使用[^18F]FDG微PET / MR成像对小鼠中的棕色和米色脂肪组织进行可视化和定量

PET / MR成像允许对活体动物中这些代谢活性的棕色和米色脂肪细胞进行定性和定量测量，以便可以在功能基础上测量这些所谓的产热脂肪细胞的活性。该技术的主要优点是它允许在同一受试者上采集和组合PET和MRI扫描，从而能够精确和同时采集小动物不同库中的产热脂肪细胞。该方法可以很容易地转移到任何临床前系统中，或者通过同时对多只小鼠进行成像来修改为高通量格式，从而以更低的成本和时间增加成像数据的统计能力。

为了收获肩胛间棕色脂肪组织，将麻醉的8周龄C57 Black 6小鼠放在加热垫上，并沿着背中线做一个2厘米的切口。从肩胛间区域取出iBAT垫。出血停止后，使用7毫米不锈钢缠绕夹关闭切口。

收集完所有iBAT后，将小鼠安置在重症监护室14天。向小鼠施用每公斤5毫克美洛昔康六天，并在伤口愈合后立即取下夹子。要在成像会话之前启用自动顺序PET/MR扫描，请将判别级别设置为400至600千电子伏，置信模式设置为1-3，扫描时间为20分钟，研究同位素设置为F-18，以设置PET采集的工作流程。

要获取 T1 加权磁共振以进行衰减校正，请设置梯度回波-3D 参数。要获取 T2 加权磁共振作为解剖参考，请设置快速自旋 Echo 2D 参数。要允许重建 PET 图像，请使用 Tera-Tomo 3D 算法，将重合模式设置为 1-3，并设置衰减、死区时间、随机、衰减和散射校正，以创建总体素大小为 0.3 立方毫米的图像。

在成像研究开始前一天检查PET定量的准确性，穿上适当的PPE，并按照制造商的建议用F18-FDG填充5毫升注射器。使用剂量校准器记录注射器的活性并记录测量时间。在软件中，使用插值椭圆ROI在注射器的重建图像上绘制感兴趣的体积，并将恢复的活性与使用剂量校准器测量的值进行比较。

在成像实验当天，使用镊子小心地将18F-FDG储备小瓶放在L-块桌面屏蔽罩后面，并将等分试样的放射性同位素稀释在100至150微升无菌盐水中，总活性浓度为200至250微居里。将18F-FDG溶液吸入装有针头的1毫升注射器中，并使用剂量校准器测量放射性，如图所示。在将18F-FDG溶液注入尾静脉之前，记录要成像的小鼠的重量。

注意注射时间和注射器的残余放射性，以便进行衰变校正。然后将鼠标放回笼子中60分钟。要计算注射的18F-FDG活性，请从注射后测量的活性中减去注射前注射器中的活性。

在放射性同位素摄取期结束时，打开微型PET/ MR扫描仪的鼠标床的空气加热器。将麻醉的FDG注射小鼠放在扫描仪床上的呼吸垫上，并执行侦察视图以确定鼠标位置。调整鼠标床的位置，使整个身体可以被观察，确保MRI视野的中心与身体的中心重合。

在"PET 采集"下，选择"上一次采集的扫描范围"以使用侦察视图位置，然后单击"准备"将动物床从 MR 移动到 PET。选择"确定"以启动 PET 扫描。在放射性药物编辑器中记录18F-FDG给药前后测量的注射剂量和时间，并在"受试者信息"菜单下输入鼠标的重量。

PET扫描完成后，选择准备移动到MR成像并在研究列表窗口中完成所有MR采集。选择"确定"以启动 MR 扫描。完成整个工作流程后，在后处理软件中简要评估采集的MR图像的质量，然后单击"主页"将鼠标床从MR移动到原始位置。

对所有小鼠进行成像后，要重建原始扫描菜单中的数据，请选择PET采集以加载已完成的PET扫描，然后选择T1加权MR采集以允许创建材料图谱。然后使用Tera-Tomo 3D算法重建数据，如图所示。在冷处理之前去除iBAT会改变iWAT的活性，正如通过微PET / MR成像观察到iWAT中18F-FDG摄取显着增加所表明的那样。

此外，在米色脂肪组织中观察到的多斑点脂肪细胞，与在iWAT中观察到的假手术动物的脂肪细胞形态相比，在iBAT去除后小鼠的iWAT中更明显。冷处理，假手术小鼠在iBAT中显示出显着升高的18F-FDG摄取。在冷处理前去除iBAT的小鼠在iWAT中显示出最高的18F-FDG摄取量。

事实上，冷暴露导致假手术小鼠iBAT中18F-FDG摄取增加七倍，而冷诱导小鼠中iBAT的去除导致18F-FDG摄取增加八倍，而热中性小鼠仅观察到适度的两倍增加。当尝试这一过程时，将每只小鼠置于每个PET / MRI采集的相同位置对于改善不同区域中棕色和米色脂肪细胞的可视化和定量非常重要。使用这种方法并与其他MRI方法一起，例如通过成像或测温术进行扩散，可以开始更深入地了解小鼠中棕色和米色脂肪细胞的空间分布和患病率，这可以潜在地转化为人类。

这种方法使研究人员能够研究这些产热的棕色和米色脂肪细胞的功能。因此，当研究非临床产热途径时，它们特别强大，其中这些经典标志物没有被改变或上调。