट यकृत और प्लीहा असामान्यताओं, मायोकार्डियल रोधगलन और कार्डियोमायोपैथी के विवो का पता लगाने के साथ-साथ सक्रिय भूरे रंग के वसा ऊतक की पहचान और मात्रा निर्धारित करने के लिए उपयुक्त है। एक्सिट्रॉन एक क्षारीय पृथ्वी धातु-आधारित नैनोपार्टिकल कंट्रास्ट एजेंट है जो ~ 12,000 एचयू अपरिवर्तित घनत्व42 का है, जिसे विशेष रूप से प्रीक्लिनिकल सीटी इमेजिंग के लिए तैयार किया गया है। अंतःशिरा इंजेक्शन पर, दूसरा कंट्रास्ट एजेंट रक्तप्रवाह में घूमता है, और इसे यकृत के भीतर मैक्रोफेज सहित रेटिकुलोएंडोथेलियल सिस्टम43 की कोशिकाओं द्वारा लिया जाता है।

प्रस्तावित कार्यप्रणाली से जुड़ी कुछ सीमाएं हैं। इस प्रोटोकॉल के सफल होने के लिए, दूसरे कंट्रास्ट एजेंट को प्रशासित करने से पहले पहले कंट्रास्ट एजेंट से कोई सीटी सिग्नल का पता नहीं लगाया जाना चाहिए। इस प्रोटोकॉल में प्रस्तावित समय सीमा को अनुकूलन प्रयोगों (और अन्य अध्ययनों के आधार पर) 44 के बाद चुना गया था, जिसने सुझाव दिया कि पहले कंट्रास्ट एजेंट में धीमी निकासी है। चूंकि दूसरे कंट्रास्ट एजेंट की निकासी दर45,46 है, इसलिए इसे पहले कंट्रास्ट एजेंट की पूर्ण निकासी के बाद दूसरा प्रशासित किया जाना चाहिए। दरअसल, हमने इंजेक्शन के 12 दिनों के बाद पहले कंट्रास्ट एजेंट की निकासी को संतोषजनक माना है। उपयोग किए गए पशु मॉडल की अवधि के आधार पर, यह समय पैमाना दो समय बिंदुओं की तुलना की अनुमति दे सकता है जिस पर यकृत रोग प्रगति कर सकता है। यह देखते हुए कि यहां उपयोग किए जाने वाले फीडिंग प्रोटोकॉल में 22 सप्ताह लगते हैं, 12 दिनों के समय-अंतराल से रोग की प्रगति में महत्वपूर्ण बदलाव होने की उम्मीद नहीं है। प्रस्तावित इमेजिंग प्रोटोकॉल को समायोजित करने से पहले प्रयोगकर्ता को उचित सत्यापन और अनुकूलन करने की आवश्यकता होती है। उपयोग किए गए कंट्रास्ट एजेंटों के प्रकार और एकाग्रता के साथ-साथ प्रशासन की समय सीमा को बदलने से पहले प्रगति और छवि संकेत के लागत-लाभ विश्लेषण का भी आकलन करना चाहिए।

इसके अतिरिक्त, दोनों कंट्रास्ट एजेंटों को केवल पशु43 के लिए विषाक्त स्तर तक पहुंचने से पहले प्रशासन की एक विशिष्ट कुल मात्रा तक सहन किया जा सकता है। इस तथ्य के कारण कि एजेंटों की धीमी निकासी दर के संयोजन में, इष्टतम कंट्रास्ट सुनिश्चित करने के लिए एक अधिकतम कंट्रास्ट एजेंट वॉल्यूम की आवश्यकता होती है, इस विश्लेषण के लिए एक बार इंजेक्शन का सुझाव दिया जाता है। इन या अन्य उपयुक्त वैकल्पिक कंट्रास्ट एजेंटों के बार-बार प्रशासन का उपयोग विभिन्न प्रयोगों के लिए भी किया जा सकता है, जब तक कि कंट्रास्ट एजेंट की कुल मात्रा किसी भी समय बिंदु पर अनुशंसित सीमा से नीचे रहती है। इस माइक्रो-सीटी प्रोटोकॉल का उपयोग करके सफल इमेजिंग के लिए एक और आवश्यकता कंट्रास्ट एजेंटों का सही प्रशासन है। जैसा कि प्रोटोकॉल में कहा गया है, प्रयोगकर्ता को बिना किसी बुलबुले के, नस के माध्यम से सीधे रक्तप्रवाह में उचित खुराक पर एजेंट के धीमी गति से जलसेक सुनिश्चित करना चाहिए। ऐसा करने में विफलता इमेजिंग रिज़ॉल्यूशन और आउटपुट से समझौता करेगी। इसलिए, एक इष्टतम खुराक और उचित प्रशासन विधियों (विभिन्न एजेंटों के बीच जलसेक और अवधि) का चयन सीटी इमेजिंग में विषाक्तता और संबंधित सीमाओं के जोखिम को कम करता है।

कई समय बिंदुओं पर स्कैनिंग के लिए, संज्ञाहरण की अवधि को यथासंभव कम रखने पर ध्यान दिया जाना चाहिए। चूंकि सीटी स्कैनिंग को पूरा होने में केवल कुछ मिनट लगते हैं, इसलिए लंबे समय तक संज्ञाहरण अवधि से जुड़े जोखिम को कम करने के लिए संज्ञाहरण को कुछ स्कैन के बीच उलट दिया जा सकता है। बार-बार एनेस्थीसिया इंडक्शन में भी जोखिम होता है। हालांकि, स्कैन के बीच जानवरों को गर्म पैड पर रखने और पर्याप्त हाइड्रेशन सुनिश्चित करने से वसूली और शरीर विज्ञान के रखरखाव में मदद मिलती है। इसके अलावा, एक्स-रे द्वारा उत्सर्जित आयनकारी विकिरण का संपर्क अंग और कोशिका जीव विज्ञान को प्रभावित करने के लिए पर्याप्त है, जिससे यह जानवरों के लिए संभावित रूप से हानिकारक हो जाता है और परिणामस्वरूप, पक्षपाती और भ्रामक प्रयोगात्मक डेटाहोता है। चूंकि प्रति स्कैन वितरित की जाने वाली अपेक्षित खुराक लगभग 385 एमजीजी है, अध्ययन के दौरान कई स्कैन प्राप्त करने वाले चूहों को 1.8 जीवाई या उससे अधिक प्राप्त हो सकता है। यह चूहों के लिए एक महत्वपूर्ण विकिरण खुराक है जो उनके ऊतक जीव विज्ञान पर संभावित हानिकारक प्रभाव डाल सकता है। यह विशेष रूप से संबंधित है क्योंकि समान छवि गुणवत्ता22 को बनाए रखते हुए आइसोट्रोपिक वोक्सेल स्पेसिंग को कम करते समय खुराक में वृद्धि की आवश्यकता होती है।

अनुशंसित सॉफ़्टवेयर ( सामग्री की तालिका देखें) का उपयोग करके छवि पोस्ट-प्रोसेसिंग के संदर्भ में, विभाजन मास्क क्षेत्र-बढ़ते और थ्रेशोल्डिंग टूल के मिश्रण का उपयोग करके बनाए जाते हैं, और यह विश्लेषण का सबसे अधिक समय लेने वाला कदम है। कुछ मामलों में, प्राप्त विभाजन के मैनुअल संशोधन ों को एक स्मूथिंग विधि का उपयोग करके किया जाना चाहिए। वांछित नेटवर्क के एज-संरक्षण और शोर-कमी गुणों को अनुकूलित करने के लिए, हम 0.3 के मान के साथ गॉसियन फ़िल्टर की सलाह देते हैं। इस तरह के संवहनी नेटवर्क की प्रतिनिधि छवियों को चित्रा 6 में दिखाया गया है (ओपन-एक्सेस डीआईसीओएम मेडिकल इमेज व्यूअर का उपयोग करके पोस्ट-प्रोसेस)। संवहनी नेटवर्क को मापने के संदर्भ में महत्वपूर्ण सीमा यह है कि सॉफ्टवेयर में चयनित परिभाषित आरओआई (जो यकृत के संवहनी नेटवर्क का प्रतिनिधित्व करता है) को पृष्ठभूमि से सटीक रूप से अलग करने की क्षमता नहीं है (जो आसपास के यकृत ऊतक का प्रतिनिधित्व करता है); इसलिए, परीक्षण और त्रुटि के माध्यम से उपयुक्त सीमा का चयन किया जाना चाहिए। प्रारंभ में, उपयोगकर्ता 600 एचयू के कम थ्रेशोल्ड मूल्य और अधिकतम 10,000 एचयू को परिभाषित करता है। यदि निकाले गए संवहनी नेटवर्क और आसपास के ऊतक से पृथक्करण स्वीकार्य नहीं है, तो कम मूल्य को 50-100 एचयू के चरणबद्ध परिवर्तनों के बाद परीक्षण और त्रुटि के माध्यम से समायोजित किया जाता है। प्रक्रिया को उपयोगकर्ता द्वारा दोहराया जाता है जब तक कि संवहनी नेटवर्क ऊतक से पर्याप्त रूप से अलग नहीं हो जाता है।

अंत में, एनएएफएलडी प्रगति के दौरान यकृत संवहनी नेटवर्क के अनुकूलन को समझना और प्रस्तावित विधि का उपयोग करके रोग लक्षण वर्णन के अन्य तरीकों के साथ उन्हें सहसंबंधित करना चूहों में एनएएफएलडी अनुसंधान के लिए नए, अधिक कुशल और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य दृष्टिकोण की स्थापना की दिशा में मार्ग प्रशस्त कर सकता है। इस प्रोटोकॉल से रोग की प्रगति के खिलाफ नए उपचारों के विकास की जांच के लिए प्रीक्लिनिकल पशु मॉडल के मूल्य को अपग्रेड करने की भी उम्मीद है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

चित्र 1 BioRender.com के साथ बनाया गया था। इस काम को हेलेनिक फाउंडेशन फॉर रिसर्च एंड इनोवेशन (# 3222 से ए.सी.) द्वारा समर्थित किया गया था। अन्ना हदजिहम्बी को रोजर विलियम्स इंस्टीट्यूट ऑफ हेपेटोलॉजी, फाउंडेशन फॉर लिवर रिसर्च द्वारा वित्त पोषित किया जाता है।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
eXIA160 Binitio Biomedical, Inc. https://www.binitio.com/?Page=Products
High fat diet with 60% of kilocalories from fat Research Diets, New Brunswick, NJ, USA D12492
High-fructose corn syrup  Best flavors, CA hfcs-1gallon
Lacrinorm ophthalmic ointment  Bausch & Lomb
Normal diet with 10% of kilocalories from fat  Research Diets, New Brunswick, NJ, USA D12450
Viscover ExiTron nano 12000  Milteny Biotec, Bergisch Gladbach, Germany 130-095-698
VivoQuant Invicro
X-CUBE  Molecubes, Belgium https://www.molecubes.com/systems/

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Lazarus, J. V., et al. Advancing the global public health agenda for NAFLD: A consensus statement. Nature Reviews. Gastroenterology & Hepatology. 19 (1), 60-78 (2022).
  2. Takahashi, Y., Fukusato, T. Histopathology of non-alcoholic fatty liver disease/non-alcoholic steatohepatitis. World Journal of Gastroenterology. 20 (42), 15539-15548 (2014).
  3. Huang, D. Q., El-Serag, H. B., Loomba, R. Global epidemiology of NAFLD-related HCC: Trends, predictions, risk factors and prevention. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology. 18 (4), 223-238 (2021).
  4. Niederseer, D., Wernly, B., Aigner, E., Stickel, F., Datz, C. NAFLD and cardiovascular diseases: Epidemiological, mechanistic and therapeutic considerations. Journal of Clinical Medicine. 10 (3), 467 (2021).
  5. Lefere, S., et al. Differential effects of selective- and pan-PPAR agonists on experimental steatohepatitis and hepatic macrophages. Journal of Hepatology. 73 (4), 757-770 (2020).
  6. Chrysavgis, L., Papatheodoridi, A. M., Chatzigeorgiou, A., Cholongitas, E. The impact of sodium glucose co-transporter 2 inhibitors on non-alcoholic fatty liver disease.Journal of Gastroenterology and Hepatology. Journal of Gastroenterology and Hepatology. 36 (4), 893-909 (2021).
  7. Li, M., Qian, M., Xu, J. Vascular endothelial regulation of obesity-associated insulin resistance. Frontiers in Cardiovascular Medicine. 4, 51 (2017).
  8. Pi, X., Xie, L., Patterson, C. Emerging roles of vascular endothelium in metabolic homeostasis. Circulation Research. 123 (4), 477-494 (2018).
  9. Chiu, J. J., Chien, S. Effects of disturbed flow on vascular endothelium: Pathophysiological basis and clinical perspectives. Physiological Reviews. 91 (1), 327-387 (2011).
  10. Koyama, Y., Brenner, D. A. Liver inflammation and fibrosis. The Journal of Clinical Investigation. 127 (1), 55-64 (2017).
  11. Nasiri-Ansari, N., et al. Endothelial cell dysfunction and non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD): A concise review. Cells. 11 (16), 2511 (2022).
  12. Lefere, S., et al. Angiopoietin-2 promotes pathological angiogenesis and is a therapeutic target in murine non-alcoholic fatty liver disease. Hepatology. 69 (3), 1087-1104 (2019).
  13. Pasarin, M., et al. Insulin resistance and liver microcirculation in a rat model of early NAFLD. Journal of Hepatology. 55 (5), 1095-1102 (2011).
  14. Hammoutene, A., Rautou, P. E. Role of liver sinusoidal endothelial cells in non-alcoholic fatty liver disease. Journal of Hepatology. 70 (6), 1278-1291 (2019).
  15. Sun, X., Harris, E. N. New aspects of hepatic endothelial cells in physiology and non-alcoholic fatty liver disease. American Journal of Physiology. Cell Physiology. 318 (6), C1200-C1213 (2020).
  16. Iwakiri, Y., Shah, V., Rockey, D. C. Vascular pathobiology in chronic liver disease and cirrhosis - current status and future directions. Journal of Hepatology. 61 (4), 912-924 (2014).
  17. Baffy, G. Origins of portal hypertension in non-alcoholic fatty liver disease. Digestive Diseases and Sciences. 63 (3), 563-576 (2018).
  18. Ruhli, F. J., Kuhn, G., Evison, R., Muller, R., Schultz, M. Diagnostic value of micro-CT in comparison with histology in the qualitative assessment of historical human skull bone pathologies. American Journal of Physical Anthropology. 133 (4), 1099-1111 (2007).
  19. Rodt, T., et al. Micro-computed tomography of pulmonary fibrosis in mice induced by adenoviral gene transfer of biologically active transforming growth factor-beta1. Respiratory Research. 11 (1), 181 (2010).
  20. Deng, L., Xiao, S. M., Qiang, J. W., Li, Y. A., Zhang, Y. Early lung adenocarcinoma in mice: Micro-computed tomography manifestations and correlation with pathology. Translational Oncology. 10 (3), 311-317 (2017).
  21. Feng, J., et al. Abnormalities in the enamel in bmp2-deficient mice. Cells, Tissues, Organs. 194 (2-4), 216-221 (2011).
  22. Kagadis, G. C., Loudos, G., Katsanos, K., Langer, S. G., Nikiforidis, G. C. In vivo small animal imaging: current status and future prospects. Medical Physics. 37 (12), 6421-6442 (2010).
  23. Starosolski, Z., et al. Ultra high-resolution in vivo computed tomography imaging of mouse cerebrovasculature using a long circulating blood pool contrast agent. Scientific Reports. 5, 10178 (2015).
  24. Caussy, C., Reeder, S. B., Sirlin, C. B., Noninvasive Loomba, R. quantitative assessment of liver fat by MRI-PDFF as an endpoint in NASH trials. Hepatology. 68 (2), 763-772 (2018).
  25. Lubura, M., et al. Non-invasive quantification of white and brown adipose tissues and liver fat content by computed tomography in mice. PLoS One. 7 (5), e37026 (2012).
  26. Perciedu Sert, N., et al. The ARRIVE guidelines 2.0: Updated guidelines for reporting animal research. PLoS Biology. 18 (7), e3000410 (2020).
  27. Tetri, L. H., Basaranoglu, M., Brunt, E. M., Yerian, L. M., Neuschwander-Tetri, B. A. Severe NAFLD with hepatic necroinflammatory changes in mice fed trans fats and a high-fructose corn syrup equivalent. American Journal of Physiology. Gastrointestinal and Liver Physiology. 295 (5), G987-G995 (2008).
  28. Machado, M. V., et al. Mouse models of diet-induced non-alcoholic steatohepatitis reproduce the heterogeneity of the human disease. PLoS One. 10 (5), 0127991 (2015).
  29. Jensen, T., et al. Fructose and sugar: A major mediator of non-alcoholic fatty liver disease. Journal of Hepatology. 68 (5), 1063-1075 (2018).
  30. Nevzorova, Y. A., Boyer-Diaz, Z., Cubero, F. J., Gracia-Sancho, J. Animal models for liver disease - A practical approach for translational research. Journal of Hepatology. 73 (2), 423-440 (2020).
  31. De Rudder, M., et al. Automated computerized image analysis for the user-independent evaluation of disease severity in preclinical models of NAFLD/NASH. Laboratory Investigation. 100 (1), 147-160 (2020).
  32. Willekens, I., et al. Time-course of contrast enhancement in spleen and liver with Exia 160, Fenestra LC, and VC. Molecular Imaging and Biology. 11 (2), 128-135 (2009).
  33. Das, N. M., et al. In vivo quantitative microcomputed tomographic analysis of vasculature and organs in a normal and diseased mouse model. PLoS One. 11 (2), e0150085 (2016).
  34. Ehling, J., et al. CCL2-dependent infiltrating macrophages promote angiogenesis in progressive liver fibrosis. Gut. 63 (12), 1960-1971 (2014).
  35. Zhang, J., et al. Gamna-Gandy bodies of the spleen detected with susceptibility weighted imaging: maybe a new potential non-invasive marker of esophageal varices. PLoS One. 8 (1), e55626 (2013).
  36. Chen, Y., Li, J., Zhou, Q., Lyu, G., Li, S. Detection of liver and spleen stiffness in rats with portal hypertension by two-dimensional shear wave elastography. BMC Medical Imaging. 22 (1), 68 (2022).
  37. Lessa, A. S., et al. Ultrasound imaging in an experimental model of fatty liver disease and cirrhosis in rats. BMC Veterinary Research. 6, 6 (2010).
  38. Abikhzer, G., Alabed, Y. Z., Azoulay, L., Assayag, J., Rush, C. Altered hepatic metabolic activity in patients with hepatic steatosis on FDG PET/CT. AJR. American Journal of Roentgenology. 196 (1), 176-180 (2011).
  39. Newman, E. M., Rowland, A. A physiologically based pharmacokinetic model to predict the impact of metabolic changes associated with metabolic associated fatty liver disease on drug exposure. International Journal of Molecular Sciences. 23 (19), 11751 (2022).
  40. Tsai, E., Lee, T. P. Diagnosis and evaluation of non-alcoholic fatty liver disease/non-alcoholic steatohepatitis, including noninvasive biomarkers and transient elastography. Clinics in Liver Disease. 22 (1), 73-92 (2018).
  41. Oldham, S., Rivera, C., Boland, M. L., Trevaskis, J. L. Incorporation of a survivable liver biopsy procedure in mice to assess non-alcoholic steatohepatitis (NASH) resolution. Journal of Visualized Experiments. 146, e59130 (2019).
  42. Boll, H., et al. Comparison of Fenestra LC, ExiTron nano 6000, and ExiTron nano 12000 for micro-CT imaging of liver and spleen in mice. Academic Radiology. 20 (9), 1137-1143 (2013).
  43. Ashton, J. R., West, J. L., Badea, C. T. In vivo small animal micro-CT using nanoparticle contrast agents. Frontiers in Pharmacology. 6, 256 (2015).
  44. Rothe, J. H., et al. Time course of contrast enhancement by micro-CT with dedicated contrast agents in normal mice and mice with hepatocellular carcinoma: Comparison of one iodinated and two nanoparticle-based agents. Academic Radiology. 22 (2), 169-178 (2015).
  45. Toczek, J., et al. Computed tomography imaging of macrophage phagocytic activity in abdominal aortic aneurysm. Theranostics. 11 (12), 5876-5888 (2021).
  46. Mannheim, J. G., et al. Comparison of small animal CT contrast agents. Contrast Media & Molecular Imaging. 11 (4), 272-284 (2016).

Tags

जीव विज्ञान अंक 193
गैर-मादक फैटी लीवर रोग की प्रगति का आकलन करने के लिए <em>विवो</em> माइक्रो-कम्प्यूटेड टोमोग्राफी इमेजिंग तकनीकों में उपन्यास
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Hadjihambi, A., Velliou, R. I.,… More

Hadjihambi, A., Velliou, R. I., Tsialios, P., Legaki, A. I., Chatzigeorgiou, A., Rouchota, M. G. Novel In Vivo Micro-Computed Tomography Imaging Techniques for Assessing the Progression of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease. J. Vis. Exp. (193), e64838, doi:10.3791/64838 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter