Name: 염증성 플라크의 적외선 형광 (NIRF) Intravascular 분자 이미징, Multimodal 접근 가까운 생체내에서 죽상 경화증의 영상을 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-08-04T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 43 s
Description: 배우세요 혈관 내 NIRF 카테터를 이용한 죽상경화증 염증 플라크의 실시간 분자 영상 기법을 토끼 모델에서 검증하는 다중 영상 접근법입니다. 이 방법은 심혈관 질환의 정밀 진단과 치료에 활용됩니다.

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이 작품에 대한 지원이 보건 부여의 국립 연구소에서 제공한 # R01 HL 108,229, 미국 심장 협회 과학 개발 그랜트 # 0830352N, 하워드 휴즈 의학 연구소의 경력 개발 상, 브로드뷰 벤처, 유럽 공동체의 7 번째 프레임 워크 프로그램 (부여 이하 FP7/2007-2013 계약 # 235689)와 MGH 윌리엄 슈라 이어 원정대.

생체내 동물 모델 : 실험 AortoIliac의 죽상 경화증의 생성 1)베이스 라인 혈관 조영술 및 풍선 발가벗김 <ol><li> 이전 기준 혈관 조영술 및 풍선 발가벗김를 얻기 위해 뉴질랜드 화이트 토끼는 높은 콜레스테롤 (1 %) 1 주일 동안 음식을 공급합니다. 이 동물은 토끼의 aorto - iliacs 선박은 hyperlipidemic, 풍선 - 부상 모델은 유사한 염증 세포 (macrophages 베어링 염증 죽상 경화증을 생성 인간의 관상 동맥 (2.5 - 3.5mm) 및 2)와 같은 구경이 있습니다) 1로 translational 관련이 사용된다 인간의 죽상 경화증의 등)와 분자 (cathepsins). </li><li> 콜레스테롤 먹이에 따라, 동물은 propofol과 마취제를 anesthetized 있습니다. 1 인치 복부 정중선 넥 절개는 15 사이즈 - 메스 블레이드를 사용하여 사용하여 이루어집니다. 무딘 절개 기법을 사용하여 기관의 오른쪽에있는 근막 아래 근육이 노출됩니다. 왼쪽 sternocephalicus 근육은 그 결합 조직 접합 따라 구분하고, 오른쪽 공통 경동맥가 노출됩니다. 동맥은 미주 신경에서 분리됩니다. 근위 및 말초 봉합 고리는 철회와 폐색 수 있도록 동맥에 위치하고 있습니다. 2mm로 1 arteriotomy을 beveled은 5 프랑스어 (1.67mm 외경)가 혈관 칼집 삽입 및 헤파린 (1000μ/mL ~ 150units/kg) 칼집을 통해 내부 arterially 관리입니다 어떤 통해 이루어집니다. </li><li> 대비 염색 (Ultravist)은 다음 말초 대동맥의 제어 혈관 촬영 및 모두의 장골의 동맥을 얻기 위해 이초 기간 동안 (1 2mL) 주입입니다. </li><li> iliofemoral 동맥과 대동맥은 다음 내피 발가벗김으로 부상하고 있습니다. 표준 fluoroscopy 방법을 사용하여 3Fr 포가티의 embolectomy 카테터는 말초 동맥 iliofemoral에 배치하고 0.3-0.5 대비 CC (생리 50% contrast/50 %)이나 공기와 부풀 수 있습니다. 카테 테르는 다음의 비정상적 상태에서 proximally 왼쪽 신장 동맥의 도약까지 오른쪽 장골의 및 말초 대동맥을 따라 거리를 철회합니다. 풍선 발가벗김 다음, 혈관 조영술은 선박 명백을 문서에 반복됩니다. 혈관 조영술에 따라 모든 카테터와 sheaths이 제거되고 근위 바로 일반적인 경동맥의 동맥이 출혈도 잡았이며, 근육과 근막은 4 / 0 흡수성 봉합사로 봉합하고 피부 절개는 4 / 0이 아닌 흡수성 봉합사로 닫혀 있습니다. </li><li> 동물은 그러던 어느 선량 항생제 (Cephazolin, 0.5 g IM)의 관리와 복구하는 허용됩니다. 0.01 MG / kg buprenorphine 메신저 (필요에 따라 하루에 두 번)를 포함 통증 약물. 동물 그러면 사주 후 풍선 발가벗김 1 %의 콜레스테롤을 계속하고 있습니다. 주 5, 동물은 0.3 % 콜레스테롤 식단으로 전환됩니다. </li></ol> 래빗 Atheromata의 통합 멀티 모달 이미징 2) 주사용 nanosensor를 사용하여 proteolytically 적극적인 염증 상패의 라벨링, 혈관 조영술, intravascular 초음파 (IVUS), 그리고 토끼 Atheroma의 생체내 intravascular NIRF 이미징에 <ol><li> 이전 이미지에 풍선 부상 24 시간 다음 8 주이 토끼는 귀 정맥을 통해 정맥 500 nmol / kg Prosense/VM110 (PerkinElmer)으로 주입됩니다. </li><li> 주사 후 24 시간 정도, 동물 anesthetized과 동맥 액세스 (단계 1.2 참조) 왼쪽 일반적인 경동맥을 통해 얻을집니다. 내부 간선 헤파린은 (150 단위 / kg) 관리합니다. 베이스 라인 혈관 조영술은 위와 같이 얻어진다. </li><li> IVUS 카테터는 관상 동맥 임상 능력이 0.014 인치 와이어에로드하고 칼집에 삽입됩니다. fluoroscopic지도를 사용하여 와이어의 radiopaque 팁은 오른쪽 장골의 동맥에 distally 위치입니다. IVUS 카테터는 다음 표준 임상 모노레일 기술을 사용하여 근위 장골의 동맥에 고급 있습니다. </li><li> 100mm의 pullback이 시작되고 이미지가 기록됩니다. 선박의 종방향 재건을 취득하고 luminal 상패가 식별됩니다. </li><li> NIRF 카테터 11,12은 0.014 인치 와이어 (모노레일 시스템)에로드하고, 카테터는 조심스럽게 칼집 및 이미징 헤드에 삽입되는 오른쪽 장골의 동맥에 distally 위치입니다. </li><li> 여러 자동 pullbacks (1mm / 초 세로 pullback, 분당 30 라운드)가 수행되고 죽상 경화증의 영역 내에 형광 신호가 설명되어 있습니다. 이미지가 기록 및 신호 범위에 따라 적절한 스케일링과 윈도​​우로 추가 처리가 이루어집니다. </li></ol> 3) 안락사와 전직 생체내 aorto - 장골의 조직의 분리 <ol><li> 안락사는 안락사 에이전트 1cc (390mg 나트륨 50mg pentobarbital과 phenytoin의 나트륨 용액), 정맥, 단일 주사로 수행됩니다. </li><li> 하부 대정 맥은 혈액의 명확 때까지 간선 나무는 0.9 % 정상적인 생리와 perfused 있습니다. atherosclerotic 대동맥과 장골의 동맥은 식별 및 주변 조직에서 무료로 해부하고 있습니다. 리튬의뿐만 아니라, 소형 2 X 2cm 개버전, 신장, 비장 및 심장도 얻을 수 있습니다. </li><li> intravascular NIRF 이미징 카테터와 전 생체내 NIRF 영상이 단계에서 수행할 수 있습니다. 배는 길쭉한되고 이미징 헤드가 오른쪽 장골의 동맥이나 분기점에 위치 때까지 NIRF 카테터는 근위 대동맥에 다시 삽입됩니다. 여러 자동 pullbacks는 (2.6 참조) 위와 같이 수행됩니다. </li></ol> 해부 대동맥과 장골의의 동맥 4) 전 생체내 형광 반사율 이미징 (금) <ol><li> 해부 조직은 정상적인 생리의 10-20 CC에 위치하고 금 분석 (코닥 이미지 스테이션 4000MM 프로 Carestream 건강, 주식 회사)에 이송됩니다. </li><li> 대동맥, 장골의 혈관은 대략 실시간 길이로 길쭉한하고 이미지는 여러 파장 [하얀 빛, 녹색 형광 채널 (예 : 495 NM, 엠 515 NM), Cy5 (예 : 565 NM, 엠 670 NM)와 Cy7 (예에서 얻을 수있다 650 NM, 그들을 760 NM)] 채널. 노출 시간의 일련의 각 파장에 대한 활용 아르 (0.1 - 30sec)과 인수 이미지 DICOM 또는 추가 분석을위한 16 비트 소수 자릿수가없는 TIFF 파일로 내보낼 수 있습니다. 긍정적이고 부정적인 컨트롤로, 장기 (간, 비장, 신장 및 심장)와 유사한 채널과 노출 시간에 몇 군데 있습니다. </li><li> 가까운 적외선 채널 (780nm +) 증가 신호의 영역은 atherosclerotic 동맥에 설명되어 있습니다. </li></ol> Sectioning 및 immunohistochemical 분석을위한 5) 조직 퍼가기 <ol><li> 분야 일반 (비 부상을 조직, 즉 왼쪽 장골의 동맥) 및 상패의 영역이 식별하고 조직의 작은 5-10mm 고리가 OCT (최적 절삭 온도) 미디어에 포함됩니다. 블록은 sectioning까지 -80 C에 저장됩니다. </li><li> sectioning 및 immunohistochemical 분석을위한 표준 기술이 수행됩니다. Hematoxylin 및 eosin 숫양 - 11 카텝신 B의 얼룩이 수행됩니다, 얼룩. </li></ol> 분석 및 멀티 모달 이미지의 통합 (혈관 조영술, IVUS, NIRF 및 금) NIRF 및 금 영상의 6) 처리 <ol><li> NIRF 및 금에서 이미지 데이터를 포함하는 DICOM 파일 (니어 적외선 780 nm의 채널에서 촬영) pullbacks는 각각, MATLAB 및 Osirix 소프트웨어를 사용하여 처리됩니다. 신호 강도의 전체 범위를 표시하는 적절한 윈도우가 이루어집니다. 최종 이미지는 TIFF 파일로 내보낼 수 있습니다. </li><li> 파일은 표준 이미지 처리 소프트웨어 (기조 연설을 사용할 수 있습니다)로 가져올 수 있습니다. 이미지 참조 포인트 (혈관 촬영, 장골의의 분기, 그리고 신장 동맥에서 즉, 척추)에 따라 정렬됩니다. 일반 선박 및 상패의 영역은 식별됩니다. </li><li> 관심 (ROI)의 영역은 수동으로 추적 (플라크의 정상 조직과 영역에 대한) 및 신호 강도가 금 및 NIRF 이미지 모두 각각 Osirix 및 MATLAB을 사용하여 획득 의미입니다. 적절한 추적을 안내하기 위해 선박의 길이 IVUS 이미지가 사용되며, 일반 선박과 상패의 식별을 쉽게 식별됩니다. </li><li> 대상 - 투 배경 (TBR) 비율은 상패 영역에 대한 계산됩니다. </li></ol> 대표 결과 : 위의 프로토콜의 완료되면, 우리는 확인할 수 있으며 대동맥과 장골의 혈관 내에 염증 플라크의 확대 카텝신 프로 테아제 활동의 영역을 특징. activatable nanosensor (Prosense/VM110)의 주입은 우리가 proteolytically 적극적인 플라크를 확인할 수 있습니다. 이들은 밝은 표시 또는 가까운 적외선 채널 (750 NM)에 금을 사용하여 몇 군데 때 강렬한 영역 신호. NIRF의 pullbacks 증가 신호 금에 의해 강도 및 NIRF 신호의 해부 등록을 허용 IVUS와 정렬과 상관 관계. 금 및 NIRF에서 얻은 계산 상패의 TBR가 (NIRF TBR 4.2 말은 금 TBR 2.9을 의미 그림 3 참조)와 유사했다. 밝은 플라크의 Immunohistochemical 분석 RAM - 11 및 상패 영역 (데이터가 표시되지 않음)에 카텝신 B 활동의 강한 존재를 확인합니다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/2257/2257fig1.jpg"> 그림 1. 1D NIRF 감지 방식 6의 임상 잠재력을 확장하기 위해 2D NIRF의 카테터의 개략도, 우리가 소설 intravascular 이미징을위한 2 - D NIRF - 카테터를 잽니다. 11,12 맞춤식 카테터는 광섬유 (125 미크론 직경 지내게 구성되어 있습니다 폴리에틸렌 튜브에 : 2.9F)을 750 NM 레이저 여기 소스를 사용하는 조명. 레이저 빛은 섬유 축에 비해 90도 각도로 방출됩니다. 이 시스템은 진정한 2D 영상을 얻기 위해 수반하는 360도 이미징 및 세로 pullback 수 있도록 두 가지 자동 모터 (회전과 translational) 사용합니다. 이미지 참조 11 허가와 함께 사용. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/2257/2257fig2.jpg"> 그림 2. nanosensor의 개략도 보여주는 프로 테아제 - 중재 활성화, Prosense/VM110. 참조 10 허가와 함께 사용 이미지. <img alt="표 1" src="/files/ftp_upload/2257/2257table1.jpg" files> 그림 3. 생체내 및 전직의 생체내 플라크의 TBRs (배경 비율 목표 대)에서

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</ol>

FAJ - 전 컨설턴트, VisEn 의료, Honoraria, 보스턴 사이 언티픽

염증 고위험 또는 취약 plaques은 심근 infarctions의 대부분에 대한 가능성이 책임이 있습니다. 이전 증상의 발병 이러한 plaques의 식별은 결과를 예측 의료 치료 지침 모두에 중요한 임상적 의미가 있습니다. 이러한 X - 선 혈관 조영술과 같은 기존의 관상 동맥 동맥 영상 modalities 일반적으로 luminal narrowings의 특성보다는 높은 위험, 보통이 아닌 stenotic 병변의 기본 생물 학적 프로파일을 계몽에 중점을두고 있습니다. Intravascular NIRF 분자 이미징은 파열하는 경향이 상패 이내에 활성 macrophages를 확인 nanosensors을 활용하여 상패 염증의 생물학을 통합함으로써 심장 catheterization 연구실 번역 방식, 염증 상패의 세포 특징을 제공합니다 9. 위에서 설명한 다음 프로토콜은 염증 플라크를 식별하는 혈관 조영술, IVUS와 NIRF 이미지를 결합 multimodal 통...

<table><tbody><tr><td>Prosense 750</td><td>Visen Medical</td><td>VM110</td><td>500 nmol/kg IV 주사</td></tr><tr><td>헤파린 나트륨</td><td>APP Pharmaceuticals</td><td>401586D</td><td></td></tr><tr><td>세파졸린</td><td>NovaPlus</td><td>46015683</td><td></td></tr><tr><td>Lidocaine HCL 2%</td><td>Hospira Inc.</td><td>NDC 0409-4277-01</td><td></td></tr><tr><td>부프레노르핀</td><td>Bedford Laboratories</td><td>NDC 55390-100-10</td><td></td></tr><tr><td>케타민</td><td>Hospira Inc.</td><td>NDC 0409-2051-05</td><td></td></tr><tr><td>고콜레스테롤 식이 1%</td><td>Research Diets</td><td>C30293</td><td></td></tr><tr><td>고콜레스테롤 식이 0.3%</td><td>Research Diets</td><td>C30255</td><td></td></tr></tbody></table>

염증성 플라크의 적외선 형광 (nirf) intravascular 분자 이미징, multimodal 접근 가까운 생체내에서 죽상 경화증의 영상을

In vivo Near Infrared Fluorescence (NIRF) Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

상해에 대한 혈관 반응은 지질 라덴 내부 luminal 상패, 부드러운 근육 세포 증식과 혈관 루멘의 점진적 축소의 축적으로 이어지는 혈관 벽 내에서 macrophages의 축적에 의해 실행 잘 조율된 염증 반응이다. 파단 underlies 급성 심근 경색의 경우 대다수하는 경향이 이러한 취약한 plaques의 형성. 복잡한 분자 및 세포의 염증 캐스케이드는 내피 및 평활근 세포에 대한 T lymphocytes과 macrophages 및 paracrine 효과의 채용에 의해 조율된 것이있다 1. 죽상 경화증의 분자 이미징은 염증과 다른 생물 학적 과정의 생체내 시각화에 있습니다 중요한 임상 연구 도구로 발전했습니다. 몇몇 최근의 예를 들면 환자의 위험도가 높은 plaques을 감지하고, 죽상 경화증의 pharmacotherapeutics의 효과를 평가할 수있는 능력을 보여줍니다. 4 분자 이미징 방법의 숫자가 (특히 MRI와 PET의)는 경동맥과 같은 대형 선박의 이미지 생물 학적 측면 수 있지만 부족한 옵션 관상 동맥의 이미지를 위해 존재하는 동맥, 2. 고해상도 광학 영상 전략의 출현, 특히 가까운 적외선 형광 (NIRF)에서, activatable 형광 프로브와 결합은 향상된 감도를 가지고 새로운 intravascular 전략의 개발에 주도 인간의 관상 동맥 죽상 경화증의 생물 학적 이미지를 향상시킬 수 있도록 지원합니다. 적외선 형광 (NIRF) 근처 분자 이미징은 광학 대비 대리인 또는 형광 프로브에게 전달하면 검색 수 NIR 창에서 형광 방출, 그 광자의 소스로 정의된 밴드 폭 (650-900 nm의)로 여기 빛을 활용 적절한 방출 필터와 고감도 전하 결합 카메라를 사용합니다. 가시 광선 반대로, NIR 조명은 조직에 깊이 침투 등 혈색소, 지방질과 물 같은 내생 광자의 absorbers에 의해 현저하게 적은 감쇠하고, NIR 윈도우의 감소 autofluorescence에 의한 높은 목표 - 투 - 배경 비율을 수 있습니다. NIR &#39;창&#39;사이 영상은 크게 생체내 이미징에 대한 가능성을 향상시킬 수 있습니다. 2,5 염증성 시스테인 프로 테아제가 잘 activatable NIRF 프로브 10을 사용 공부하고, atherogenesis에서 중요한 역할을하고 있습니다. 세포외 기질의 분해를 통해 시스테인 프로 테아제의 진행과 죽상 경화증 8 합병증에 중요한 기여하고 있습니다. 특히, 시스테인 프로 테아제, 카텝신 B가 높은 표현과 실험 murine, 토끼, 인간 atheromata에 macrophages와 colocalizes. 또한 3,6,7가, plaques에 카텝신 B 활동이 이전에 한 설명을 활용하여 생체내에 느꼈습 수 있습니다 - D 여러 NIR의 fluorochromes (VM110/Prosense750, 예 / 그들 750/780nm, VisEn 의료, 워번, MA)와 derivatized 폴리 - 라이신 폴리머 백본으로 구성되어 있습니다 주사용 nanosensor 요원과 함께 intravascular 가까운 적외선 형광 기술 6 기본에 강한 분자내 담금질에 결과를. 10 다음은 NIRF 신호의 실질적인 확대의 결과로, 이러한 카텝신 B (상패의 macrophages와 colocalize로 알려져 있음), 별도의 fluorochromes로 시스테인 프로 테아제에 의해 효소 절단을 목표로. 활용 소설 2D intravascular NIRF의 카테터에 의해 NIR 형광 신호의 Intravascular 감지 지금은 염증 플라크의 카텝신 B 활동의 생체내 검출에 기하학적으로 정확한 고해상도 수 있습니다. 로 이전 1 - D spectroscopic 접근 방식에 반대하는 카테터 기반의 2D NIRF 이미지를 사용하여 죽상 경화증의 생체내 분자 이미징에서 6 소설과 혈관 염증을 감지하는 대식 세포 풍부한 플라크의 확대 테아제 활동을 활용하여 유망 도구입니다. 11,12가 다음과 같은 연구 프로토콜은 이미지에 intravascular 2 차원 NIRF의 카테터의 사용을 설명하고 상패 생물학의 주요 측면을 활용하여 플라크 구조를 특징. 그것은 혈관 조영술 및 intravascular 초음파 (IVUS)을 포함한 기존의 임상 이미징 기술과 통합 번역 플랫폼 염증성 atheromata 구별 독특하고 새로운 통합 multimodal 분자 이미징 기술을 제공하고, 인간 크기의 관상 동맥에 intravascular NIRF 신호의 검출을 허용 .

상패 생물학의 2 차원 분자 이미징을위한 intravascular 우리는 세부 새로운 가까운 적외선 형광 (NIRF) 카테터를<em&gt; 생체내에</em&gt;. NIRF의 카테터는 플라크 - 열렬한 activatable 및 대상 NIR의 fluorochromes의 존재에보고하여 같은 염증 같은 핵심 생물 학적 프로세스를 시각화 수 있습니다. 카테 테르는 임상 공학 및 전력 요구 사항을 이용하여 인간의 관상 동맥에있는 응용 프로그램에 대한 대상입니다. 다음과 같은 연구 연구 소설을 이용 multimodal 이미지 전략에 대해 설명합니다<em&gt; 생체내에</em&gt; intravascular NIRF 이미지로 카테터 및 proteolytically 적극적인 염증 토끼 atheromata에 염증 플라크를 계량.

염증성 플라크의 적외선 형광 (NIRF) Intravascular 분자 이미징, Multimodal 접근 가까운 생체내에서 죽상 경화증의 영상을

손상에 대한 혈관 반응은 혈관벽 내 대식세포의 축적으로 인해 유발되며, 이는 ...로 이어지는 정교하게 조율된 염증 반응입니다.

본 절차에서는 새로운 근적외선 형광 카테터(NIRF 카테터)를 사용하여 2차원 동맥 내 혈관 생물학을 영상화하고, 죽상경화증, 염증 및 혈관 신생을 포함한 생물학적 과정을 모니터링합니다. 먼저, 적절한 시점에 뉴질랜드 화이트 토끼의 대동맥 및 장골동맥에 죽상경화증 실험 모델을 생성합니다. 그 다음, 염증성 플라크를 표지하기 위해 NIRF Activat 나노센서를 주입합니다.24시간 후, 동시 등록된 동맥 조영술, 혈관 내 초음파, 그리고 인비보(in vivo) 및 엑스비보(ex vivo) 혈관 내 근적외선 형광 촬영을 수행합니다. 토끼의 대동맥과 장골동맥 영상을 획득합니다. 이후 대동맥과 장골동맥을 적출하여 엑스비보 형광 반사 영상 촬영과 염증성 플라크의 면역조직화학 분석을 실시합니다.최종 결과는 염증성 죽상경화성 플라크와 상관관계가 있는 정량 가능한 신호를 보여줍니다. 이 방법은 생체 내 실시간 염증 및 플라크 검출, 취약성 플라크의 핵심 마커, 또는 급성 심근경색의 전조 증상과 같이 분자 영상 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 함의는 죽상경화증 치료까지 확장되는데, 이는 생체 내 염증의 실시간 검출을 가능하게 하여 인체 내 염증을 감소시키는 표적 특이적 및 환자 특이적 치료로 이어질 수 있기 때문입니다.인간의 관상동맥 경화증 연구는 치명적인 급성 심근경색을 예방하는 핵심입니다. 이 방법은 관상동맥 경화증에 대한 통찰을 제공할 뿐만 아니라, 말초혈관 질환의 원인이 되는 경동맥, 대동맥, 장골동맥 또는 대퇴동맥의 병변 특성을 분석하는 등 다른 계통의 질환에도 적용될 수 있습니다. 풍선 박리술을 통한 혈관 내피 제거 및 동맥경화 모델 구축 후, 동물은 4주 동안 1% 콜레스테롤 식이로 유지되며, 5주 차에는 0.3% 콜레스테롤 식이로 전환합니다.풍선 손상 후 8주가 지나고 영상 촬영 24시간 전에, 주입 가능한 나노센서 pro sense 750 VM 110을 사용하여 활성 염증성 플라크를 표지하기 위해 토끼의 귀 정맥을 통해 정맥 주사합니다. 24시간이 경과한 후, 수술 부위를 제모하고 10% 포비돈 요오드로 철저히 소독하여 동물을 수술 준비 상태로 만듭니다. 이후 동물을 마취하고 우측 총경동맥을 통해 동맥 접근로를 확보합니다. 조직 영상을 용이하게 촬영하기 위해 동맥 내로 헤파린을 투여하고 기저 혈관 조영술을 시행합니다.IVUS 카테터를 임상용 관상동맥 0.014 inch 가이드 와이어에 장착하고 투시 유도 하에 시스 내로 삽입합니다. 와이어의 방사선 불투과성 팁을 우측 장골동맥의 원위부에 위치시킵니다. AOR 장골 분지점부터 신동맥까지 걸쳐 100 millimeter 풀백을 시작하고 영상을 기록합니다.혈관의 종단면 재구성을 통해 루멘 내 플라크를 확인합니다. 이후 대동맥의 전체 길이를 포함하도록 100 밀리미터의 풀백(pullback)을 수행합니다. MATLAB 프로그래밍 소프트웨어를 사용하여 2차원 축상 이미지 시리즈로부터 종단면 재구성 영상을 생성합니다.NIRF 카테터를 와이어에 장착합니다. 카테터를 시스(sheath) 내로 조심스럽게 삽입하고, 자동 NIRF 카테터 풀백을 여러 번 수행하는 동안 이미징 헤드를 좌측 장골동맥 원위부에 위치시킵니다. 죽상경화증 구역 내의 형광 신호를 확인합니다.이 이미지들을 기록한 후, 획득한 신호 범위에 따라 적절한 스케일링과 윈도잉을 적용하여 MATLAB 소프트웨어를 통해 추가 처리합니다. 그 후 동물을 안락사시키고 대동맥-장골 조직을 ex-vivo로 분리합니다. 죽상경화증이 발생한 대동맥과 장골동맥을 확인하고 주변 조직으로부터 박리하여 적출합니다.또한, 간, 신장, 비장 및 심장의 2 x 2 cm 크기의 작은 조각들을 추가로 채취합니다. 분리 후, 하대정맥에서 혈액이 모두 제거되어 맑아질 때까지 동맥계를 생리식염수로 관류합니다. Exvivo NIRF가 완료되면, 절제된 AOR 장골 조직을 10~20 cm³의 생리식염수에 넣고 형광 반사 이미징 또는 FRI 분석을 위해 운반합니다.실시간 길이에 가깝게 대동맥과 장골 혈관을 신장시킨 후, 다채널 필터가 장착된 상용 형광 반사 이미징 시스템을 사용하여 여러 파장에서 이미지를 획득하며, 각 파장마다 일련의 노출 시간을 설정하여 촬영합니다. 획득한 이미지는 양성 및 음성 대조군으로 추가 분석하기 위해 DICOM 파일로 내보냅니다. 간, 비장, 신장 및 심장과 같은 특정 장기들도 유사한 채널과 노출 시간에서 이미징합니다.근적외선 채널에서 형광 신호가 증가한 모든 영역을 죽상동맥경화 동맥에서 확인합니다. 신호의 증가는 플라그가 증가한 영역, cathepsin B 신호 및 플라그 대식세포와 상관관계가 있으며, 이는 고위험 취약성 플라그를 나타내는 염증 마커입니다. 좌측 장골동맥과 같은 손상되지 않은 정상 조직 영역과 플라그 영역을 식별하고, 5~10mm 크기의 작은 조직 링을 필요할 때까지 최적 절편 온도(OCT) 매질에 매립합니다.절편 제작을 위해 블록은 표준 절편 제작 및 면역조직화학 분석 기법을 사용하여 -80 °C에서 보관합니다. 헤마톡실린-에오신 염색과 RAM 11 염색을 수행합니다. 근적외선 영역에서 촬영된 NIRF 및 FRI의 영상 데이터를 처리하기 위해 DICOM 파일이 사용됩니다.750 nanometer 채널과 풀백(pullbacks)은 각각 MATLAB 및 OIC 소프트웨어를 사용하여 처리합니다. 신호 강도의 전체 범위를 표시하기 위해 적절한 윈도잉(windowing)을 수행합니다. 최종 이미지는 TIFF 파일로 내보냅니다.파일을 표준 이미지 분석 프로그램으로 가져옵니다. 척추, 장골 분지 및 신동맥과 같은 기준점을 바탕으로 소프트웨어와 이미지를 정렬합니다. 혈관 조영술 이미지에서 정상 혈관 부위와 플라그 부위를 식별합니다.적절한 추적을 안내하기 위해 정상 조직과 플라크 영역에 대해 관심 영역(ROI)을 수동으로 지정합니다. 혈관의 종단면 IVUS 영상을 사용하여 정상 혈관과 플라크를 쉽게 식별할 수 있습니다. FRI 및 NIRF 영상 모두에 대해 각각 MATLAB과 oix를 사용하여 평균 신호 강도를 획득합니다.마지막으로, 플라크 구역에 대해 표적 배경 또는 TBR 비율을 계산합니다. TBR을 계산하려면 플라크 영역의 평균 ROI 신호를 배경 노이즈의 ROI 신호로 나눕니다. 위의 프로토콜을 완료하면, 활성 나노센서를 주입하여 대동맥 및 장골 혈관 내 염증성 플라크에서 카세인 또는 염증 분자 프로테아제 활성이 증가한 영역을 식별하고 특성화할 수 있습니다.pro sense VM 110을 사용하면 단백질 분해 활성 플라크를 식별할 수 있습니다. 이는 근적외선 채널에서 FRI를 사용하여 이미징했을 때 밝거나 신호 강도가 높은 구역으로 나타납니다. NIRF 풀백은 FRI에 의한 신호 강도 증가와 상관관계가 있으며 IVUS와 정렬되어, FRI 및 NIRF로 계산된 플라크 tbr의 NIRF 신호에 대한 해부학적 등록을 가능하게 합니다. 밝은 플라크에 대한 유사한 면역조직화학 분석을 통해 플라크 영역에서 RAM 11 활성이 강하게 나타남이 확인됩니다. 숙련된 경우, 이 기술을 적절하게 수행하면 약 2~4시간 정도 소요됩니다.이 절차를 수행할 때는 윈도잉 및 이미징 데이터의 일관성을 유지하고 혈관 조영술과 적절하게 정렬하는 것에 주의하는 것이 중요합니다. 혈관 내 초음파와 FRI는 개발 후 데이터의 정확한 해석에 결정적인 역할을 합니다. 이 기술은 분자 이미징 분야의 연구자들이 인간화된 관상동맥 혈관에서 죽상동맥경화증을 탐구할 수 있는 길을 열어주었습니다.이 영상을 시청한 후, 여러분은 단백질 분해 활성이 있는 염증성 급속 죽상종의 염증성 플라크를 영상화하고 정량화하기 위해 이 새로운 생체 내 혈관 내 신경 카테터를 활용하는 다중 모드 영상 전략의 사용법을 충분히 이해하게 될 것입니다. 수술 기구 및 혈액과 같은 체액을 다루는 작업은 위험할 수 있으므로, 이 절차를 수행하는 동안 세심한 수술 기법과 장갑 및 마스크와 같은 개인 안전 보호구 착용 등의 예방 조치를 항상 취해야 한다는 점을 잊지 마십시오.

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Research

연구

JoVE Journal

Medicine

의학

비 invasively 죽상 경화증을 식별하고, 여기서 우리가 FDG-PET/CT가 atherosclerotic 플라크 활동 및 혈관 염증을 감지하고 계량하는 데 사용할 수있는 방법을 설명하는 훌륭한 필요가있다.

Atherosclerotic 플라크 현황 및 혈관 염증의 부량 사용하여 [을 18-F] Fluorodeoxyglucose 양전자 방출 Tomography / 계산된 Tomography (FDG-PET/CT)

출처: Kim, DE, et al. 대뇌 혈전색전증을 직접 시각화하기 위한 근적외선 형광 이미징과 마이크로 컴퓨터 단층 촬영을 결합했습니다. J. Vis. 경험. (2016년)이 비디오는 피브린 특이적 프로브로 표지된 절제된 뇌 조직의 혈전을 시각화하기 위한 근적외선 형광(NIRF) 이미징을 보여줍니다. 근적외선은 프로브를 자극하여 혈전에 형광을 발하게 하여 주요 대뇌 동맥과 작은 피질 혈관에서 고대비 혈전 시각화를 가능하게 합니다.

근적외선 형광 이미징을 이용한 마우스 뇌혈전의 시각화

여기 혈관 염증 및 라이브 쥐 혈전 형성되는 동안 활성화 내피에 heterotypic 혈소판 호중구 상호 작용을 시각화하는 형광 intravital 현미경의 실험 기술을보고합니다. 이 현미경 기술은 혈관 질환의 분자 메커니즘을 연구 할 수 있고 pathophysiological 조건에 따라 pharmacologic 요원을 테스트 할 가치가 있습니다.

라이브 마우스의 혈관 염증과 혈전 형성하는 동안 활성화 내피에 Heterotypic 혈소판 - 호중구 상호 작용의 실시간 영상

우리는 멀티 앵글 회전 광학 영상 사포 신의 C (SAPC) dioleoylphosphatidylserine (DOPS) nanovesicles에 의해 전달 형광 마커의 생체 정량 (MAROI) 시스템을 설명합니다. 암 및 관절염 마우스 모델을 이용한 제외한 MAROI 신호 곡선 분석은 정확한 매핑 및 질병 프로세스의 생물학적 특성 규명을 위해 사용될 수 있는지 보여준다.

형광 SAPC-DOPS Nanovesicles을 사용하여 뇌 종양 및 관절염의 생체 광학 이미징

마이크로 웨이브 기술은 동맥 경화 플라크 특성에 대한 산화철 나노 입자의 매우 빠른 합성을 할 수 있습니다. 나노 입자의 외부면에 aminobisphosphonate의 사용은 죽상 영역에서 고속 퇴적을 제공한다.

동맥 경화의 빠른 검색을위한 산화철 나노 입자의 전자 레인지 중심의 합성

혈관 석회화는 인간의 심혈관 질환을 예측하는 중요한 인자이자 기여자입니다. 이 프로토콜은 근적외선 형광 이미징을 사용하여 배양된 1차 혈관 평활근 세포의 석회화를 유도하고 동물 대동맥의 석회화 및 대식세포 부담을 정량화하는 방법을 설명합니다.

대동맥 석회화와 염증의 혈관 평활근 세포 및 이미지의 석회화

이 프로토콜은 대뇌 thromboemboli을 시각화 결합 된 근적외선 형광 (NIRF) 이미징 및 마이크로 컴퓨터 단층 촬영 (microCT)의 응용 프로그램을 설명합니다. 이 기술은 혈전 부담과 진화의 정량화 할 수 있습니다. microCT 기술은 금 나노 입자를 사용하여 살아있는 동물 내부 혈전 가시화하면서 NIRF 이미징 기술은 형광 절제 뇌 혈전 표지 가시화.

직접 대뇌 Thromboemboli 시각화를위한 결합 된 근적외선 형광 이미징 및 마이크로 계산 된 단층 촬영

본 프로토콜은 NIR-II 광학 이미징 장치를 사용한 마우스의 상세한 실시간 NIR-II 형광 이미징 동작을 설명합니다.

혈관 및 종양 이미징을 위한 밝은 NIR-II 형광 프로브

여기에서는 쥐 심혈관계의 생체 역학 및 생체 분자 변화를 평가하기 위해 생체 내 4차원 초음파 이미징 및 생체 외 질량 분석 이미징을 사용하는 프로토콜에 대해 설명합니다. 이 기술은 수술로 유도된 심근경색의 심장 리모델링과 노화 동물의 혈관 변화를 분석하는 데 적용됩니다.

쥐 심혈관 리모델링에 대한 다중 모드 연구: 4차원 초음파 및 질량 분석 이미징

여기에서는 쥐 대동맥을 3차원(3D)으로 이미지화하기 위해 최적화된 조직 제거 프로토콜을 제시합니다. 우리는 면역 염색, 광학 제거 및 이미징에 대한 최첨단 절차를 설명하며, 죽상 경화성 플라크가 있는 말초 신경계의 해부학적 근접성과 죽상 경화증의 외막을 정의하기 위해 설명합니다.

죽상동맥경화증에서 대동맥 조직의 3차원 이미징

배우세요 혈관 내 NIRF 카테터를 이용한 죽상경화증 염증 플라크의 실시간 분자 영상 기법을 토끼 모델에서 검증하는 다중 영상 접근법입니다. 이 방법은 심혈관 질환의 정밀 진단과 치료에 활용됩니다.

염증성 플라크의 적외선 형광 (NIRF) Intravascular 분자 이미징, Multimodal 접근 가까운 생체내에서 죽상 경화증의 영상을

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