Name: Imagen funcional de grasa marrón en ratones con FDG micro-PET/CT (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-11-23T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 53 s
Description: Aprenda a medir la actividad del tejido adiposo pardo en ratones vivos mediante micro-PET/CT con FDG. Este protocolo estandarizado utiliza estimulación por frío para evaluar la captación de glucosa y estudiar el metabolismo energético.

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Los autores desean agradecer a Laura Díaz, Kevin Phillips, Willa A. Hsueh, y el Rey C. Li por su apoyo útiles comentarios y técnico en el desarrollo de este método.

1. Animal Preparación y Tratamiento de Frío <ol><li> Localizar e inspeccionar un 4 ° C habitación fría que ha sido aprobado para el alojamiento de los ratones de laboratorio. </li><li> Pre-frialdad animales durante la noche en el cuarto frío jaulas. Las jaulas se montan sin alimentación y las camas pero con una botella de agua. </li><li> En la mañana del día experimental, los ratones lugar de uno en uno en cada una de las jaulas de pre-refrigerado a intervalos de 30 min. Cada ratón enjaulado individualmente deben permanecer en la sala fría durante casi 4 horas antes de su transporte al laboratorio de imagen. Asegúrese de que los ratones son el ayuno, pero con acceso al agua. </li><li> A las 4 h después de transporte tratamiento en frío un animal a la vez cada 30 min para el laboratorio de imagen. Esto se puede lograr por llenado de un recipiente de espuma de poliestireno con hielo y la colocación de una jaula de alojamiento previamente enfriado en la parte superior del hielo dentro de la caja. Libremente colocar la tapa de la caja de espuma de poliestireno. </li></ol> 2. Configuración de flujo de trabajo de imágenes Micro-PET/CT <p class=&quot;Jove_content&quot;&gt; En esta imagen de protocolo micro-PET/CT se consigue con la Siemens Inveon Dedicated PET (DPET) Sistema y multimodalidad Inveon (mm) Sistema (CT / SPECT) en el modo acoplado. El animal se coloca desde la entrada MM, primero se explora con la CT de referencias anatómicas, y luego se deslizó hacia el centro de la DPET para una adquisición PET estática F18. A fin de que el ordenador central para llevar a cabo estas tareas secuenciales de forma automática, la siguiente &quot;flujo de trabajo&quot; se programa con (IAW) el lugar de trabajo Adquisición Inveon software antes de la sesión de imagen real. <ol><li> CT adquisición: Para una tomografía computarizada de cuerpo entero, ajuste de corriente a 500 uA, la tensión en 80kV, tiempo de exposición de 200 ms y 240 pasos de 240 ° de rotación. Para detector de rayos X, seleccione Resolución en el &quot;sistema de baja magnificación&quot; con 78 mm de campo de imagen y el modo axial cama individual. Seleccione &quot;reconstrucción en tiempo real&quot; a través del &quot;Common Cone-Beam Reconstrucción&quot; método para que las conversaciones de PC host conun dedicado equipo de reconstrucción en tiempo real (Cobra) para iniciar la tarea. </li><li> PET Adquisición de emisiones: Set 600 segundos (10 minutos) para el &quot;tiempo de ciclo fijo&quot; en el &quot;adquirir por el tiempo&quot; opción. Seleccione F-18 como &quot;el estudio de isótopos&quot; y utilizar 350-650 keV como &quot;nivel de energía&quot;. </li><li> PET Histograma de emisiones: Set &quot;marco dinámico&quot; como &quot;negro&quot; para procesar los datos como un marco para toda la duración de lograr exploración estática. Seleccione &quot;3D&quot; como el tipo de histograma y elija &quot;sin corrección de dispersión&quot;. </li><li> PET Reconstrucción: Use 2D Maximización Pedido Expectativa Subset (OSEM2D) como algoritmo de reconstrucción. </li></ol> 3. La inyección de FDG <ol><li> Solicite un paquete clínico de 18 F-FDG (10 mCi) de un proveedor regional de su llegada al laboratorio de imagen ~ 30 min antes de la primera inyección programada. Siga los procedimientos del instituto de seguridad para recibir y examinar el paquete que contiene materia radiactivals (RAM). </li><li> Con la protección que ofrece un escudo de mesa L-bloque superior, la alícuota FDG y hacer diluciones con solución salina esterilizada. La concentración de actividad de la FDG diluida debe estar disponible a 200-300 μCi/100 ul para cada inyección. Dibujar la solución FDG en una jeringa de 1 ml con 26G 1/2 pulgada aguja, y medir la radiactividad de la jeringa entera con un calibrador de dosis. </li><li> Inyectar al animal que es transportado desde la sala de frío (véase el Paso 1,4) con 100 l de solución de FDG a través de la vía intraperitoneal (ip). Registre el tiempo de inyección. Medir la radiactividad residuo de la jeringa de nuevo con el calibrador de dosis. </li><li> Ponga el animal a la jaula frío dentro de una hielera de unicel mantenido con hielo. Incubar el animal en frío (~ 4 ° C) durante 1 hora para la captación de FDG. </li><li> Cálculo de la actividad inyectada FDG para cada ratón mediante la siguiente fórmula: Actividad inyectada (Ci) = actividad en la jeringa antes de la inyección- Actividad en la jeringa después de la inyección </li></ol> 4. Micro-PET/CT imágenes <ol><li> Las imágenes micro-PET/CT comienza 1 hora después de la inyección de FDG o 5 horas después del tratamiento en frío. Ponga el animal en una cámara de inducción de la anestesia con isoflurano 3% de oxígeno. </li><li> Una vez que se induce la anestesia, el animal se mueve sobre una pastilla de micro-CT (cama de animales) con su cabeza descansando dentro de una máscara de cara cono que suministra continuamente isoflurano (2%) a un caudal de 2 L / min. Una almohadilla eléctrica de calentamiento (Biovet, m2m Imaging Corp.) se coloca bajo el animal, para ayudar a mantener la temperatura del cuerpo. </li><li> Deslice el animal a la entrada del escáner MM, active el &quot;láser&quot; icono de la barra de herramientas y utilice el control de panel táctil para mover la cama para que el pecho del animal es en la cruz de líneas láser horizontales y verticales. En el &quot;Laser Align&quot; ventana, seleccione &quot;Tipo de primer ciclo&quot;, como tomografía computarizada, y &quot;adquisición PET incluido en el flujo de trabajo&quot;, como el option. </li><li> Abra la ventana &quot;Ver Scout&quot; ventana y adquirir una visión explorador de rayos X radiografía. Use IAW para ajustar la posición de la cama animal de modo que el centro del campo de vista de CT se encuentra en el centro del cuerpo del ratón (hígado). Repita este paso si es necesario. </li><li> Inicie el &quot;flujo de trabajo&quot; establecido en el Paso 2. Cuando las opciones de pop-up, seleccionar un rango de 3D PET-CT archivo de la matriz de transformación que se utilizarán en la reconstrucción de CT, y elegir un archivo de normalización recientemente creado para la reconstrucción de PET sin corrección de atenuación. El IAW continuación, se iniciará la TC y PET de forma secuencial según se haya programado. </li><li> Después de que el flujo de trabajo conjunto se completa, que puede tomar 20 a 25 min, brevemente evaluar la calidad de la adquirieron imágenes de CT y PET con el VM ASIPro, un software de análisis de micro-PET co-instalado con IAW. Archivo de los datos de imagen en un dispositivo de almacenamiento de datos o transferir los datos a través de la red a una estación de trabajo de análisis de imágenes post (ver paso 5) para su posterior análisis. </li><li> Releasí al animal de los sistemas de imagen y colocarlo a una jaula de alojamiento limpio y con comida normal y suministro de agua para su recuperación a temperatura ambiente. Los sistemas están ahora listos para el animal siguiente en la cola. Tenga en cuenta el cuidado y manejo de animales de imágenes post-deben seguir los reglamentos del Instituto en relación con &quot;el manejo de animales de laboratorio inyectados con RAM&quot;. También tenga en cuenta que las agujas / jeringas, las almohadillas absorbentes, guantes y ropa de cama de todo y la materia fecal debe ser considerado como residuo radiactivo, y manejados de acuerdo a los reglamentos pertinentes del instituto RAM eliminación de residuos. </li></ol> 5. Post-Análisis de imágenes <ol><li> Open Research Inveon lugar de trabajo (CPIC) software (Siemens) y manualmente importar tanto la TC y PET conjuntos de datos. Co-registro de imágenes de TC y PET en &quot;Registro&quot; de la ventana usando herramientas con el &quot;análisis general&quot; la función, y en la sección &quot;Opinión&quot; ventana asegurarse una perfecta alineación entre la TC y las imágenes de PET en las 3 dimensiones. </li><li>De &quot;zona de interés (ROI) La cuantificación&quot; de la ventana, con las referencias proporcionadas por las imágenes co-registradas CT, identificar BAT en la región interescapular del cuello, la más predominante inducible por frío BAT en ratones adultos, y dibujar volumen de interés (VOI) de BAT sobre el conjunto de datos de PET. Seleccione &quot;Intensidad Voxel&quot; como &quot;Tipo de cuantificación&quot; y registrar la radiactividad en el medio VOI como Bq / ml. Un factor de calibración que convierte cuentas / seg a Bq / ml ha sido previamente establecido mediante el escaneo de un fantasma con radioactividad conocida. </li><li> La captación de FDG en la MTD se cuantifica como porcentaje de dosis inyectada por gramo de tejido (% ID / g) con la corrección de la descomposición. La dosis inyectada es el resultado del paso 3,5, sin embargo, se convirtió al becquerel (Bq) unidad (1 Ci = 37.000 Bq); suponemos que 1 ml de tejido es igual a 1 g. </li></ol>

<ol><li>Cypess, A. M., Kahn, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+and+importance+of+brown+adipose+tissue+in+energy+homeostasis%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Pediatr%22%5BJournal%5D)">The role and importance of brown adipose tissue in energy homeostasis.</a> Curr. Opin. Pediatr. 22, 478-484 (2010).</li>
<li>Cannon, B., Nedergaard, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brown+adipose+tissue%3A+function+and+physiological+significance%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Rev%22%5BJournal%5D)">Brown adipose tissue: function and physiological significance.</a> Physiol. Rev. 84, 277-359 (2004).</li>
<li>Collins, S., Surwit, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+beta-adrenergic+receptors+and+the+control+of+adipose+tissue+metabolism+and+thermogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Recent+Prog.+Horm.+Res%22%5BJournal%5D)">The beta-adrenergic receptors and the control of adipose tissue metabolism and thermogenesis.</a> Recent Prog. Horm. Res. 56, 309-328 (2001).</li>
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<li>Garcia, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduction+of+brown+fat+2-deoxy-2-%5BF-18%5Dfluoro-D-glucose+uptake+by+controlling+environmental+temperature+prior+to+positron+emission+tomography+scan%5BTitle%5D)+AND+%22Mol.+Imaging+Biol%22%5BJournal%5D)">Reduction of brown fat 2-deoxy-2-[F-18]fluoro-D-glucose uptake by controlling environmental temperature prior to positron emission tomography scan.</a> Mol. Imaging Biol. 8, 24-29 (2006).</li>
<li>Saito, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+incidence+of+metabolically+active+brown+adipose+tissue+in+healthy+adult+humans%3A+effects+of+cold+exposure+and+adiposity%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes%22%5BJournal%5D)">High incidence of metabolically active brown adipose tissue in healthy adult humans: effects of cold exposure and adiposity.</a> Diabetes. 58, 1526-1531 (2009).</li>
<li>Agrawal, A., Nair, N., Baghel, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+approach+for+reduction+of+brown+fat+uptake+on+FDG+PET%5BTitle%5D)+AND+%22Br.+J.+Radiol%22%5BJournal%5D)">A novel approach for reduction of brown fat uptake on FDG PET.</a> Br. J. Radiol. 82, 626-631 (2009).</li>
<li>Soderlund, V., Larsson, S. A., Jacobsson, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduction+of+FDG+uptake+in+brown+adipose+tissue+in+clinical+patients+by+a+single+dose+of+propranolol%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Nucl.+Med.+Mol.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Reduction of FDG uptake in brown adipose tissue in clinical patients by a single dose of propranolol.</a> Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 34, 1018-1022 (2007).</li>
<li>Zhao, J., Cannon, B., Nedergaard, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermogenesis+is+beta3-+but+not+beta1-adrenergically+mediated+in+rat+brown+fat+cells%2C+even+after+cold+acclimation%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Thermogenesis is beta3- but not beta1-adrenergically mediated in rat brown fat cells, even after cold acclimation.</a> Am. J. Physiol. 275, 2002-2011 (1998).</li>
<li>Rowland, D. J., Garbow, J. R., Laforest, R., Snyder, A. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Registration+of+%5B18F%5DFDG+microPET+and+small-animal+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Nucl.+Med.+Biol%22%5BJournal%5D)">Registration of [18F]FDG microPET and small-animal MRI.</a> Nucl. Med. Biol. 32, 567-5672 (2005).</li>
</ol>

No hay conflictos de interés declarado.

En este estudio un método de imagen micro-PET/CT-based ha sido desarrollado para la detección de actividades de BAT en ratones adultos que simplemente se requiere un tratamiento de frío y una inyección de disponible en el mercado con 18 F-FDG. El procedimiento completo se puede realizar en un día después de un tratamiento y la secuencia de formación de imágenes que se inicia cada minuto 30 hasta que todos los animales son tratados y fotografiado. En las condiciones experimentales descritas, un total de 10 rat...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nombre del reactivo </td><td> Empresa </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentarios (opcional) </td></tr><tr><td> Micro-PET/CT Imaging System </td><td> Siemens Medical Solutions EE.UU., Inc. </td><td> Inveon dedicado PET Sistema y Inveon multimodalidad CT / SPECT del sistema (acoplado) </td><td></td></tr><tr><td> Propranolol </td><td> Sigma </td><td> P0884 </td><td></td></tr><tr><td> BRL 37344 </td><td> Sigma </td><td> B169 </td><td></td></tr><tr><td> 18 F-FDG </td><td> Cyclotope Inc. </td><td></td><td></td></tr><tr><td> C57BL/6J ratones macho </td><td> Jackson Laboratory </td><td> 000664 </td><td> 3-4 meses de edad </td></tr></tbody></table>

imagen funcional de grasa marrón en ratones con fdg micro-pet/ct

Functional Imaging of Brown Fat in Mice with 18F-FDG micro-PET/CT

Tejido adiposo marrón (BAT) difiere de tejido adiposo blanco (WAT) por su ubicación discreta y un color marrón-rojo debido a la vascularización rico y de alta densidad de las mitocondrias. BAT juega un papel importante en el gasto energético y no tiritando termogénesis en los mamíferos recién nacidos, así como los adultos 1. BAT-mediada por la termogénesis está altamente regulada por el sistema nervioso simpático, principalmente por medio del receptor adrenérgico β 2, 3. Estudios recientes han demostrado que las actividades de BAT en humanos adultos tienen una correlación negativa con el índice de masa corporal (IMC) y otros parámetros diabéticos 4-6. BAT Así, se ha propuesto como un objetivo potencial para la terapia anti-obesity/anti-diabetes centrándose en la modulación del balance energético de 6-8. Mientras que varios frías a base de desafío-tomografía por emisión de positrones (PET) se establecen los métodos para la detección de BAT humano 9-13, esencialmente no hay protocolo estandarizado para la obtención de imágenes y quantificación de BAT en modelos de animales pequeños tales como ratones. Aquí se describe un robusto PET / CT método de imagen para la evaluación funcional de las MTD en ratones. En pocas palabras, los ratones C57BL/6J adultos estaban fríos tratados bajo condiciones de ayuno con una duración de 4 horas antes de recibir una dosis de 18 F-fluorodesoxiglucosa (FDG). Los ratones se mantuvo en el frío por un puesto adicional de inyección de FDG horas, y luego escaneadas con un sistema micro-PET/CT pequeño animal dedicado. Las imágenes de PET adquiridas fueron co-registradas con las imágenes de TC para las referencias anatómicas y se analizó la captación de FDG en el área interescapular BAT para presentar la actividad de las MTD. Esta estandarizado en frío y tratamiento de protocolo de imágenes ha sido validado a través de actividades de prueba BAT durante las intervenciones farmacológicas, por ejemplo, la activación BAT suprimida por el tratamiento de la β-adrenérgico propranolol 14, 15, o la activación BAT mejorada por β3 agonista BRL37344 16. El método described aquí se puede aplicar para la detección de fármacos / compuestos que modulan la actividad de BAT, o para identificar los genes / vías que están involucrados en el desarrollo y regulación de BAT en diversos estudios preclínicos y de base.

Un ejemplo de formación de imágenes micro-PET/CT de BAT ratón se muestra en la figura 1. Si bien la formación de imágenes CT proporciona información anatómica, la formación de imágenes PET codifica la distribución y la cantidad de 18 F-FDG por todo el cuerpo. Estos datos de imágenes se pueden ver por separado (1A y 1B), fusionado (1C), o resultar de una característica de 3D, como la proyección de intensidad máxima (MIP, 1D). Con la ayuda de una herramienta de formación de imágenes 3D, un volu...

Un método de obtención de imágenes funcionales de tejido de ratón adiposo marrón (BAT) se describe en frío que estimula la captación de 18F-fluorodeoxiglucosa (FDG) en la MTD es evaluar de forma no invasiva con un protocolo estandarizado micro-PET/CT. Este método es robusto y sensible para detectar diferencias en las actividades de BAT en modelos de ratón.

Imagen funcional de grasa marrón en ratones con FDG micro-PET/CT

El tejido adiposo pardo (TAP) se diferencia del tejido adiposo blanco (TAB) por su ubicación discreta y un color marrón rojizo debido a una rica vascularización y una alta...

El objetivo general de este procedimiento es medir de forma no invasiva la actividad del tejido adiposo pardo en ratones vivos mediante un protocolo estandarizado de micro PET CT. Esto se logra primero colocando al animal en un tratamiento de frío a cuatro grados Celsius durante cuatro horas para inducir la actividad del tejido adiposo pardo. Luego se inyecta fluor-18 FTG y se incuba al animal a cuatro grados Celsius durante una hora adicional para lograr la captación de la actividad.Luego, se realiza una secuencia de imágenes de micro-TC y micro-PET utilizando un sistema de imágenes dedicado para animales pequeños. Finalmente, mediante un software de procesamiento posterior a la adquisición de imágenes, las imágenes PET adquiridas se coregistran con las imágenes de TC y luego se analizan para determinar la captación de FDG en la región del tejido adiposo marrón interscapular, a fin de evaluar la actividad del tejido adiposo marrón. El tejido adiposo marrón desempeña un papel fundamental en el gasto de energía y en la termogénesis de los mamíferos óseos, así como en los adultos.Aunque la capacidad clínica se ha utilizado para detectar el tejido adiposo marrón inducido por el frío e

functional-imaging-of-brown-fat-in-mice-with-18f-fdg-micro-petct

Research

Investigación

JoVE Journal

Biology

Biología

Este artículo describe la imagen multimodal de tejidos cancerosos con imágenes diagnósticas PET y CT mediante el uso de un radiotrazador 18F-FDG. El tejido canceroso con alta actividad glucolítica absorbe más de 18F-FDG.

Tomografía por emisión de positrones y tomografía computarizada basada en FDG: un método de uso de radiotrazadores para obtener imágenes no invasivas del metabolismo tumoral

En este reportaje de vídeo, mostramos la aplicación de la Luminiscencia de Cerenkov para el tejido adiposo marrón interescapular en ratones en condiciones activadas y deprimidas.

Cerenkov Luminiscencia Imaging de interescapular tejido adiposo marrón

El método presentado aquí utiliza 18 F-fluorodesoxiglucosa (18F-FDG) tomografía por emisión de positrones / tomografía computarizada (PET-TC) y la resonancia magnética separada grasa-agua (MRI), cada escaneado tras 2 horas de exposición a temperatura neutra (24 ° C ) y las condiciones de frío (17 ° C) para mapear el tejido adiposo marrón (BAT) en sujetos humanos adultos.

Depósitos de tejido adiposo humano Marrón segmentada automáticamente por Tomografía por Emisión de Positrones / Tomografía Computada y Resonancia Registrado Imágenes Magnéticas

Este estudio describe un protocolo que utiliza 18F-FDG e imágenes de tomografía por emisión de positrones/tomografía computarizada (PET/CT), junto con modelos cinéticos, para cuantificar la absorción in vivo y en tiempo real de 18F-FDG en los tejidos.

La determinación de metabolismo de la glucosa Kinetics Uso<sup&gt; 18</sup&gt; F-FDG Micro-PET / CT

Utilizando software libre, código abierto, hemos desarrollado un enfoque analítico para cuantificar el volumen de tejido total y regional del adiposo marrón (BAT) y la actividad metabólica de murciélago usando 18F-FDG PET/CT.

Cuerpo entero y cuantificación Regional de activo humano marrón tejido adiposo utilizando 18F-FDG PET/CT

Imágenes funcionales y cuantificación de depósitos adiposos termogénicos en ratones utilizando un enfoque basado en imágenes micro-PET / MR.

Visualización y cuantificación de tejidos adiposos marrones y beige en ratones utilizando [18F]FDG Micro-PET/MR Imaging

Aquí, presentamos un protocolo experimental de imagen para la cuantificación de la función cardíaca y la morfología utilizando tomografía por emisión de positrones de alta resolución / tomografía computarizada para animales pequeños. Se consideran tanto ratones como ratas, discutiendo los diferentes requisitos de los agentes de contraste de tomografía computarizada para las dos especies.

Tomografía por emisión de positrones cardíacos de alta resolución/tomografía computarizada para animales pequeños

Aquí, presentamos un protocolo para medir la actividad del tejido adiposo marrón después de una comida en humanos y animales de laboratorio.

Termografía infrarroja para la detección de cambios en la actividad del tejido adiposo marrón

La prueba de la transición de luz / oscuridad es una de las pruebas más utilizadas para medir la ansiedad-como el comportamiento de los ratones. A continuación, presentamos una película que muestra los procedimientos detallados sobre cómo realizar la prueba.

Luz / oscuridad de transición de prueba para ratones

Para la evaluación de nuevas terapias con células madre es importante no invasiva vía las células inyectadas en vivo. Este video le mostrará cómo etiquetar células madre mesenquimales humanas embrionarias y con los agentes de contraste basados ​​en óxido de hierro en vivo para su posterior RM en vivo.

Etiquetado y hESCs hMSCs con nanopartículas de óxido de hierro para no invasivo en el seguimiento in vivo mediante RM

Aprenda a medir la actividad del tejido adiposo pardo en ratones vivos mediante micro-PET/CT con FDG. Este protocolo estandarizado utiliza estimulación por frío para evaluar la captación de glucosa y estudiar el metabolismo energético.

Imagen funcional de grasa marrón en ratones con FDG micro-PET/CT

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