אנו מתארים פרוטוקול כללי לin vivo מעקב תא באמצעות MRI במודל של עכברים עם תאי שכותרתו לשעבר vivo. פרוטוקול טיפוסי לתיוג תא, עיבוד רכישת תמונה וכימות כלול.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
אנו מתארים פרוטוקול כללי לin vivo מעקב תא באמצעות MRI במודל של עכברים עם תאי שכותרתו לשעבר vivo. פרוטוקול טיפוסי לתיוג תא, עיבוד רכישת תמונה וכימות כלול.
In vivo 19 F-MRI מאפשר מעקב תא כמותית ללא השימוש בקרינה מייננת. זוהי טכניקה לא פולשנית שיכול להיות מיושמת על בני אדם. כאן אנו מתארים פרוטוקול כללי לתיוג תא, הדמיה, ועיבוד תמונה. הטכניקה היא ישימה לסוגים שונים של תאים ומודלים של בעלי חיים, למרות שכאן אנחנו מתמקדים במודל של עכברים אופייני למעקב אחר תאי חיסון עכבריים. הנושאים החשובים ביותר לתיוג תא מתוארים, שהינם רלוונטיים לכל הדגמים. כמו כן, פרמטרים הדמיה מפתח מפורטים, אם כי הפרטים משתנים בהתאם למערכת ה-MRI וההתקנה בודדת. לבסוף, אנו כוללים פרוטוקול עיבוד תמונה לכימות. וריאציות לזה, ובחלקים אחרים של הפרוטוקול, נבחנים בסעיף הדיון. בהתבסס על הנוהל מפורט שתואר כאן, המשתמש יצטרך להתאים את הפרוטוקול לכל אחד מסוגי תאים מסוימים, תווית תא, מודל חיה, והתקנת הדמיה. שימו לב כי protocol גם יכול להיות מותאם לשימוש בבני אדם, כל עוד הגבלות קליניות הם נפגשו.
במעקב תא vivo הוא חיוני לאופטימיזציה והניטור של תרופות תאיות 1. בשל האופי פולשני שלה, הדמיה מציעה הזדמנויות מצוינות כדי לפקח על תאים בגוף חי. הדמיית תהודה מגנטית (MRI) אינה תלויה בקרינה מייננת ומאפשרת הדמיה ברזולוציה מעולה ולעומת זאת רקמות רכות פנימיות. מעקב סלולרי המבוסס על MRI כבר בשימוש קליני לעקוב תאי דנדריטים בחולים מלנומה 2. MRI הקליני הקונבנציונלי מתבצע בגרעין H 1, הנמצא במים ניידים ברקמות. כמו כן ניתן לבצע בדיקת MRI על גרעינים פעילים אחרים, כגון 13 C, נ 19 ו23 Na. עם זאת, רק 19 F-MRI כבר מיושם בהצלחה בvivo מעקב תא כפי שהוא מציע את הרגישות הגבוהה ביותר, לאחר ה '1 העדר בדיקת MRI לגילוי אנדוגני נ 19 ברקמות מאפשר סלקטיביות אות גבוהה עבורזיהוי של סוכנים בניגוד 19 F אקסוגניים ומאפשר כימות של ריכוז פלואור ישירות מנתוני התמונה. לדיון מפורט ביום 19 F-MRI, ראה 3-5. נושא מרכזי עם 19 F-MRI הוא הצורך לפתח ולייעל את תוויות תא 19 F מתאימים, אם כי כמה תוויות פותחו, עם מגמה של סוכני multimodal 6.
הפרוטוקול שאנו מתארים כאן מבוסס על מחקרים על ידי הקבוצות שלנו 7-9, כולל המאמרים הראשונים שתיארו בvivo כמותיים 19 סלולריים מבוסס MRI F מעקב 10,11. הנוהל הכללי של מעקב סלולרי באמצעות 19 F-MRI מסוכם באיור 1. אנו מתארים פרוטוקול כללי לתיוג והדמיה של תאים דנדריטים (DC) באמצעות סוכן לעומת perfluorocarbon מחוייט 8. פרוטוקול ההדמיה הוא בדרך כלל ישים לסוגי תאים שונים, מדבקות ומודלים של בעלי חיים.מודל סוג התא ושל בעלי החיים שתואר כאן יש לקחת רק כדוגמא, ובכך אנחנו לא מספקים פרטים על בידוד התא ותיוג, אלא להתמקד בפרוטוקול ההדמיה. שינויים יהיו הכרחיים עבור כל תווית, סוג התא, מודל חיה, והתקנת הדמיה, וניתן למצוא את אלה בספרות או שצריכים להיות מותאם על ידי החוקרים. כמה שינויים נפוצים כלולים בדיון.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: כל הניסויים וההליכים כרוכים בבעלי חיים חייבים להתבצע בהתאם לקווים מנחים אתיים רלוונטיים ובקנה אחד עם טיפול בבעלי חיים סטנדרטי ודרישות הומניות.
1. תיוג תא (תקן לפרוטוקול עם Coincubation)
הערה: פרוטוקול זה הוא רלוונטי לDCs הספציפי אלה והתווית. ההליך היה מותאם בפרסום אחר 8 וכלול כאן הם רק צעדים כדי להכין את מדגם לתמונה, שכן ההתמקדות של פרוטוקול זה היא בהדמיה. Hence, הפרוטוקול לבידוד, תרבות וסימון של סוג תא מסוים יצטרך גם ניתן למצוא בספרות או מותאם על ידי החוקר. סיכום של כל 19 תוויות F האחרות שהייתה בשימוש בספרות מוצג במקום אחר 6.
2. קביעת 19 F / תא באמצעות 19 F NMR
הערה: TR צריך להיות ארוך מספיק עבור fההרפיה ull של ההתייחסות ומדגם ספינים (בסביבות 5 פעמים זמן הרפיה 1 T של הרכיב T 1 הארוך ביותר בצינור, בדרך כלל TR ~ 5-8 שניות). ספקטרומטרים מסוימים דורשים D 2 O לאות נעילת תדר. ספקטרום 19 F סטנדרטי הוא מספיק. מספרי מיצוע או תא גבוה יותר נרחבים יידרשו אם ספיגת תא של התווית היא עני או אם מספרי תא הם נמוכים. הספקטרום צריך להיות מרוכז בין ההתייחסות ופסגות תווית רלוונטיות, אלא אם תיקונים נעשים לחשבון עבור עירור חלקי.
הערה: כל התהליך חייב להיות חוזר ונשנה בממוצע בהרחבה מספיק כדי להגיע למובהקות סטטיסטיות. זה יכול להיעשות גם באמצעות ספקטרוסקופיית ישירות בסורק ה-MRI. However, יש לציין כי הליך זה חושף רק את טעינת 19 F הממוצעת למספר גדול של תאים, לא ההשתנות בין תאים. בדיקת אחידות של ספיגת תא דורשת את נוכחותו של מרכיב ניאון בסוכן F 19, כך שספיגת התא ניתן לנתח באמצעות מיקרוסקופ או cytometry זרימה.
3. שיקולים לעיצוב ניסיוני - הזרקת תא
בשל העניים יחסית הרגישות של 19 F-MRI למעקב סלולרי, מודל של בעלי חיים שבו התאים יהיו למקם במספרים גדולים היא הכרחית להצלחה בתחום ההדמיה vivo. ערכי רגישות אופייניים נעים בין 1,000-100,000 שעה cells/voxel/1 זמן סריקת 6, עם טעינה סלולרי בטווח של 10 11 -10 13 אטומי פלואור.
המספר ותדירות מפגשי הדמיה חייב להיות מתוכננת בקפידה, שכן זה משפיע על הבחירה של חומר הרדמה. הערה isoflurane כי לא יכול להיות suitablדואר ל19 F-MRI אם תדר התהודה 19 F של isoflurane הוא קרוב לזה של מתחם התווית בשימוש. isoflurane עדיין עשוי להיות מתאים אם פגישות ההדמיה הן קצרות מספיק כדי למנוע הצטברות משמעותית. כמה הרדמה חלופית כבר בשימוש בספרות 10,11; דוגמא כלולה בפרוטוקול ההדמיה. חומרי הרדמה הוא שצריכות להיות מותאמים לזנים שונים עכבר ומודלי מחלה.
4. עיצוב חיצוני 19 F Reference
הערה: באופן כללי, זה הפשוט ביותר אם מתחם ההתייחסות זהה לתווית התא, כדי להתאים את הפרמטרים ההרפיה. אם רצפים או רצפים ספקטרוסקופיות ללא לוקליזציה המרחבית משמשים, אז acompound עם היסט כימי שונה עשויים להיות נחוץ.
5. הדמיה ועכבר הכנה
הערה: למעקב סלולרי, יש צורך לתמונה זהה של בעלי החיים יותר מפעם אחת. במקרה זה, צריכים להיות מתוכנן פגישות ההדמיה תוך התחשבות בזמן הדרוש לקבלת אישור של הרדמה מהנחיות השימוש במערכת ובעלי חיים של המכון.
6. הדמיה
התאמות H 1 והדמיה
הערה: התאמה זו תהיהמשתנה בהתאם לסוג של סליל RF וחיוני ל19 F-MRI שכן האות על תדר F 19 היא בדרך כלל נמוכה מדי עבור התאמות ישירות. כתוצאה מכך, אומדן של RG חייב להיות עשוי ממדידות על אות H 1. לשידור RF עם סליל פני השטח, RG H 1 צריך להיות מותאם במקביל מטוס לסליל דרך החלק של עניין, לסליל נפח עם פרופיל של B 1 הומוגנית, את ההגדרות של ההתאמה המדויקות הן פחות חשובות.
הערה: בחי, בתדר המדויק יכול להשתנות מעט מניסוי לניסוי בשל תנאי shimming שונים. כדי למנוע חפצי היסט כימי התדר המדויק ולכן צריך להיקבע בכל ניסוי על ידי נ 19 MRS, במידת האפשר. סריקה אופיינית לאות נמוך מאוד 19 F תהיה ספקטרוסקופיה הגלובלית (דופק לרכוש) (אלפיות שני TR = 200, NEX = 3,000, ת"א = 10 דקות, BW = 50 קילוהרץ). NEX, ובכך ת"א, יכול להיות מופחת באופן דרמטי לאות הגבוהה 19 F. תדירות סוכן F 19 נקבעה מהספקטרום לאחר שינוי פורייה ותיקון שלב. NEX מתייחס למספר של עירורי ת"א היא זמן הרכישה וBW הוארוחב פס.
הערה: פרמטרים הדמיה אופייניים 9 על סורק בעלי חיים ייעודי 11.7T/16 סנטימטר הם: סריקה אנטומיים הדמיה H 1 באמצעות הד ספין טורבו רצף (TSE) עם TR / שעת הד יעילה (EFF TE) = 2,200 msec/42.8 אלפיות שני, 8 הדים לעירור, NEX = 2, 10 פרוסות עבות ברציפות, 1 מ"מ, FOV = 1.92 x 1.92 2 סנטימטר, 128 x 128 מטריצה, כלומר רזולוציה של 150 x 150 x 1,000 מיקרומטר 3, ת"א = 1 דקות, BW = 50 קילוהרץ ושיטת קידוד שלב ליניארי. 19 תמונות F נרכשו עם אותו הרצף והגיאומטריה התאמה, אבל ברזולוציה נמוכה יותר במטוס וBW הנמוך (NEX = 256, 48 x 48 מטריצה, כלומר רזולוציה של 400 x 400 x 1,000 מיקרומטר 3, ת"א = 57 דקות, BW = 10 קילוהרץ).
הערה: ניתן להשתמש בשיטות 1 / מיפוי זווית להעיף HB 1 אחרות ורצפי דופק 19 F שונים דורשים שינויים של עו"ד Tx, 19F. כל סוג של ערכת תיקון B1 יציג שגיאה נוספת בהליך כימות תא. אם כימות תא מדויק הוא הנחת היסוד העיקרית, סליל RF עם פרופיל B1 הומוגני יכול לשמש כדי לעקוף חלק זה של הפרוטוקול.
7. עיבוד תמונה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאן אנו מראים את התוצאות האופייניות לפרוטוקול של ההעברה 19 תאים שכותרתו-F ביות לבלוטות לימפה ניקוז. איור 2 מראה ספקטרום 19 F תמ"ג של 10 6 תאים שכותרתו באמצעות התייחסות TFA. התקנת ההדמיה בוצעה כפי שתוארה בפרוטוקול (איור 3). עבור vivo ההדמיה, השתמשנו התייחסות המורכבת מצילינדר אטום של אותה התווית המשמש לתאים ממוקמים בין רגליו של העכבר. תמונה מעובדת נציג מוצגת באיור 4. על ידי יישום הפרוטוקול מ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול המתואר כאן מתאר את הנוהל הכללי לin vivo 19 מעקב תא F-MRI. למרות שיטת שיתוף דגירה שתוארה, ישנם מספר פרוטוקולים שונים לתיוג תאים עם סוכן F 19. עם זאת, שיתוף הדגירה משמשת לרוב ויכולה להיות מותאם לדוגמא עוד יותר על ידי תוספת של סוכני transfection 6. פרוטוקול תיוג תא בפועל יהיה תלוי בסוג התא. רק צעדי תיוג מפתח מתוארים בפרוטוקול כאן. באופן כללי, את התווית מוכנה והוסיפה לתאים לזמן שנבחר נע בין כמה שעות לכמה ימים. לבסוף, התאים י...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יש המחברים אין ניגודי אינטרסים לחשוף.
ברצוננו להודות נדין Henn וארנד Heerschap לסיוע רב ערך שלהם. עבודה זו נתמכה על ידי המכון ההולנדי לרפואת רגנרטיבית (NIRM, FES0908), ENCITE האיחוד האירופי FP7 התכנית (HEALTH-F5-2,008-201,842) וTargetBraIn (HEALTH-F2-2012-279,017), מענק מקרן פולקסווגן ( I/83 443), ארגון הולנד למחקר מדעי (Veni 700.10.409 וVidi 917.76.363), ERC (מתקדם גרנט 269,019), ומרכז Radboud אוניברסיטת ניימיכן הרפואי (AGIKO-2008-2-4).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>ריאגנטים | |||
| PBS | סיגמא-אולדריץ' | MFCD00131855 | |
| TFA | סיגמא-אולדריץ' | 76-05-1 | |
| קטמין (קטבט) | פייזר | 778-551 | |
| קסילזין (רומפון) | באייר | QN05 cm92 | |
| משחת עיניים | Ophtosan | Produlab Pharma | 2702 |
| <חזק>שם החומר | |||
| סורק MRI | Bruker Biospec | ||
| ספקטרומטר NMR | Bruker Biospec |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.