Name: Imaging funzionale del grasso bruno nei topi con FDG micro-PET/CT (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-11-23T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 53 s
Description: Scopri come misurare l'attività del tessuto adiposo bruno nei topi in vivo con micro-PET/CT e FDG. Questo protocollo standardizzato utilizza stimolazione fredda per valutare il metabolismo energetico in modo non invasivo.

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Gli autori desiderano ringraziare Laura Diaz, Kevin Phillips, Willa A. Hsueh, e il re C. Li per il loro sostegno utili osservazioni e tecnico per lo sviluppo di questo metodo.

1. Animal Preparazione e trattamento a freddo <ol><li> Individuare e ispezionare una stanza fredda 4 ° C, che è stato approvato per l&#39;alloggiamento di topi di laboratorio. </li><li> Pre-chill gabbie per gli animali durante la notte in cella. Le gabbie sono assemblate senza mangime e le lettiere, ma con una bottiglia d&#39;acqua. </li><li> Al mattino del giorno sperimentale, topi posto uno per uno in ciascuna delle pre-raffreddate gabbie a intervalli di 30 min. Ogni topo singolarmente in gabbia dovrebbe stare in cella per circa 4 ore prima di essere trasportato al laboratorio di imaging. Assicurarsi che i topi sono il digiuno, ma con accesso all&#39;acqua. </li><li> Alle 4 di trasporto dopo il trattamento a freddo ora un animale alla volta ogni 30 minuti al laboratorio di imaging. Questo può essere ottenuto mediante riempimento di un contenitore di polistirolo con ghiaccio e mettendo un pre-raffreddata gabbia di alloggiamento sopra il ghiaccio all&#39;interno della scatola. Liberamente posizionare il coperchio della scatola di polistirolo. </li></ol> 2. Setup Micro-PET/CT Imaging Workflow <p class=&gt; &quot;Jove_content&quot; In questo micro-PET/CT protocollo di imaging è ottenuto con il Inveon Siemens Dedicated PET (dPET) Sistema e multimodalità Inveon (MM) Sistema (CT / SPECT) nella modalità ancorata. L&#39;animale viene posto dall&#39;ingresso MM, con la prima scansione CT per riferimenti anatomici, e poi scivolare verso il centro del dPET per una statica F18 acquisizione PET. Al fine di consentire al computer host di svolgere questi compiti in sequenza automaticamente, il seguente &quot;flusso di lavoro&quot; viene programmato con il posto di lavoro Inveon Acquisition (IAW) il software prima della sessione di imaging attuale. <ol><li> Acquisizione CT: per un intero corpo TC, impostare la corrente a 500 uA, tensione a 80kV, tempo di esposizione a 200 msec, e 240 passaggi per 240 ° di rotazione. Per il rivelatore di raggi X, selezionare la risoluzione a &quot;ingrandimento di basso&quot; con il 78 mm assiale campo dell&#39;imaging e la modalità di un letto singolo. Selezionare &quot;ricostruzione in tempo reale&quot; con il &quot;Common Cone-Beam ricostruzione&quot; metodo in modo che i PC colloqui di accoglienza conun apposito reale ricostruzione al computer tempo (Cobra) per avviare l&#39;attività. </li><li> Acquisizione PET Emissione: Situato a 600 sec (10 min) per &quot;tempo di ciclo fisso&quot; in opzione &quot;acquisto dal tempo&quot;. Selezionare F-18 come &quot;isotopo studio&quot; e l&#39;uso 350-650 keV come &quot;livello di energia&quot;. </li><li> PET Istogramma Emissione: Set &quot;telaio dinamico&quot; come &quot;nero&quot; per i dati di processo come una cornice per tutta la durata per ottenere la scansione statica. Selezionare &quot;3D&quot; come tipo di istogramma e scegliere &quot;nessuna correzione dispersione&quot;. </li><li> PET Ricostruzione: Usa 2D Ordered Subset Expectation Maximization (OSEM2D) come algoritmo di ricostruzione. </li></ol> 3. L&#39;iniezione di FDG <ol><li> Ordinare un pacchetto clinico di 18 F-FDG (10 mCi) da un venditore regionale per il suo arrivo al laboratorio di imaging ~ 30 minuti prima dell&#39;iniezione programmato prima. Seguire le procedure di sicurezza dell&#39;istituto per ricevere ed esaminare il pacchetto contenente materia radioattivals (RAM). </li><li> Con la protezione fornita da un L-block scudo tavolo, l&#39;aliquota FDG e fare diluizioni con soluzione salina sterile. La concentrazione di attività diluita di FDG dovrebbe essere disponibile a 200-300 μCi/100 ul per ogni iniezione. Aspirare la soluzione FDG in una siringa da 1 ml con 26G 1/2 pollici aghi, e misurare la radioattività della siringa intera con un calibratore di dose. </li><li> Iniettare l&#39;animale che è appena trasportato dalla camera fredda (vedi punto 1.4) con 100 ml di soluzione FDG via intraperitoneale (ip) route. Registrare il tempo di iniezione. Misurare la radioattività residuo della siringa di nuovo con il calibratore dose. </li><li> Mettere l&#39;animale torna alla gabbia fredda all&#39;interno di un dispositivo di raffreddamento polistirolo mantenuto con ghiaccio. Incubare l&#39;animale in freddo (~ 4 ° C) per 1 ora per la captazione di FDG. </li><li> Calcolare la dose iniettata FDG per ciascun topo con la seguente formula: Iniettata attività (uCi) = attività in siringa prima dell&#39;iniezione- Attività in siringa dopo l&#39;iniezione </li></ol> 4. Micro-PET/CT Imaging <ol><li> L&#39;imaging micro-PET/CT inizia 1 ora dopo l&#39;iniezione di FDG o 5 ore dopo il trattamento a freddo. Mettere l&#39;animale in una camera di induzione dell&#39;anestesia con il 3% isoflurano in ossigeno. </li><li> Una volta che l&#39;anestesia è indotta, l&#39;animale viene spostato su un micro-CT pellet (letto animale) con la testa appoggiata in una maschera cono che eroga in continuo isoflurano (2%) ad una portata di 2 L / min. Un pad riscaldamento elettrico (BIOVET, m2m Imaging Corp.) è posta sotto l&#39;animale per aiutare a mantenere la temperatura corporea. </li><li> Far scorrere l&#39;animale verso l&#39;ingresso dello scanner MM, attivare l&#39;icona &quot;laser&quot; dalla barra degli strumenti, e utilizzare il controllo touchpad per spostare il letto in modo che il petto dell&#39;animale è alla croce di linee laser orizzontali e verticali. Nella &quot;Laser Allinea&quot; finestra selezionare &quot;primo tipo di scansione&quot; come TAC, e &quot;Acquisizione PET incluso nel flusso di lavoro&quot; come option. </li><li> Aprire il &quot;View Scout&quot; finestra e acquisire una visione esploratore radiografia radiografia. Utilizzare IAW per regolare la posizione del letto animale in modo che il centro del campo di vista di CT si trova nel centro del corpo del mouse (fegato). Ripetere l&#39;operazione se necessario. </li><li> Avviare il &quot;flusso di lavoro&quot; stabilito al punto 2. Quando le opzioni pop-up, selezionare un appropriato 3D PET-CT trasformazione di file di matrice da utilizzare in CT ricostruzione, e scegliere un file di normalizzazione di recente creato per la ricostruzione PET senza la correzione dell&#39;attenuazione. La IAW inizierà CT e PET in sequenza come programmato. </li><li> Dopo l&#39;intero flusso di lavoro è completato, che può prendere 20-25 min, brevemente valutare la qualità delle immagini acquisite CT e PET con la VM ASIPro, un micro-PET software di analisi co-installato con IAW. Archiviare i dati di imaging di un dispositivo di memorizzazione dati o trasferire i dati attraverso la rete a una workstation analisi post di imaging (vedere il punto 5) per ulteriori analisi. </li><li> Release l&#39;animale dai sistemi di imaging e posizionarlo a una gabbia di alloggiamento pulito con cibo normale e acqua per il suo recupero a temperatura ambiente. I sistemi sono ora pronti per l&#39;animale successivo nella coda. Nota: la cura e la gestione del post-immagini animali dovrebbe seguire dell&#39;istituto norme in materia di &quot;gestione degli animali da laboratorio iniettati con RAM&quot;. Si noti inoltre che gli aghi usati / siringhe, i pad assorbenti, guanti, biancheria da letto e tutto e la materia fecale devono essere considerati come rifiuti radioattivi, e trattati secondo le norme dell&#39;istituto pertinenti RAM di smaltimento di rifiuti. </li></ol> 5. Post-analisi di imaging <ol><li> Apri ricerca Inveon Workplace (IRW) software (Siemens) e importare manualmente sia TC e dati PET set. Co-registrazione TC e immagini PET nella finestra &quot;Registrazione&quot; utilizzando gli strumenti con il &quot;generale analisi&quot; la funzione, e sotto la finestra &quot;Review&quot; assicurarsi un perfetto allineamento tra TC e immagini PET in tutte le 3 dimensioni. </li><li>Da &quot;regione di interesse (ROI) Quantificazione&quot; finestra, con i riferimenti forniti dal co-registrate le immagini TAC, identificare BAT alla regione interscapolare del collo, il più predominante freddo inducibile BAT in topi adulti, e disegnare il volume di interesse (VOI) di BAT sul set di dati PET. Selezionare &quot;Intensità Voxel&quot; come &quot;Tipo Quantificazione&quot; e registrare la radioattività media all&#39;interno del VOI come Bq / ml. Un fattore di calibrazione che converte i conteggi / sec di Bq / ml è stato precedentemente stabilito mediante la scansione di un fantasma con radioattività nota. </li><li> Captazione di FDG nel BAT è quantificato come dose percentuale iniettata per grammo di tessuto (% ID / g) con correzione decadimento. La dose iniettata è il risultato del Passaggio 3,5, tuttavia, convertito becquerel (Bq) Unità (1 uCi = 37.000 Bq); assumiamo che 1 ml di tessuto pari 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>
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<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>
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<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>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

In questo studio un metodo di imaging micro-PET/CT-based è stato sviluppato per rilevare attività BAT in topi adulti che richiede soltanto un trattamento a freddo e una iniezione di commercialmente disponibile 18 F-FDG. L&#39;intera procedura può essere fatto in un giorno dopo un trattamento e sequenza di immagini che parte ogni 30 minuti fino a quando tutti gli animali vengono trattati e ripreso. Nelle condizioni sperimentali descritte, un totale di 10 topi (o due gruppi di 5 topi) possono essere testati nel...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome del reagente </td><td> Azienda </td><td> Numero di catalogo </td><td> Commenti (opzionale) </td></tr><tr><td> Micro-PET/CT Imaging System </td><td> Siemens Medical Solutions USA, Inc. </td><td> Inveon dedicato PET e di sistema Inveon multimodalità CT / SPECT del sistema (inserito) </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> Mice C57BL/6J Maschio </td><td> Jackson Laboratory </td><td> 000664 </td><td> 3-4 mesi vecchio </td></tr></tbody></table>

imaging funzionale del grasso bruno nei topi con fdg micro-pet/ct

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

Tessuto adiposo bruno (BAT) si differenzia dal tessuto adiposo bianco (WAT) per la sua posizione discreta e un colore marrone-rosso a causa della vascolarizzazione ricca e alta densità di mitocondri. BAT svolge un ruolo importante nel dispendio energetico e non brividi termogenesi nei mammiferi neonati e gli adulti 1. BAT-mediata termogenesi è altamente regolata dal sistema nervoso simpatico, prevalentemente attraverso i recettori adrenergici β 2, 3. Recenti studi hanno dimostrato che le attività BAT negli adulti umani sono negativamente correlati con l&#39;indice di massa corporea (BMI) e altri parametri diabetici 4-6. BAT è stato quindi proposto come un potenziale bersaglio per la terapia anti-obesity/anti-diabetes focalizzazione sulla modulazione di bilancio energetico 6-8. Mentre diverse freddi sfida basati tomografia a emissione di positroni (PET) sono stabiliti metodi per rilevare BAT 9-13 umana, non vi è essenzialmente alcun protocollo standard per l&#39;imaging e quantificazione delle BAT in modelli animali di piccole dimensioni come i topi. Qui descriviamo un robusto PET / CT metodo di imaging per la valutazione funzionale della BAT nei topi. In breve, i topi adulti C57BL/6J sono stati trattati a freddo in condizioni di digiuno per una durata di 4 ore prima di aver ricevuto una dose di 18 F-Fluorodeoxyglucose (FDG). I topi sono stati rimasta al freddo per una ulteriore ora dopo l&#39;iniezione FDG, e poi scansionato con un piccolo animale sistema dedicato micro-PET/CT. Le immagini PET acquisite erano co-registrate con le immagini TC per i riferimenti anatomici e analizzati per la captazione di FDG nella zona BAT interscapolare per presentare l&#39;attività BAT. Questo trattamento standardizzato freddo e protocollo di imaging è stato convalidato attraverso attività BAT test durante interventi farmacologici, per esempio, l&#39;attivazione BAT soppressa dal trattamento di β-adrenergico antagonista propranololo 14, 15, o l&#39;attivazione BAT potenziata β3 agonisti BRL37344 16. Il metodo described qui può essere applicato per lo screening per i farmaci / composti che modulano l&#39;attività BAT, o per identificare i geni / pathways che sono coinvolti nello sviluppo BAT e regolazione in vari studi preclinici e di base.

Un esempio di imaging micro-PET/CT di BAT mouse viene mostrato in Figura 1. Mentre l&#39;imaging CT fornisce informazioni anatomiche, il PET codifica la distribuzione e la quantità di 18 F-FDG tutto il corpo. Questi dati di imaging possono essere visualizzati separatamente (1A e 1B), fusa (1C), o risultare in una funzione 3D come proiezione massima intensità (MIP, 1D). Con l&#39;aiuto di uno strumento di imaging 3D, un volume di interesse (VOI), qui la regione interscapolare BAT (indicato dal...

Un metodo di imaging funzionale di tessuto adiposo bruno topo (BAT) è descritto in cui freddo stimolato l&#39;assorbimento di 18F-fluorodesossiglucosio (FDG) in BAT è non invasivo valutata con un protocollo standardizzato micro-PET/CT. Questo metodo è robusto e sensibile per rilevare le differenze nelle attività BAT in modelli murini.

Imaging funzionale del grasso bruno nei topi con FDG micro-PET/CT

Il tessuto adiposo bruno (BAT) differisce dal tessuto adiposo bianco (WAT) per la sua localizzazione distinta e per il colore bruno-rossastro, dovuto alla ricca vascolarizzazione e all'elevata...

L'obiettivo generale di questa procedura è misurare in modo non invasivo l'attività del tessuto adiposo bruno in topi vivi mediante un protocollo standardizzato di micro PET TC. Questo viene ottenuto posizionando innanzitutto l'animale in un trattamento a freddo a quattro gradi Celsius per quattro ore, al fine di indurre l'attività del tessuto adiposo bruno. Successivamente viene iniettato il fluoruro-18 FTG e l'animale viene incubato a quattro gradi Celsius per un'ulteriore ora per consentire l'assorbimento dell'attività.Successivamente, viene eseguita una sequenza di imaging micro-TC e micro-PET mediante un sistema di imaging dedicato a piccoli animali. Infine, utilizzando un software di post-elaborazione per immagini, le immagini PET acquisite vengono coregistrate con le immagini TC e quindi analizzate per il captazione di FDG nella regione del tessuto adiposo bruno interscapolare al fine di valutare l'attività del tessuto adiposo bruno. Il tessuto adiposo bruno svolge un ruolo fondamentale nel dispendio energetico e nella termogenesi nei mammiferi, inclusi gli adulti.Sebbene la capacità clinica sia stata utilizzata per rilevare il tessuto adiposo bruno indotto nei soggetti uman

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Biologia

Questo articolo descrive l'imaging multimodale di tessuti cancerosi con diagnostica per immagini PET e TC utilizzando un radiotracciante 18F-FDG. Il tessuto canceroso con elevata attività glicolitica assorbe più 18F-FDG.

Scansione PET/TC basata su FDG: un metodo per l'utilizzo del radiotracciante per l'imaging non invasivo del metabolismo tumorale

In questo rapporto video, mostriamo l'applicazione dell'imaging a luminescenza Cerenkov (CLI) per il tessuto adiposo bruno interscapolare nei topi in condizioni attivate e depresse.

Cerenkov Luminescenza Imaging di interscapolare Brown Tessuto adiposo

Il metodo qui presentata utilizza 18 F-Fluorodeoxyglucose (18 F-FDG) tomografia ad emissione di positroni / tomografia computerizzata (PET-CT) e grasso-acqua separata risonanza magnetica (MRI), ciascuna scansione dopo 2 ore di esposizione a thermoneutral (24 ° C ) e freddo (17 ° C), al fine di mappare tessuto adiposo bruno (BAT) in soggetti umani adulti.

Umano Brown adipose Depositi tessuti segmentato automaticamente da Positron Emission Tomography / tomografia computerizzata e registrati Risonanza Magnetica Images

Questo studio descrive un protocollo che utilizza 18F-FDG e l'imaging con tomografia a emissione di positroni/tomografia computerizzata (PET/CT), insieme alla modellazione cinetica, per quantificare l'assorbimento in vivo e in tempo reale di 18F-FDG nei tessuti.

Determinazione metabolismo del glucosio Cinetica Utilizzando<sup&gt; 18</sup&gt; F-FDG micro-PET / TC

In questo protocollo, descriviamo come utilizzare [18F]-2-fluoro-2-deoxy-D-glucose tomografia a emissione di positroni e la tomografia computata (18F-FDG PET/CT) imaging per misurare la risposta metabolica del tumore per la terapia mirata MLN0128 in un  Kras/Lkb1 topo mutante modello di cancro ai polmoni e accoppiato con autoradiografia ex vivo ad alta risoluzione e l'istologia quantitativa di imaging.

Utilizzando 18F-FDG PET/CT Imaging e l'istologia quantitativa per misurare i cambiamenti dinamici nel metabolismo del glucosio in modelli murini di cancro ai polmoni

Utilizzando il software gratuito, open-source, abbiamo sviluppato un approccio analitico per quantificare il volume totale e regionale del tessuto adiposo marrone (pipistrello) e l'attività metabolica di pipistrello con 18F-FDG PET/CT.

Tutto il corpo e quantificazione regionale dell'essere umano attivo marrone tessuto adiposo con 18F-FDG PET/CT

Imaging funzionale e quantificazione di depositi adiposi termogenici nei topi utilizzando un approccio basato sull'imaging micro-PET/MR.

Visualizzazione e quantificazione dei tessuti adiposi marroni e beige nei topi utilizzando [18F]FDG Micro-PET/MR Imaging

Qui, presentiamo un protocollo sperimentale di imaging per la quantificazione della funzione cardiaca e della morfologia utilizzando la tomografia ad emissione di positroni ad alta risoluzione / tomografia computerizzata per piccoli animali. Vengono considerati sia i topi che i ratti, discutendo i diversi requisiti degli agenti di contrasto della tomografia computerizzata per le due specie.

Tomografia cardiaca ad emissione di positroni ad alta risoluzione/tomografia computerizzata per piccoli animali

Qui, presentiamo un protocollo per misurare l'attività del tessuto adiposo bruno dopo un pasto negli esseri umani e negli animali da laboratorio.

Termografia a infrarossi per la rilevazione di cambiamenti nell'attività del tessuto adiposo bruno

La luce / buio prova di transizione è uno dei test più usato per misurare l'ansia comportamento simile nei topi. Qui, vi presentiamo un film che mostra le procedure dettagliate su come condurre il test.

Luce / buio test di transizione per i Topi

Scopri come misurare l'attività del tessuto adiposo bruno nei topi in vivo con micro-PET/CT e FDG. Questo protocollo standardizzato utilizza stimolazione fredda per valutare il metabolismo energetico in modo non invasivo.

Imaging funzionale del grasso bruno nei topi con FDG micro-PET/CT

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