Funktionelle Bildgebung Brown Fat in Mäusen mit FDG micro-PET/CT

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, die Aktivität des braunen Fettgewebes nicht-invasiv an lebenden Mäusen mit einem standardisierten Mikro-PET-CT-Protokoll zu messen. Dies wird erreicht, indem das Tier zunächst vier Stunden lang bei vier Grad Celsius kalt behandelt wird, um die Aktivität des braunen Fettgewebes zu induzieren. Als nächstes wird 18 FTG Fluor injiziert und das Tier wird eine weitere Stunde lang bei vier Grad Celsius inkubiert, um eine Aktivitätsaufnahme zu erreichen.

Dann wird eine Sequenz von Mikro-CT- und Mikro-PET-Bildgebung mit einem speziellen Bildgebungssystem für Kleintiere durchgeführt. Schließlich werden die aufgenommenen Haustierbilder mit Hilfe einer Post-Imaging-Verarbeitungssoftware mit den CT-Bildern koregistriert und dann auf FDG-Aufnahme im interscapularen Fledermausbereich analysiert, um die Fledermausaktivität darzustellen. Braunes Fettgewebe spielt eine wichtige Rolle für den Energieverbrauch und die Thermogenese sowohl bei Knochensäugetieren als auch bei Erwachsenen.

Obwohl klinische Kapazitäten für den Nachweis von kodierend induzierten Fledermausen beim Menschen genutzt wurden, zeigt dieses Video ein standardisiertes Protokoll für die Bildgebung und die Quantifizierung von Fledermäusen bei Kleintieren vor Beginn dieses Experiments. Zuerst werden leere Tierkäfige über Nacht in einem vier Grad Celsius kalten Raum vorgekühlt, der für die Unterbringung von Labormäusen zugelassen ist. Setzen Sie dann am Morgen des Experiments die Mäuse nacheinander in Abständen von 30 Minuten in jeden der vorgekühlten Käfige. Jede einzelne Käfigmaus sollte fast vier Stunden im Kühlraum bleiben, bevor sie in das Bildgebungslabor transportiert wird.

Stellen Sie sicher, dass die Mäuse nüchtern sind, aber mit Zugang zu Wasser vier Stunden nach der Kältebehandlung, beginnen Sie alle 30 Minuten mit dem Transport eines Tieres zum Bildgebungslabor. Dies kann erreicht werden, indem ein Styroporbehälter mit Eis gefüllt und ein vorgekühlter Haltungskäfig auf das Eis in der Box gelegt wird. Bestellen Sie vor Beginn einer bildgebenden Studie eine klinische 10-Milli-Curie-Packung mit Fluor 18 FTG bei einem regionalen Anbieter.

Befolgen Sie bei der Ankunft im Bildgebungslabor unbedingt die Sicherheitsverfahren des Instituts, um das Paket mit radioaktivem Material zu erhalten und zu untersuchen. Mit dem Schutz durch einen L-Block-Tischschild aliquotieren Sie das FTG und verdünnen es mit sterilisierter Kochsalzlösung. Die verdünnte Aktivitätskonzentration von FDG sollte bei 200 bis 300 Mikrocurry pro 100 Mikroliter für jede Injektion liegen.

Ziehen Sie nun die FDG-Lösung mit einer 26,5-Gauge-Nadel in eine Ein-Milliliter-Spritze und messen Sie die Radioaktivität der gesamten Spritze mit einem Dosiskalibrator. Nehmen Sie den Käfig aus der Kälte und stellen Sie ihn hinter den L-Block. Führen Sie dann eine intraperitoneale Injektion von 100 Mikrolitern FDG-Lösung durch.

Erfassen Sie die Injektionszeit und messen Sie erneut die Restradioaktivität der Spritze mit dem Dosiskalibrator, setzen Sie das Tier zurück in den kalten Käfig in einen mit Eis gehaltenen Styroporkühler und inkubieren Sie es bei vier Grad Celsius. Berechnen Sie für eine Stunde FDG-Aufnahme die injizierte FTG-Aktivität für jede Maus mit der hier angezeigten Formel. Die Mikro-PET-CT-Bildgebung wird mit dem Siemens Enion dedizierten PET-System und im Beyond multimodality CT SPECT System aufgenommen.

Starten Sie im DOC-Modus die Micro-PET- und CT-Bildgebung. Fünf Stunden nach der Kältebehandlung und eine Stunde nach der FDG-Injektion wird das Tier mit 3% Fluor in Sauerstoff betäubt. Sobald die Anästhesie vollständig eingeleitet ist, bringen Sie das Tier auf ein Mikro-CT-Tierbett.

Der Kopf ruht in einer C-Kegel-Gesichtsmaske, die kontinuierlich 2 % ISO-Fluor mit einer Durchflussrate von zwei Litern pro Minute liefert. Legen Sie ein elektrisches Heizkissen unter das Tier, um die Körpertemperatur zu halten. Schieben Sie nun das Tier in Richtung des Eingangs des multimodalen Scanners und positionieren Sie das Bett so, dass die Brust des Tieres in den horizontalen und vertikalen Laserstellen zentriert ist.

Stellen Sie dann im Laserausrichtungsfenster den ersten Scantyp SCT-Scan ein und wählen Sie die Option PET-Erfassung, die im Arbeitsablauf enthalten ist, am Computerarbeitsplatz, öffnen Sie das Scout-Ansichtsfenster und erfassen Sie ein Scout-View-Röntgenbild. Passen Sie mit der Software die Position des Tierbettes so an, dass sich das mittlere Sichtfeld des CT in der Mitte des Mauskörpers befindet. Und wiederholen Sie diesen Schritt bei Bedarf.

Klicken Sie nun auf Start in einem vorgefertigten Workflow, der aus Folgendem besteht: CT-Erfassung, Erfassung von Haustieremissionen, Haustieremissionshistogramm und PET-Rekonstruktion. Wenn Sie dazu aufgefordert werden, wählen Sie eine geeignete 3D-PET-CT-Transformationsmatrixdatei aus, die bei der CT-Rekonstruktion verwendet werden soll, und wählen Sie eine kürzlich erstellte Normalisierungsdatei für die PET-Rekonstruktion ohne Dämpfung aus. Die Software startet dann den CT- und PET-Scan sequenziell wie programmiert.

Führen Sie zunächst einen Ganzkörper-CT-Scan mit den hier angezeigten Einstellungen durch. Dieser Schritt ist mit einer Echtzeit-Rekonstruktionsoption verknüpft, bei der die gängige Methode zur Rekonstruktion von Kegelstrahlen verwendet wird. Sobald die CT abgeschlossen ist, wird das Tier automatisch in die Mitte des Systems geschoben, um einen statischen PET-Scan durchzuführen.

Mit den hier zu sehenden Einstellungen können Sie in 20 bis 25 Minuten, wenn der gesamte Arbeitsablauf abgeschlossen ist, die Qualität der aufgenommenen CT- und PET-Bilder mit der Analysesoftware A SI Pro kurz bewerten. Archivieren Sie die Imaging-Daten und übertragen Sie die Daten über das Netzwerk an eine Post-Imaging-Analyse-Workstation zur weiteren Analyse. Nehmen Sie das Tier aus den bildgebenden Systemen und setzen Sie es in einen sauberen Käfig Mit normaler Futter- und Wasserzufuhr zur Genesung bei Raumtemperatur sind die Systeme nun bereit für das nächste Tier in der Warteschlange.

Beachten Sie, dass bei der Pflege und Handhabung von Tieren nach der Bildgebung die Vorschriften des Instituts für den Umgang mit Labortieren, die mit radioaktivem Material injiziert wurden, und die einschlägigen Abfallentsorgungsvorschriften zu befolgen sind. Um mit der Analyse zu beginnen, öffnen Sie die Inion Research Workplace-Software und importieren Sie manuell sowohl die CT- als auch die PET-Datensätze mit Tools mit der allgemeinen Analysefunktion, registrieren Sie die CT- und PET-Bilder mitregistriert und stellen Sie sicher, dass die Bilder in allen drei Dimensionen perfekt aufeinander abgestimmt sind. Als nächstes identifizieren Sie innerhalb des Quantifizierungsfensters der interessierenden Region mit den anatomischen Informationen, die von den coregistrierten CT-Bildern geliefert werden, braunes Fettgewebe im interscapularen Bereich des Halses, das vorherrschende kälteinduzierbare braune Fettgewebe bei erwachsenen Mäusen, und zeichnen Sie ein interessantes Volumen über den PET-Datensatz.

Wählen Sie nun die Voxelintensität als Quantifizierungstyp und erfassen Sie die mittlere Radioaktivität innerhalb des VOI als Becca L pro Liter. Ein Kalibrierungsfaktor, der die Zählungen pro Sekunde in Bere pro Milliliter umrechnet, sollte zuvor durch Abtasten eines Phantoms mit bekannter Radioaktivität ermittelt werden. Quantifizieren Sie die FDG-Aufnahme im braunen Fettgewebe als prozentuale injizierte Dosis pro Gramm Gewebe mit Zerfallskorrektur.

Die injizierte Dosis ist das Ergebnis der zuvor berechneten injizierten FDG-Aktivität, umgerechnet in BECCA-Einheiten. Hier sehen wir ein Beispiel für die Bildgebung von braunem Fettgewebe bei Mäusen. Während die PET-Bildgebung die Verteilung und Menge der FTG-Aufnahme im gesamten Körper kodiert, liefert die CT-Bildgebung wichtige anatomische Informationen.

Diese Bilddaten können separat betrachtet, fusioniert oder mit einer 3D-Funktion demonstriert werden, z. B. mit Hilfe eines 3D-Bildgebungswerkzeugs für die maximale Intensität. Ein interessantes Volumen Hier kann die interscapuläre BAT-Region über die PET-Bilder gezeichnet und die Gesamtsignale innerhalb des VOI in die prozentuale injizierte Dosis pro Gramm Gewebe umgerechnet werden. Hier sehen wir die Ergebnisse eines Experiments, in dem pharmakologische Interventionen während der Kältebehandlung genau 30 Minuten vor der Injektion der FTG PET-CT-Bildgebung angewendet wurden, und die Analyse zeigt, dass die Vorbehandlung mit Propanolol, einem Beta-Antagonisten, die FDG-Aufnahme bei Fledermaus signifikant reduzierte, während die Vorbehandlung von BRL 3 7 3 44, einem Beta-3-Agonisten, die Aufnahme im Vergleich zur Vehikelkontrolle deutlich erhöhte.

Ein kritischer Schritt dieses Protokolls ist die Optimierung der Dauer der Co-Behandlung. Ein vier-plus-einstündiges Co-Behandlungsschema ist sensitiv und konsistent bei der Erkennung von Veränderungen der schlechten Aktivität bei Mäusen. Zu den Anwendungen dieser Methode gehören verschiedene Grundlagenstudien mit Mausmodellen zum besseren Verständnis von schlechter Differenzierung und Regulation sowie präklinische Forschung mit dem Ziel der Entdeckung sicherer, schlecht stimulierender Medikamente, die bei der Behandlung von Fettleibigkeit und Diabetes von Nutzen sein können.