Name: Determinazione metabolismo del glucosio Cinetica Utilizzando 18 F-FDG micro-PET / TC (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-02T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 7 s
Description: Scopri la cinetica del metabolismo del glucosio utilizzando la micro-PET/TC con 18F-FDG nei topi. Questo protocollo permette di quantificare l'assorbimento glucidico in tempo reale in tessuti specifici come muscolo, fegato e cervello.

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Questo lavoro è stato supportato da una sovvenzione per l'accesso sovvenzionato della National Imaging Facility a BJC, da una sovvenzione del programma del National Health and Medical Research Council of Australia (482800) a KAR e PJB. Gli autori desiderano ringraziare Andrew Arthur, Hasar Hazme e Marie-Claude Gregoire per il supporto nello sviluppo di questo metodo.

Tutte le procedure descritte in questo studio sono stati approvati dal Sydney locale Distretto Sanitario e Università di Sydney animali Comitati Etici e seguito la guida NIH per la cura e l&#39;uso di animali da laboratorio, Ottava edizione (2011). 1. Preparazione animale NOTA: In questo protocollo maschio db / topi db (BKS.Cg- Dock7 m + / + Lepr db / J) sono state mantenute in caso di coabitazione con accesso ad libitum a chow e acqua fino a 6 settimane di età. Al momento della formazione immagine, i topi hanno pesato ~ 30 g. Tutti i topi utilizzati in questo protocollo erano a digiuno i livelli di glucosio nel sangue tra 10 e 14 mmol / L. <ol><li> Se necessario, digiunare i topi. Nel presente esempio, digiunare i topi per 5 ore prima della procedura sperimentale. </li><li> Trattare i topi con l&#39;agente desiderato (ad esempio farmaci, proteine, peptidi) prima dell&#39;inizio delle immagini. In questo esempio, somministrare un&#39;iniezione sottocutanea di insulina (3volume equivalente U / kg di insulina umana) o PBS 30 min prima dell&#39;inizio di imaging. </li></ol> 2. flusso di lavoro configurato NOTA: Questo protocollo è stato implementato su uno scanner PET / TC. Acquisire dati PET prima, seguita dalla acquisizione di dati CT. <ol><li> Impostazioni in PET: <ol><li> Selezionare isotopo come 18 F, impostare la durata della scansione di 3.600 s, e il livello di discriminazione di energia superiore e inferiore a 350 keV - 650 keV (default) con una finestra di temporizzazione coincidenza di 3.432 ns (default). Istogramma dati list-mode in 16 fotogrammi (6 × 10 s, 4 × 60 s, 1 × 300 s, 5 × 600 s) per il periodo 0 - 60 min dopo l&#39;iniezione del tracciante. Ricostruire emissione sinogrammi utilizzando 2D-FBP con uno zoom 1.5. NOTA: Le immagini ricostruite consisteva di 16 fotogrammi dinamici, ciascuno con 128 × 128 × 159 voxel e una dimensione voxel di 0,52 × 0,52 × 0,796 millimetri 3. </li></ol></li><li> Impostazioni CT: <ol><li> Perun&#39;intera scansione del corpo CT, impostare la corrente a 500 A, tensione a 50 kV, tempo di esposizione di 500 ms e 200 proiezioni su una rotazione di 360. Impostare il campo di visione del rivelatore (FOV) a 30.722.048, numero di posizioni letto a 3 (per coprire tutta la gamma FoV PET), sovrapposizione tra le posizioni letto = 30,234,713 mila% e rivelatore categorizzazione 4. NOTA: ricostruzione TC è stata eseguita utilizzando cone beam tomografia software di ricostruzione dell&#39;immagine con calibrazione HU, interpolazione bilineare e filtro Shepp-Logan. </li></ol></li><li> 18 F-FDG: <ol><li> Ordinare sufficiente 18 F-FDG (ad esempio 450 MBq in 0,5 mL) da un fornitore locale per arrivare ~ 30 minuti prima della prima iniezione. Aliquotare e diluire il 18 F-FDG in modo che gli animali ricevono ~ 10 MBq di 18 F-FDG in un volume finale di 0,1 mL. </li></ol></li></ol> 3. Protocollo Imaging <ol><li> Pulire camera di induzione e letto di imaging con 80% (v / v) di etanolo per mantenere condizioni asettiche. PlaCE Il topo in una camera di induzione e anestetizzare con 5% isoflurano in ossigeno. </li><li> Posizionare il mouse su un letto di immagini dotato di un rilievo di riscaldamento elettrico per mantenere la temperatura corporea ed una precisione vaporizzatore naso cono per fornire isoflurano (manutenzione, 1,5 - 2%) ad una portata di 1 l / min. Applicare una pomata oftalmica sugli occhi per prevenire la secchezza mentre sotto anestesia. </li><li> Posizionare il mouse in posizione prona su un tappetino sensore per monitorare la respirazione e garantire un adeguato piano di anestesia viene mantenuta. </li><li> Riscaldare la coda usando un pacchetto di calore per 1 - 2 min per dilatare la vena della coda laterale. Cateterizzarla vena caudale laterale inserendo un ago da 30 gauge nella vena caudale laterale. Fissare l&#39;ago in posizione con colla chirurgica e fissare il catetere. </li><li> Imaging carico bed nello scanner e spostare il letto attraverso la macchina in modo che il catetere può essere accessibile dal retro della macchina. </li><li> Fissare il catetere alla siringa 18 F-FDG in uno syrautista Inge. Calcolare l&#39;esatta dose di 18 F-FDG (10 MBq) in base all&#39;attività in siringa prima dell&#39;iniezione e il volume da somministrare (&lt;100 uL, iniettati in 10 s). </li><li> Per minimizzare l&#39;impatto dell&#39;anestesia variabilità di captazione del glucosio, assicurano una costante di tempo tra l&#39;induzione di anestesia e iniezione di 18 F-FDG (ad esempio, 30 minuti). </li><li> Iniziare la PET immediatamente prima dell&#39;iniezione di 18 F-FDG. Dopo aver terminato il PET (3.600 s), eseguire una TAC (~ 10 min) per consentire un co-registrazione del radiofarmaco captazione con i tessuti. </li><li> Spostare il letto di imaging alla posizione di partenza, rimuovere l&#39;animale dal letto. </li><li> A questo punto l&#39;eutanasia l&#39;animale o lasciarlo recuperare: <ol><li> Per eutanasia, eseguire dislocazione cervicale mentre ancora sotto anestesia e raccogliere organi di interesse per la successiva analisi. </li><li> Se permette il mouse per recuperare, posizionare il mouse in unico alloggiamento su una piastra elettrica odavanti ad una lampada riscaldante. Monitorare il mouse fino a quando non ha ripreso conoscenza sufficiente a mantenere decubito sternale. Lasciare che il mouse per recuperare per 1 ora prima di tornare alla casa di gruppo. </li></ol></li></ol> 4. PET Image Processing NOTA: la ricostruzione delle immagini è stata effettuata utilizzando il software di acquisizione sul posto di lavoro v1.5.0.28 e analisi in v4.2 software di ricerca sul posto di lavoro. <ol><li> Co-registro CT e PET immagini e per assicurare che l&#39;allineamento è corretto nelle 3 dimensioni. <ol><li> Nel menu &#39;File&#39;, selezionare &#39;Ricerca cartella / Importa&#39; e selezionare la cartella contenente i dati. Selezionare i dati PET e CT desiderati e fare clic sulla scheda &#39;analisi generale&#39;. </li><li> Ordina i dati in modo che il CR è designato &#39;Source&#39; e PET è designato &#39;target&#39;. Nel menu &#39;workflow&#39;, selezionare &#39;registrazione&#39;. Se le immagini richiedono una regolazione di essere correttamente co-registrati, utilizzare gli strumenti in thmenù e &#39;Registrazione&#39;. </li></ol></li><li> Nel menu &#39;workflow&#39;, selezionare &#39;ROI Quantificazione&#39;. <ol><li> Usare le funzioni del &#39;Pan&#39; e &#39;Zoom&#39; nella scheda &#39;Immagine&#39; per individuare la regione desiderata. Nel menu &#39;Strumenti&#39;, selezionare la scheda &#39;Crea&#39; e fare clic sull&#39;icona pennello. Disegnare il ROI sull&#39;immagine </li></ol></li><li> Estrarre le curve tempo-attività selezionando &#39;Salva ROI Quantificazione&#39; dal menu &#39;Salva&#39;. Salvare i dati in un file CSV. </li><li> Quantificare la radioattività assorbimento come Bq per cm 3 di tessuto. Convertire i valori in percentuale della dose iniettata per cm 3 (% ID / cm 3) caricando il file CSV in un foglio di calcolo. </li></ol> Funzione 5. Ingresso <ol><li> Per correggere la funzione di diffusione del punto di sistema, deconvolve PSF sistema stimato per 5 iterazioni con il metodo deconvoluzione Van Cittert reblurred come descritto in precedenza 9. NOTA: Questo è necessario a causa delle piccole dimensioni della vena cava in un mouse. </li><li> Utilizzare immagini postali deconvoluzione per generare una curva di funzione tempo di attività di ingresso del sangue come descritto sopra. </li></ol> 6. Modellazione cinetica NOTA: I due-tessuto modello vano FDG (Figura 1) richiede la funzione di ingresso plasma. <ol><li> Convertire la funzione di ingresso del sangue nel file CSV per la funzione di ingresso al plasma usando la seguente equazione 10: Input_plasma = × Input_blood (0,386 e - 0.191t + 1.165). </li><li> Nello strumento di modellazione cinetica fare clic sul pulsante &#39;cinetica&#39;. Importa il tessuto e l&#39;attività plasmatica totale contano file CSV nel strumento di modellazione cinetica selezionando &#39;tempo di caricamento Activity Curve&#39; dal &#39;Menu&#39;. </li><li> Nel menu &#39;Modello&#39; selezionare 2 compartimenti. Assicurarsi che la casella accanto a k4 non è selezionatae inserire un valore di 0. Per il montaggio iniziale, deseleziona la casella vB (frazione di volume del sangue) e inserire un valore di 2%. </li><li> Fare clic sul &#39;area corrente Fit&#39;. Correggere la regione estratto di interesse per dispersione 11, 12. Raggiungere questo minimizzando il valore del chi-quadro per il modello FDG per diversi tempi di dispersione. </li><li> Eseguire una seconda forma utilizzando valore vB galleggiante (seleziona la casella accanto alla casella per VB) e il valore di dispersione ottimizzata per calcolare le costanti di velocità regionali (k 1 -k 3). Calcolare l&#39;afflusso regionale costante K i = (k 1 × k 3) / (k + 2 k 3). </li></ol>

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</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Il protocollo qui descritto rappresenta una robusta metodologia, non invasivo per determinare la cinetica di assorbimento del glucosio dal sangue nel tessuto e la successiva metabolizzazione nei topi. Il topo db / db è un è un modello animale ben consolidata di diabete di tipo 2 14 che è stato ampiamente utilizzato per esaminare la resistenza all&#39;insulina e interventi rilevanti. Tuttavia, studi precedenti hanno quantificato solo endpoint assorbimento nel cuore <su...

Lo scopo di questo studio era quello di sviluppare una tomografia ad emissione di positroni / tomografia computerizzata (PET / CT) metodologia basata quantificare in vivo, captazione tempo reale del glucosio dal flusso sanguigno nei tessuti specifici nei topi. Ciò è stato ottenuto utilizzando fluorodeossiglucosio 18 F-marcato (FDG) per misurare l&#39;assorbimento di glucosio e modellazione cinetica per stimare i tassi di 18 F-FDG dal plasma allo spazio intracellulare, la velocità di trasporto dallo spazio intracellulare al plasma e il tasso di 18 F-FDG fosforilazione. Nei roditori, 18 F-FDG è stato utilizzato nella valutazione pre-clinica di numerosi trattamenti contro il cancro 1, studi di progressione del tumore 2 e il metabolismo del tumore 3 così come l&#39;imaging di depositi di grasso bruno, 4 neuroinflamation 5 e il cervello metabolismo 6 </sup&gt;. I metodi tradizionali utilizzati per esaminare l&#39;assorbimento specifico tissutale di glucosio nel topo e nel ratto () comportano generalmente il trattamento con 2-deossiglucosio radiomarcato sia con 3 H o 14 C seguita da eutanasia, raccolta dei tessuti e misura della radioattività in ogni tessuto 7. L&#39;uso della PET / CT consente per la determinazione non invasiva di assorbimento del glucosio e del metabolismo in molteplici organi e regioni contemporaneamente di animali vivi. Inoltre, come eutanasia non è un requisito, questa tecnica è adatto per l&#39;uso in studi longitudinali. Diabete mellito tipo 2 (DM2) è caratterizzata da metabolismo del glucosio e perturbato iperglicemia secondaria a ridotta risposta dei tessuti all&#39;insulina (insulino-resistenza) e l&#39;incapacità di -cellule pancreas a produrre adeguate quantità di insulina 8. analisi cinetica di assorbimento del glucosio e il metabolismo può fornire importanti intuizioniil meccanismo d&#39;azione e l&#39;efficacia di interventi terapeutici e consentire il monitoraggio avanzato di progressione della malattia.

<table><tbody><tr><td>scanner PET/CT</td><td>Siemens</td><td>Inveon&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>18F-FDG</td><td>PETNET Soluzioni</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurano</td><td>Pharmachem</td><td></td><td></td></tr><tr><td>30 ago calibro</td><td>BD</td><td>305106</td><td></td></tr><tr><td>Software di modellazione PMOD</td><td>Tecnologie</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PMOD BKS. Cg-Dock7m&nbsp;+/+&nbsp; Leprdb/J topi</td><td>Jackson Laboratory</td><td>000642</td><td></td></tr><tr><td>Insulina umana</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

determinazione metabolismo del glucosio cinetica utilizzando<sup&gt; 18</sup&gt; f-fdg micro-pet / tc

Determining Glucose Metabolism Kinetics Using 18F-FDG Micro-PET/CT

Questo articolo descrive l'uso di 18F-FDG e imaging micro-PET/CT per determinare la cinetica del metabolismo del glucosio in vivo nei topi (ed è trasferibile ai ratti). L'alterazione dell'assorbimento e del metabolismo del glucosio in più sistemi di organi a causa dell'insulino-resistenza è un segno distintivo del diabete di tipo 2. La capacità di questa tecnica di estrarre una funzione di input derivata da immagini dalla vena cava utilizzando un metodo di deconvoluzione iterativa elimina la necessità della raccolta di campioni di sangue arterioso. L'adattamento delle curve di attività temporale dei tessuti e della vena cava a un modello a due tessuti e tre compartimenti consente la stima dei microparametri cinetici relativi all'assorbimento di 18F-FDG dal plasma allo spazio intracellulare, alla velocità di trasporto dallo spazio intracellulare al plasma e alla velocità di fosforilazione di 18F-FDG. Questa metodologia consente molteplici misure dell'assorbimento del glucosio e della cinetica del metabolismo nel contesto di studi longitudinali e fornisce anche informazioni sull'efficacia degli interventi terapeutici.

Abbiamo già usato il / modello di topo db db per studiare l&#39;impatto di aumentare i livelli plasmatici di apoA-I sulla cinetica di assorbimento del glucosio e del metabolismo 13. In questo studio abbiamo utilizzato topi db / db trattati con insulina per dimostrare l&#39;utilità delle immagini PET / CT di monitorare l&#39;assorbimento di 18 F-FDG dal plasma nel muscolo gastrocnemio in tempo reale. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-pa...

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

This paper describes the use of 18F-FDG and micro-PET/CT imaging to determine in vivo glucose metabolism kinetics in mice (and is transferable to rats). ...

L'obiettivo generale di questo protocollo di imaging è quantificare l'assorbimento in tempo reale in vivo del glucosio dal torrente sanguigno in tessuti specifici nei topi. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande fondamentali nel campo del diabete e del metabolismo, come l'impatto di trattamenti antidiabetici sull'assorbimento e sul metabolismo del glucosio. Il vantaggio principale di questa tecnica è che gli esperimenti possono essere eseguiti longitudinalmente per valutare, ad esempio, l'effetto dell'età o della dieta sul metabolismo del glucosio.L'apprendimento di questo metodo fornisce informazioni sul metabolismo del glucosio nel muscolo scheletrico. È inoltre utile in altri tessuti come fegato e cervello ed è applicabile ai ratti. La dimostrazione visiva di questo metodo è fondamentale, poiché l'acquisizione delle immagini e i nostri passaggi di analisi devono essere eseguiti correttamente per garantire risultati accurati.Per prima cosa, pulire con etanolo al 80% la camera di induzione, il lettino di imaging e il cuscinetto riscaldante. Posizionare il topo nella camera di induzione e anestetizzarlo con isoflurano al 5% e ossigeno. Fissare un cuscinetto riscaldante el

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C'è grande necessità di identificare l'aterosclerosi in modo non invasivo, e qui dimostrare come FDG-PET/TC può essere usato per rilevare e quantificare l'attività della placca aterosclerotica e l'infiammazione vascolare.

Quantificazione di attività placca aterosclerotica e l&#39;infiammazione vascolare utilizzando [18-F] Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography / Computed Tomography (FDG-PET/TC)

Un metodo di imaging funzionale di tessuto adiposo bruno topo (BAT) è descritto in cui freddo stimolato l'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

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

La tomografia a emissione di positroni per piccoli animali consente di valutare i due principali substrati energetici del cervello: glucosio e chetoni. Nel presente metodo, 11C-acetoacetato e 18F-fluorodesossiglucosio vengono iniettati in sequenza in ciascun animale e il loro assorbimento viene misurato quantitativamente in specifiche regioni cerebrali determinate dalle immagini di risonanza magnetica.

Un protocollo PET-MRI a doppio tracciante per la misura quantitativa dell'assorbimento dei substrati energetici cerebrali regionali nel ratto

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

La gating respiratoria ottimale (ORG) basata sull'ampiezza rimuove efficacemente la sfocatura del movimento indotta dalle immagini cliniche ditomografia a emissione di positroni F-fluorodeossiglucosio (FDG). La correzione delle immagini FDG-PET per questi artefatti del movimento respiratorio migliora la qualità dell'immagine, la precisione diagnostica e quantitativa. La rimozione dei manufatti in movimento respiratorio è importante per un'adeguata gestione clinica dei pazienti che utilizzano...

Gestione di manufatti a movimento respiratorio in tomografiaad emissione di positroni F-fluorodeossiglucosio utilizzando un algoritmo di gating respiratorio ottimale basato sull'ampiezza

Questo manoscritto descrive due protocolli di amministrazione del radiotracer per FDG-PET (infusione costante e bolus plus infusione) e li confronta con l'amministrazione del bolo. Le risoluzioni temporali di 16 s sono realizzabili utilizzando questi protocolli.

Radiotracer Administration for High Temporal Resolution Positron Emission Tomoography of the Human Brain: Application to FDG-fPET

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

Le misurazioni quantitative del metabolismo dell'ossigeno e del glucosio mediante PET sono tecnologie consolidate, ma i dettagli dei protocolli pratici sono scarsamente descritti in letteratura. Questo articolo presenta un protocollo pratico implementato con successo su uno scanner per tomografia computerizzata a emissione di positroni all'avanguardia.

Studi multi-traccianti sul metabolismo dell'ossigeno e del glucosio nel cervello utilizzando uno scanner per tomografia computerizzata con tomografia a emissione di positroni a tempo di volo

L'acquisizione di dati di tomografia dinamica a emissione di positroni (PET) e la ricostruzione in intervalli di tempo consente l'analisi della connettività cerebrale metabolica a livello di singolo soggetto. Descriviamo un metodo per acquisire dati PET dinamici [18F]FDG del cervello di ratto e ottenere una matrice di connettività attraverso l'estrazione di curve tempo-attività di volumi di interesse.

Studio della connettività cerebrale metabolica utilizzando la tomografia a emissione di positroni dinamica 2-deossi-2-[18F]Fluoro-D-glucosio a livello di singolo soggetto

Scopri la cinetica del metabolismo del glucosio utilizzando la micro-PET/TC con 18F-FDG nei topi. Questo protocollo permette di quantificare l'assorbimento glucidico in tempo reale in tessuti specifici come muscolo, fegato e cervello.

Determinazione metabolismo del glucosio Cinetica Utilizzando

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