JoVE 実験百科事典
神経科学
0 回視聴 • 9:19 分 • May 29th, 2025
麻酔をかけた対照マウスと体性感覚皮質への血流が制限されているマウスを取ります。
この制限は、脳内で神経細胞の死と梗塞形成を引き起こし、ミクログリアの活性化と末梢免疫細胞の浸潤を引き起こします。
免疫細胞はミトコンドリアトランスロケータータンパク質(TSPO)を過剰発現します。
マウスをPET/CTスキャナーベッドに固定します。
マウスの体にX線を通す回転するX線源を使用してCTスキャンを実行します。
検出器は X 線をキャプチャし、主要な解剖学的ランドマークの画像に処理します。
尾静脈からTSPO放射性トレーサーを注射します。
放射性トレーサーは梗塞領域に移動し、免疫細胞のTSPOに結合します。
PETスキャンを実行します。
放射性トレーサーは陽電子崩壊を起こし、近くの電子と衝突してガンマ線を生成する陽電子を放出します。
検出器はこれらの光線を捕捉し、放射性トレーサー分布の3D画像を再構築します。
重ね合わせたPET/CT画像を可視化し、トレーサーの取り込みが多い梗塞領域を特定。
まず、麻酔をかけたマウスを PET/CT スキャナーベッドにうつ伏せに置き、まっすぐにしてノーズコーンにしっかりと固定されていることを確認します。各マウスの頭と体を柔らかい手術用テープでベッドにテープで留め、テープの配置によって呼吸が制限されないようにします。動物がベッドに固定され、呼吸が安定したら、レーザー十字線をオンにしてスキャンベッドを動かし、4匹のマウスすべての脳と整列します。
マウスの脳を視野の中心にできるだけ近づけて、スキャナーベッドを取得位置に移動します。マウスのスカウトビュー画像を取得して位置を確認し、必要に応じてインターフェースの視野ボックスをドラッグして位置を調整します。最後に、スキャナーソフトウェアの[ワークフローの開始]をクリックしてCTスキャンを開始し、[インタラクティブなユーザープロンプトを表示する]を必ず選択して、トレーサー注入前にPETスキャンを手動で開始できるようにします。
マウスが自動的にCTからPETに進んだら、放射性トレーサー注射用にスキャナーの背面をセットアップします。保護吸収パッドを棚に置き、はさみとライターが手元にあることを確認してください。密閉されたカテーテルチューブをはさみで切り取ります。カテーテルラインに気泡がないことを確認し、10〜20マイクロリットルの生理食塩水フラッシュを実行して、カニューレがまだ静脈内にあることを確認します。次に、以前に測定した用量の注射器を4つのカテーテルのそれぞれにロードし、各マウスにどの用量が与えられたかを追跡します。
PETスキャンを開始する準備ができたら、[OK]をクリックし、同時に10秒のタイマーを開始します。スキャナーの後ろに2人の研究者を置き、用量注射器を手に、タイマーがゼロになったら4匹のマウスすべてに同時に注射します。各カテーテルを50〜100マイクロリットルの生理食塩水で洗い流し、全量が尾静脈に入ることを確認し、ライターを使用してチューブをもう一度再密封します。
次に、線量校正器を使用して線量シリンジを測定し、残留放射能値を取得します。値と記録される時刻をメモします。スキャンが完了したら、モーションコントロールパネル内の水平ホームボタンを使用してPETベッドを元の位置に戻します。マウスをスキャナーから取り外し、カテーテルを慎重に取り外します。過度の出血を防ぐために、カニューレ挿入部位に優しく圧力をかけます。次に、線量校正器を使用してカテーテル内の残留活性を測定します。
最後に、後処理管理ソフトウェアを開いてデータを再構築すると、最初のファイルから生成されたヒストグラム データを使用して各スキャンが自動的に再構築されます。PET分析の場合は、画像分析ソフトウェアを開くことから始めます。[データを開く]アイコンをクリックして、CT画像をロードします。そして、データの追加アイコンを選択して、動的PETをロードします。ドロップダウンメニューの時系列演算子を使用して、データの視覚的な品質管理を実行します。参照(Reference)とグローバル(Global)を選択し、カラースケールに適切な最小値と最大値を適用します。
動的PETデータをフレームごとに視覚化し、放射能の取り込みを検証し、スキャン内のモーションの交絡をチェックします。次に、算術関数を使用して平均的なPET画像を作成します。[選択平均] を選択し、[参照] の選択を解除して、入力 1 つを確認します。入力 2 と入力スターが選択され、すべての PET フレームの平均が作成されます。
[データマネージャー]タブに移動し、平均画像を入力の1つの位置までドラッグして、平均PET画像を使用してPET信号を視覚化できるようにします。次に、MinMaxツールの自動計算をクリックして、カラースケールを再分配します。次に、自動3D機能を使用して、CTを平均的なPETファイルに登録します。[Reorientation Registration Dropdown] ドロップダウン メニューで、[Ref and input 1] を選択し、[Rigid Fast input one ] を選択して [Ref Registration
] を選択します。3次元すべての位置合わせを目視で確認し、必要に応じて手動の3Dタブで移動機能と回転機能を使用して手動で調整します。登録に問題がなければ、入力2と入力スターを選択し、チェックマークをクリックしてすべてのペットフレームに適用します。DMのCTファイルとPETファイルを右クリックし、生として保存します。次に、ドロップダウンメニューから[トリミング]を選択し、画像の境界をドラッグして、脳幹の下に一度に1つのマウスの頭をトリミングします。
PET画像とCT画像の向きを手動で変更して、頭蓋骨がすべての寸法で真っ直ぐになるようにします。インターフェイスの左上にあるデータの追加ボタンを使用して、そのマウスの MR 画像をロードします。手動の3Dリオーテーションを使用してMRを移動し、CT画像内の頭蓋骨にフィットさせます。次に、ビジュアルコントローラータブ内でPETビジュアライゼーションの選択を解除してPETビジュアライゼーションをオフにし、MRとCTのみを使用して関心領域またはROIを描画します。
3D ROI ツールで、[ROI の追加] ボタンをクリックして新しい ROI を作成し、infarct という名前を付けます。スプラインツールを選択し、左クリックしてROIの境界線を描画し、右クリックして閉じます。その後、新しい ROI を作成し、それを対側にラベル付けします。Infarct ROIを右クリックし、[エクスポート]を選択します。次に、ROI を位置 2 の入力 1 に移動して、新しい ROI の視覚化と手動の方向転換を可能にします。
入力 1 つだけを選択した状態で、ROI ボックスにチェックを入れて [表示のみ] を選択すると、梗塞 ROI の方向を変更せずに視覚化できます。リオリエンテーション登録メニュー内で、オペレーター機能を使用して左右フリップを適用し、新しいROIを反対側の同じ領域に手動で移動します。次に、算術演算子を選択し、新しい ROI にスカラー乗算 2 を適用して、ROI を独立して定量化できるようにします。
3D ROI ツールに戻ります。[エクスポートと実験] タブに移動し、[ROI のインポート] ボタンをクリックします。ダイアログボックスから入力1つを選択して、新しいボリュームを対側ROIとしてロードします。最後に、平均PET画像を右クリックしてアンロードし、PETの電源を入れ直します。3D ROIツール内のエクスポート結果アイコンを使用して、定量的な取り込み結果を生成します。