褐色脂肪組織活性の変化を検出するための赤外線サーモグラフィ

赤外線サーモグラフィは、性別、年齢、またはさまざまな病理学的状態の影響に関係なく、実験動物およびヒト参加者の褐色脂肪組織活性の推定を可能にします。PET-CTは、特に食後の褐色脂肪組織の活性を測定するための選択方法として失敗します。したがって、非侵襲的でより感度の高い赤外線サーモグラフィが開発されました。

赤外線サーモグラフィを使用して、肥満や糖尿病の人々の褐色脂肪組織活性または入浴活動の病態生理学的変化を決定し、これらの患者の悪い活動を若返らせることができる薬を決定することができます。この方法は、ヒトおよび実験動物の悪い活動に対するホルモンの生理学的効果を決定したり、治療物質を合成したりするために使用できます。参加者に、十分に休息し、一晩絶食しているかどうかを尋ねます。

褐色脂肪組織の活性化の可能性を回避するために、測定前に少なくとも30分間休息します。午前中に実験を行います。測定の15分前に、参加者に上着を脱ぐように依頼します。

参加者が休んでいる間に、赤外線カメラを三脚に取り付け、参加者が座る場所から1メートル離して配置します。メーカーの指示に従って、赤外線カメラをコンピューターとソフトウェアに接続します。しわのあるアルミホイルを1メートルの焦点距離で記録することにより、部屋の反射温度を決定します。

これを行うには、カメラソフトウェアで、ゼロメートルの距離と1の放射率を入力します。次に、大気圧と相対湿度の値を入力します。反射温度を決定するには、正方形を選択し、アルミホイルのROIを選択します。

次に、メインカメラウィンドウの左から最初のアイコンを選択し、さらなる分析に必要な平均温度を読み取ります。測定を開始する直前に、室温と湿度を決定します。ソフトウェアで、メインカメラウィンドウの上にある左から3番目のアイコンを選択します。

ポップアップメニューで [レコード設定の編集] を選択すると、新しいウィンドウが開きます。記録モードで、[ディスクに記録] を選択し、この期間のレコードを目的の時刻に設定します。同じウィンドウの[録音オプション]で、録音レートを5ヘルツに制限し、録音を保存する場所を選択します。

既存のウィンドウを閉じ、メインメニューの[編集]を開いて、[設定]を選択します。ターゲットフレームレートに 5 と入力します。ホットキー/リモートスタートを選択して記録を停止できます。

ドロップダウンメニューから、[開始/停止モード]を選択します。測定時には、参加者と実験者のみがいることを確認してください。空気の動きを避け、参加者が冷たいドラフト、日光、または電球などの熱源から離れていることを確認してください。

褐色脂肪組織が位置する鎖骨の上の首の鎖骨上領域を見つけます。このエリアが焦点距離が1メートルになるように参加者を配置します。F5キーを押して、5 FPSのフレームレートで10〜15秒間ショートムービーを録画します。

すべての参加者が同じ食事をするようにします。食事の後、同じ設定値を使用してF5キーを押して、30分後に新しい録音を行い、次に1時間、2時間、3時間後に新しい録音を行います。実験の前日に、動物の膣スワブを集め、細胞をスライドガラスに広げます。

風乾させます。細胞を500マイクロリットルの0.1%クレジルバイオレットアセテートで1分間染色し、次に水で3回すすぎます。100倍の倍率と明視野照明を備えた光学顕微鏡で細胞を表示します。

塗抹標本で観察された白血球および有核および定量された上皮細胞の数に基づいて発情周期の段階を決定する。実験の朝、赤外線カメラと録画設定を準備します。動物を清潔なケージに慎重に置き、ケージを赤外線カメラの下に1メートルの焦点距離で置きます。

F5 キーを押してムービーを録画します。各動物に与える前に食品ペレットの重量を量り、食物摂取量を計算します。動物をケージで30分間食べさせ、食事の後に再び食物ペレットの重さを量ります。食事を開始してから30分、1時間、および2時間後にIR測定を繰り返します。

実験後、前に示したように、雌の動物の発情周期の段階をテストします。ムービーごとに、皮膚の放射率、反射室温、気温、相対湿度、オブジェクトまでの距離などの変数をカメラソフトウェアに入力します。画面下部の再生ヘッドを移動するか、一時停止ボタンを押して、ムービーから適切なフレームを選択します。

メインウィンドウの左側にある目的の領域の形状を選択して、関心のある領域を選択します。肩甲骨の間の皮膚の領域に最も適した形状を選択してください。関心領域を選択すると、最低気温、最高気温、平均気温が右側に表示されます。

画像では、赤い三角形は記録された最高気温のポイントを表し、青い三角形は記録された最低気温を表します。この手順を数フレーム繰り返して、記録の数秒間に測定温度が安定していることを確認します。食後の最高温度から食前の褐色脂肪組織の上の皮膚の最高温度を差し引いて、食後の活動の増加を決定します。

褐色脂肪組織の活性は、褐色脂肪組織の上と鎖骨間領域の2つの皮膚領域を基準点として分析することによって決定されました。褐色脂肪組織の活性は、両方の皮膚領域の最高温度の差から摂氏1.8度と計算されました。しかし、食事の3時間後でも皮膚温度の低下がないため、褐色脂肪組織の上の皮膚の最高温度によって活性を示すことはできません。

マウスにおいて、食後の活動の変化を、褐色脂肪組織の上の皮膚の平均温度を測定することによって発情期の雌において測定した。活動の有意な変化は、最高温度が測定された場合にのみ、食事の30分後に決定されました。健康な対照と病理学的状態の参加者は可能な限り類似している必要があり、調査対象の疾患のみが異なるため、一致する対照被験者の適切な選択は臨床試験の最も難しい部分です。

このプロトコルに加えて、血糖値と体温を測定することができ、悪い活動とグルコース利用または体温の上昇との相関分析が可能になります。この高感度で非侵襲的な技術は、他の実験環境や研究における褐色脂肪組織活性の生理学的および病態生理学的変化を決定する上で多くの可能性を開きます。