마이크로 PET/MR 이미징 기반 접근법을 사용하여 마우스에서 열원성 지방 창고의 기능적 이미징 및 정량화.
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방법 논문
[18F]FDG 마이크로 PET/MR 이미징을 사용한 마우스의 갈색 및 베이지 지방 조직의 시각화 및 정량화
* These authors contributed equally
이 논문에서
요약
초록
갈색과 베이지 색 지방세포는 이제 비만 및 대사 증후군의 잠재적 인 치료 대상으로 인식되고 있습니다. 비침습적 분자 이미징 방법은 이러한 열원성 지방 창고에 대한 중요한 통찰력을 제공하는 데 필수적입니다. 여기서, 프로토콜은 마우스 견갑골 간 갈색 지방 조직 (iBAT) 및 사타구니 피하 백색 지방 조직 (iWAT)에서 갈색 및 베이지 색 지방세포의 활성을 평가하기위한 PET / MR 이미징 기반 방법을 제시합니다. 열원성 지방 데포의 시각화 및 정량화는 MR 영상화에 의해 제공된 정확한 해부학적 정보와 결합될 때 방사선추적기로서 비대사성 글루코스 유사체인 [18F]FDG를 사용하여 달성되었다. PET/MR 영상은 냉간 순응 후 7일 후에 실시되었으며, 열원성 지방 조직의 상대적 동원을 평가하기 위해 다른 지방 창고에서 [18F]FDG 신호의 정량화가 수행되었다. iBAT의 제거는 마우스의 iWAT에서 감기유발[18F]FDG 흡수를 실질적으로 증가시켰다.
서론
변화하는 영양 요구에 대응하여 지방 조직은 신체의 요구를 충족시키기 위해 지질 저장 또는 동원 모드를 채택하는 에너지 캐시 역할을합니다1. 또한, 지방 조직은 또한 비 떨림 열 발생이라고도하는 과정을 통해 온도 조절의 핵심 기능을 수행합니다. 이것은 전형적으로 갈색 지방 조직 (BAT)에 의해 달성되며, 이는 단백질 1 (UCP1)의 결합 해제 단백질 미토콘드리아 막 단백질의 풍부한 수준을 발현한다. 양성자 운반체로서, UCP1은 양성자 수송과 ATP 생산2을 분리하여 열을 발생시킨다. 차가운 자극시, BAT의 열발생은 교감신경계(SNS)의 활성화에 의해 움직이고, 이어서 노르에피네프린(NE)의 방출에 의해 설정된다. NE는 β3 아드레날린 수용체에 결합하고 세포내 사이클릭 AMP(cAMP)의 상승을 유도한다. 결과적으로, CREB (cAMP 반응 요소-결합 단백질)의 cAMP/PKA 의존성 결합은 CREB 반응 요소 (CRE)2에 대한 직접 결합을 통해 Ucp1 전사를 자극한다. BAT 이외에, 갈색과 같은 지방세포는 또한 백색 지방 조직 내에서 발견되고, 따라서 베이지 색 또는 브리트 (갈색-인-화이트) 세포
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프로토콜
아래에 설명 된 프로토콜은 홍콩 대학의 동물 관리 지침을 따릅니다. 연구에 사용된 동물은 8주령의 C57BL/6J 마우스였다.
1. 동물 수술 절차 및 감기 도전
- 견갑골 간 BAT (iBAT) 해부를 수행하십시오.
- 케타민 / 자일라진 (100 mg / kg 체중 케타민 및 10 mg / kg 체중 자일라진)의 복강 내 주사로 마우스를 마취하십시오. 마취 후 마우스의 머리카락을 목에서 견갑골 바로 아래로 면도하십시오.
- 소독 후 마우스를 가열 패드에 놓고 마우스의 등쪽 중간 선을 따라 2cm 절개를하십시오.
- iBAT 패드(양측)를 분리합니다. 가짜 작동 그룹에서는 동일한 절개를하되 iBAT 패드는 그대로 두십시오.
- 출혈이 멈춘 후 7mm 스테인레스 스틸 상처 클립을 사용하여 절개를 닫습니다.
- 수술 후 멜록시캄 (식수 5mg / kg)을 생쥐에게 6 일 동안 투여하고 14 일 동안 중환자 실 (ICU)에 보관하십시오. 상처가 치유 되 자마자 클립을 제거하십시오 (7-10 일).
- 마우스의 콜드 챌린지: 마우스를 14일 동안 열중성(30°C)에서 보관한다. 13일째에, 동물 케이지를 밤새 냉장(6°C)....
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결과
3 그룹의 마우스 (그룹 당 n = 3)는이 연구에서 마이크로 PET / MR 이미징을 실시하여 7 일 동안 열중성 (30 ° C) 또는 저온 (6 ° C)에 보관했습니다. 한 그룹의 마우스(n=3)는 냉간 처리 전에 그들의 iBAT를 제거(iBATx)하였다(도 1A). 이 방법은 세 마리의 마우스 모두에서 백색 지방 조직 활성의 변화를 가져왔다. 특히, 마이크로 PET/MR 이미징을 사용한 iWAT에서 [18F]FDG 흡수의 현저한 증가가 관찰되었다(도 1B-C). 이 공동 등록된 이미징 데이터는 최대 강도 프로젝션(MIP)으로 입증되며, 여기서 iWAT는 [18F]FDG 흡수의 정량화를 허용하도록 명확하게 묘사되었다. 일관되게 베이지 색 지방세포에 대한 특징적인 형태학인 다구상 지방세포는 가짜 조작 그룹에 비해 iBATx 마우스로부터의 iWAT에서 더.......
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토론
이 연구에서, PET/MR 기반 영상화 및 작은 동물에서 기능성 갈색 및 베이지 색 지방 조직의 정량화가 기술되었다. 이 방법은 비대사성 글루코스 유사체 [18F]FDG를 이미징 바이오마커로서 사용하여 비침습적 방식으로 높은 글루코스 요구량을 갖는 지방 조직을 확인한다. MR은 좋은 연조직 대비를 제공하며 지방 지방 조직을 이웃 연조직 및 근육과 더 잘 구별 할 수 있습니다. PET와 결합할 때, 이것은 정확한 방식으로 높은 글루코스 이용의 결과로서 활성화된 지방세포의 이미징 및 정량화를 가능하게 한다. 여기에 설명 된 실험 조건은 생체 내에서 iBAT 및 iWAT의 상향 조절을 연구하기 위해 [18F]FDG PET를 사용하는 타당성을 강조하며 신약 후보의 열원성 영향을 평가하는 데 잠재적으로 유용합니다. 또한, 이 프로토콜은 특별히 설계된 동물 침대를 사용하여 여러 마우스를 동시에 이미징함으로써 높은 처리량 포맷으로 쉽게 변형될 수 있으며, 이로써 이미징 데이터에 대한 통.......
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공개 사항
저자는 공개 할 이해 상충이 없습니다.
감사의 글
우리는 중국 국립 자연 과학 재단 (NSFC) - 우수 젊은 과학자 기금 (홍콩 및 마카오) (81922079), 홍콩 연구 보조금위원회 일반 연구 기금 (GRF 17121520 및 17123419), 작은 동물 이미징 실험을위한 홍콩 연구 보조금위원회 공동 연구 기금 (CRF C7018-14E)의 지원에 감사드립니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 0.9% 멸균 식염수 | BBraun | 0.9% 염화나트륨 정맥 주입, 500mL | |
| 5mL 주사기 | Terumo | SS05L | 5mL 주사기 Luer Lock |
| 용량 교정기 | Biodex | Atomlab 500 | |
| 눈 윤활제 | Alcon Duratears | 멸균 안구 윤활제 연고, 3.5g | |
| 인슐린 주사기 | Terumo | 10ME2913 | 바늘이 있는 1mL 인슐린 주사기 |
| InterView Fusion 소프트웨어 | Mediso | 버전 3.03 | 후처리 및 이미지 분석 소프트웨어 |
| Isoflurane | Chanelle Pharma | Iso-Vet, 흡입 마취제, 250mL | |
| 케타민 | Alfasan International BV | HK-37715 | 케타민 10% 주사 용액, 10mL |
| 의료용 산소 | Linde HKO | 101-HR | 압축 가스, 99.5% 순도 |
| Metacam | Boehringer Ingelheim | 개 및 고양이용 주사용 5mg/mL Meloxicam 솔루션, 10mL | |
| nanoScan PET/MR 스캐너 | Mediso | 3 Tesla | |
| MR Nucline nanoScan 소프트웨어 | Mediso | 버전 3.0 | 스캐너 운영 소프트웨어 |
| 상처 클립 | Reflex 7 | 203-100 | 7mm 스테인레스 스틸 상처 클립, 20 클립 |
| Xylazine | Alfasan International BV | HK-56179 | 자일라진 2% 주사액, 30mL |
참고문헌
- Rosen, E. D., Spiegelman, B. M. What we talk about when we talk about fat. Cell. 156 (1-2), 20-44 (2014).
- Cannon, B., Brown Nedergaard, J. adipose tissue: function and physiological significance. Physiological Review. 84 (1), 277-359 (2004).
- Jal Wu,, et al.
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재인쇄 및 허가
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