Method Article

استخدام متعدد مقصورة الحيوي واحدة أنزيم فانتوم للدراسات وكلاء الرنين المغناطيسي Hyperpolarized

DOI:

10.3791/53607

⸱

April 15th, 2016

 ,  ,  , 
1Imaging Physics, University of Texas M.D. Anderson Cancer Center, 2Advanced Imaging Research Center, University of Texas Southwestern Medical Center

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يتم استخدام شبح ديناميكي متعدد المقصورات لمحاكاة بعض علم الأحياء ذي الأهمية لدراسات التمثيل الغذائي باستخدام عوامل الرنين المغناطيس مفرط الاستقطاب.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

التصوير من ركائز hyperpolarized بالرنين المغناطيسي يبين الوعد طبي كبير لتقييم العمليات الكيميائية الحيوية الهامة في الوقت الحقيقي. بسبب القيود الأساسية التي تفرضها الدولة hyperpolarized، تستخدم عادة تقنيات التصوير وإعادة الإعمار الغريبة. هناك حاجة ماسة إلى نظام عملي للتوصيف، طرق دينامية التصوير متعددة الأطياف. مثل هذا النظام يجب أن ألخص بتكاثر ديناميات الكيميائية ذات الصلة من الأنسجة الطبيعية والمرضية. وhyperpolarized الركيزة الأكثر استخداما على نطاق واسع حتى الآن [1- 13 C] -pyruvate لتقييم عملية التمثيل الغذائي السرطان. نحن تصف نظام الوهمية القائمة على الانزيم الذي يتوسط تحويل البيروفات لاكتات. يبدأ رد الفعل عن طريق الحقن وكيل hyperpolarized إلى غرف متعددة داخل الوهمية، كل منها يحتوي على تركيزات المواد الكيميائية التي تتحكم في معدل التفاعل متفاوتة. ضرورية لضمان حجرات متعددة معهد العالم العربيتسلسل جينج التقاط بأمانة التنوع المكاني والتمثيل الغذائي للأنسجة. وهذا النظام يساعد على تطوير والتحقق من استراتيجيات التصوير المتقدمة من خلال توفير ديناميات الكيميائية التي لا تتوفر من الخيالات التقليدية، وكذلك مراقبة واستنساخ لم يكن ذلك ممكنا في الجسم الحي.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

التأثير الطبي للhyperpolarized التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) من 13 مركبات المسمى C-اعتمادا كبيرا على قدرتها على قياس معدلات التحويل الكيميائية من خلال الوقت الحقيقي الرنين المغناطيسي الطيفي والتحليل الطيفي التصوير 1-5. خلال تطوير تسلسل والتحقق، ويتحقق التحويل الكيميائية الحيوية بصفة عامة من خلال في الجسم الحي أو نماذج في المختبر 6-9 التي تقدم سيطرة محدودة والتكاثر. لاختبار قوي وضمان الجودة، ونظام أكثر للرقابة التي تحافظ على تحويل مادة كيميائية متوطن في هذا القياس سيكون من المفضل. ونحن الخطوط العريضة وسيلة لتحقيق هذا التحويل بطريقة استنساخه باستخدام الوهمية الإنزيم الحيوي.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ملاحظة: (فانتوم التصميم) تم تشكيله اثنين 3 مل غرف من آلتم ومزودة أنابيب نظرة خاطفة (1.5875 ملم OD و0.762 معرف ملم) للحقن والعادم. وضعت الدوائر في أنبوب الطرد المركزي 50 مل مملوءة بالماء (الشكل 1). لتجنب الفراغات إشارة إنشاؤها من قبل فقاعات، تم مسبقا شغل الدوائر والخطوط مع الماء منزوع الأيونات (درهم 2 O).

1. الحل تحضير

  1. إعداد 1 حل العازلة L (81.3 ملي تريس درجة الحموضة 7.6، 203.3 مم كلوريد الصوديوم). تزن من 11.38 ز Trizma مسبقا بلورات درجة الحموض....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم الحصول على الصور 2D شريحة انتقائية باستخدام تسلسل قطة radEPSI. تم بناء صور المستقلب باستخدام تصفيتها العودة الإسقاط. تم محاذاة الصور الأيض بشكل جيد مع الصور بروتون، كما رأينا في الشكل (2). وفي هذا النظام hyperpolarized إشارة اللاكتات يمكن أن تتولد إلا عن تحويل الأنزيمية البيروفات hyperpolarized. في الشكل (4)، وغرفة السفلى، مع تركيز LDH العالي، لديها اللاكتات الأقوى والأضعف إشارة البيروفات بالمقارنة مع الغرفة الع.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في الوقت الحقيقي التصوير الأيض hyperpolarized ديه العديد من التحديات فريدة من نوعها لتصميم تسلسل، والمصادقة، ومراقبة الجودة. القدرة على حل التباين الزماني المكاني والطيفي تقدم إمكانات سريرية كبيرة ولكن يحول دون طرق ضمان الجودة والتحقق من صحة المرتبطة التصوير بالرنين المغناطيسي التقليدية. تسلسل التصوير معقدة أو الخوارزميات إعادة الإعمار يمكن أن يكون لها تبعيات الدقيقة التي تجعل من الصعب توصيف أو التحقق من صحة خارج تجربة التصوير. عدم التجانس البيولوجي واهتمامات عملية أخرى تحد من است.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويدعم نشر هذا الفيديو المقال الذي بروكر شركة.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وأيد هذا العمل من قبل منحة CPRIT (RP140021-P5) وجائزة جوليا جونز باحث ماثيوز السرطان CPRIT التدريب على البحوث (RP140106، CMW).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
BioSpect 7TBrukerBioSpec 70/30 USR7 Tesla ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي قبل السريري
HyperSenseOxford InstrumentsHypersense DNP Polarizerالمستقطب النووي الديناميكي لعوامل التصوير بالرنين المغناطيسي
1-13< / sup>C-Pyrvic AcidSigma Aldrich677175الكربون 13 حمض البيروفيك الأنيق
Trityl RadicalGE HealthcareOX063الجذور الحرة المستخدمة في الاستقطاب النووي الديناميكي
هيدروكسيد الصوديومسيجما ألدريتشS8045
EDTAسيجما ألدريتشE6758حمض الإيثيلين ديامين تترا أسيتيك
LDHورثينغثونLS002755نازعة هيدروجين اللاكتات من عضلة الأرانب
NADHسيجما ألدريتشN4505بيتا ؛ نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد ، ملح ثنائي البوتاسيوم المخفض
تريزماسيجما ألدريتشT7943كريستال Trizma مضبوطة مسبقا
NaClSigma AldrichS7653

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Merritt, M. E., et al. Hyperpolarized 13C allows a direct measure of flux through a single enzyme-catalyzed step by NMR. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 104. 104, 19773-19777 (2007).
  2. Rodrigues, T. B., et al.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Hyperpolarized PyruvateEnzyme Phantom SystemMagnetic Resonance ImagingCarbon 13 ImagingPyruvate to Lactate ConversionMulti compartment PhantomDynamic Nuclear PolarizationEnzyme Mixture PreparationChemical Dynamics SimulationImaging Sequence Validation

Related Articles