NAFLD/NASHラットモデルにおける超音波および剪断波エラストグラフィーイメージングの応用

超音波および剪断波エラストグラフィーの使用は、研究者が非アルコール性脂肪性肝炎のモデルで暗黙の肝脂肪および線維化の変化を測定することを可能にする。このイメージングモダリティは、非侵襲的で高スループットで臨床的に翻訳可能な技術であり、創薬中の非アルコール性脂肪性肝炎モデルにおける疾患段階および有効性を評価するために使用することができる。まず、6〜7週間の雄のウィスターハンラットは、摂氏約22度で適切な寝具と12〜12時間の明暗サイクルで適切な寝具を備えた個別換気ケージのペアで150〜175グラムの体重を置きます。

20匹のラットにコリン欠乏症、1%コレステロールの高脂肪食、および標準的な実験室のげっ歯類のチョウを持つ別の20匹のラットを提供する。イメージング機器を設置するには、画像撮影中に動物を暖かく保つために温められた表面をイメージング領域に配置し、吸入麻酔を送達するための麻酔ノーズコーンを固定します。超音波プローブホルダーを使用して、超音波プローブを所望の場所に移動し、プローブが動物の上に置かないようにします。

ラットが完全に麻酔されたら、誘導室から暖かい温水循環毛布に移します。化学脱毛クリームを使用して、リブケージからラットの右側の骨盤に毛髪を取り除きます。ラットを左横リカンベント位置に置き、上の足を頭の上にテープで貼り付け、ウォームイメージングプラットフォームに貼ります。

計器コントロールパネルの患者キーを押して、研究の設計に従って対象を特定します。ラットの脱毛皮膚領域に少量の温めた超音波ゲルを塗布する。超音波プローブを動かして、ゲルで覆われた領域に触れます。

内臓のライブBモード画像が画面に表示されたら、超音波プローブを腰の少し上の領域に移動し、腰椎骨と平行にします。Bモードディスプレイを使用して、大きな腎動脈と皮質髄質分離を同定することによって右腎臓を見つけます。画像の単一の平面で肝臓の一部を観察し、気泡や影が画像に存在しないことを確認します。

焦点を調整し、腎皮質と肝臓のパレンチマが同じ平面に存在し、鮮明な画像を得ることを確認します。ぼやけた画像をキャプチャしないように、画面をフリーズするときに動物が呼吸の間にあることを確認してください。Bモード比を選択して、選択した対象領域からの組織の相対的な明るさを測定します。

2ミリメートルの円を作成し、腎臓の右側にある肝臓の画像に関心のある領域に置きます。腎臓皮質の画像に新しい円を配置し、肝臓と腎臓皮質の円の深さを同じに保ちます。コントロールパネルの選択ボタンを押して、肝腎指数をBモード比で表示し、組織の異なる深さおよび平面で3回測定を繰り返し、平均を計算します。

Bモードを使用して肝臓を見つけるために右肋下領域にプローブを横方向に移動します。主に気管脈や肝動脈などの大きな血管のない肝臓の明確な領域を見つけ、コントロールパネルのSWEボタンを押して組織のせん断弾性マップを生成します。影のない領域で肝臓カプセルの下のSWEボックスのサイズと位置を調整します。

ボックスがいっぱいで安定したら、ラットが呼吸の間にある間にコントロールパネルのフリーズボタンを押します。計測器のタッチディスプレイのQ-Boxをタップして、せん断波弾性マップ上の対象領域から弾性を計算します。円とデータボックスが表示されます。

均一な色で影のない領域に円を配置し、剛性の領域を避けます。プローブを腹部の上下または横に動かして、肝臓の異なる領域からSWEマッピングされた画像を収集することによって、手順を3回繰り返します。終了したら、足からテープを取り出し、余分なゲルを拭きます。

ラットを暖かく乾燥したケージに戻し、完全に回復させます。トラックボールと選択ボタンを使用して患者の名前の横にあるボックスをチェックして、データ分析に必要なすべてのスキャンを選択します。ファイルをエクスポートした後、各スキャンの個々のJPGファイルを開き、画像の右側にあるデータを観察します。

すべてのデータをスプレッドシートまたは他のデータベース管理ソフトウェアにコピーし、目的の統計分析を実行します。対照およびコリン欠損性の高脂肪食群からの肝腎指数の代表的な画像は、腎皮質中の肝臓の明るさがほぼ同じであり、肝腎指数が対照群の1つ未満であることを示している。高脂肪食群では、肝臓の明るさが上昇し、肝腎指数は6週間で1.91、12週間のタイムポイントで1.79まで上昇しました。

高脂肪食群の肝腎指数値は、高原に達する前に、最初の3〜6週間を通して急速に上昇した。赤いO色素油で染色された肝臓切片は、対照群と比較して高脂肪食群において有意に増加した染色面積を示した。また、染色率と肝腎指数の間にも相関関係が見られた。

組織の硬直は12週間にわたって高脂肪食群で徐々に増加し、線維症のために23.1キロパスカルに達した。肝臓サンプルは、線維症の指標としてコラーゲンを局所化するためにピクロシリウスレッドで染色された。対照群と比較して、高脂肪食群では、染色率領域の有意な増加が認められた。

また、パーセント染色面積とせん断波E係数数との間にも強い相関関係が見られた。トランスデューサと測定円またはボックスを適切に配置することが重要です。画像内のアーティファクトを回避することで、反復可能で一貫した測定が可能になります。

手順の後、肝臓トリグリセリドおよびコラーゲン遺伝子発現のex vivo測定は、壊死組織に対しても行い、イメージングで見られた結果を確認することができる。