2013년 3월 20일
MRI를 사용하여 세포 추적 지난 몇 년 동안 괄목할만한 주목을 받고있다. 이 프로토콜은 불소와 수지상 세포의 라벨 설명 ( 19 F)이 풍부한 이들 세포의 생체 내 응용 프로그램에서 입자와 함께 배수 림프절에 그들의 마이 그 레이션의 정도를 모니터링 19 F / 1 H MRI와 19 F MRS.
다음 실험의 전반적인 목표는 기존의 양성자 MRI와 함께 비침습적 불소 자기 공명 영상 또는 MRI를 사용하여 수지상 세포가 배출 림프절로 이동하는 것을 시각화하는 것입니다. 이는 먼저 쥐 골수 유래 수지상 세포를 준비하고 완전히 분화된 세포를 불소가 풍부한 입자로 라벨링함으로써 달성됩니다. 두 번째 단계에서는 불소 표지 세포를 생쥐의 뒷다리로 피내 투여하여 투여된 세포의 효율적인 전이동을 보장합니다.
다음으로, 불소, 양성자 MRI로 관심 영역을 이미지화하여 수지상 세포가 피부에서 배출 림프절로 이동하는 것을 모니터링합니다. 궁극적으로, 적용 영역에서 배출 림프절로의 수지상 세포 이동은 불소 MRI로 시각화할 수 있습니다. 산화철 나노 입자를 필요로 하는 것과 같은 다른 세포 추적 기술에 비해 이 방법의 주요 장점은 탄소 결합 바닥이 모든 살아있는 유기체에 거의 없다는 것입니다.
이를 통해 완전한 배경 없는 이미지와 불소 표지 세포를 in vivo에 적용한 후 완전한 세포 선택성을 얻을 수 있습니다. 이 방법은 생체 내에서 수지상 세포의 이동에서 분자 후보 물질의 영향과 같은 면역학 분야의 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 방법을 시연하는 것은 기술자인 Yulia Kovski와 제 실험실의 선임 과학자인 Helma VIIs가 골수 수지상 세포 배양 10일째
에 진행하고 있습니다.24시간 동안 LPS로 수지상 세포를 활성화합니다. 이 기간 동안 Fluoro 15 crown 5 에테르 입자당 1밀리몰의 불소가 풍부한 수지상 세포에 라벨을 부착하고, 수지상 세포가 성공적으로 라벨링되었는지 확인하고 유세포 분석을 사용하여 세포의 물리적 화학적 특성을 확인합니다. 불소 표지된 세포는 여기에서 전방 및 측면 산점도에서 빨간색 이벤트로 표시되고 레이블이 지정되지 않은 세포는 파란색 이벤트로 표시됩니다.
다음 위치로, C 57 black six 마우스를 홀더에 넣은 다음 0.5ml 투베르쿨린 주사기와 26 및 2/2 게이지 바늘에 50-100 마이크로 리터 용량의 형광 표지 수지상 세포를 로드합니다. 이제 바늘을 동물의 각 뒷다리에 있는 피부의 상층부에 조심스럽게 삽입하여 세포를 주입합니다. 마우스 마취 후 동물을 작은 동물 MR 스캐너의 마우스 침대에 엎드린 자세를 취합니다.
이미징 홀더에 동물을 고정하고 모니터링 시스템에 연결한 후 홀더를 양성자 불소 RF 코일의 중앙으로 이동하여 동물과 스캐너의 올바른 위치를 확인합니다. 그리고 나중에 이미지 슬라이스 기하학을 계획합니다. MR 스캐너 소프트웨어에서 빠른 해상도와 저해상도 이미지 획득 방법을 사용하여 세 가지 표준 방향에서 스카우트 이미지를 획득합니다.
RF 코일을 양성자 공진 주파수와 불소 공진 주파수로 조정합니다. 동물 MR 스캐너의 튜닝 모니터를 사용하여 코일의 특성 임피던스를 50옴으로 일치시킵니다. 다음으로, 자기장 시스템 주파수 조정의 균질성을 미세 조정하기 위해 shimming을 포함하여 필요한 자동 시스템 설정을 지정하여 양성자 및 참조 이득에 대한 MR 시스템의 특정 LA 주파수로 RF를 조정합니다.
RF 진폭을 조정하려면 TR 1500밀리초 및 TE 53밀리초, 400 x 200 x 200 매트릭스 및 희귀 인자 16을 사용하여 양성자 스캔을 위한 터보 희귀 3D 프로토콜을 설정합니다. 스카우트 이미지의 도움으로 시야를 조정합니다. 그런 다음 스캔을 시작합니다.
TR이 1000밀리초 이상인 단일 펄스 FID 시퀀스를 불러온 다음, 편집 스캔을 열고 툴박스의 edit method에서 핵을 불소로 설정합니다. go 설정을 사용하여 자동 레퍼런스 게인을 선택 해제합니다. MR 신호를 실시간으로 표시하기 위해 데이터를 기록하지 않고 측정을 시작합니다.
기본 주파수를 조정하여 획득 창에서 불소 스펙트럼 피크를 0 헤르츠의 중심에 둡니다. 그런 다음 기본 주파수를 선택하고 적용하고 지금 중지를 누릅니다. 이전 양성자 스캔에서 터보 희귀 3D 프로토콜을 복제합니다.
edit method로 이동한 다음 edit scan에 표시된 대로 automatic reference gain을 선택 취소합니다. 불소 핵을 설정한 다음 매트릭스를 1 28 x 64 x 64로 변경하고 희귀 인자를 40 이상으로 변경합니다. 스캔이 완료되면 MR 스캐너에서 마우스 홀더를 집어넣고 보기 메뉴를 사용하여 불소 이미지를 양성자 이미지에 오버레이합니다.
마우스를 희생한 후 관심 있는 포팔 림프절을 제거하고 100마이크로리터의 2%PFA가 들어 있는 5mm NMR 튜브에 넣습니다. 다음으로, 튜브를 불소 분광 코일 내부에 놓고 코일을 자석의 ISO 중심으로 이동합니다. RF 코일을 불소 공진 주파수로 조정한 다음 동물 MR 스캐너의 튜닝 모니터에서 코일의 특성 임피던스를 시밍 도구 상자 내의 50옴으로 일치시킵니다.
모든 shim 매개 변수를 0으로 설정하고 적용을 누릅니다. 그런 다음 TR이 1000밀리초 이상인 단일 펄스 FID 시퀀스를 로드합니다. 스캔 편집을 열고 핵을 불소로 설정합니다.
이제 go setup을 사용하여 시퀀스를 시작하고, 불소 스펙트럼 피크가 0 헤르츠에서 수집 창의 중심에 있도록 기본 주파수를 조정하고, 기본 주파수를 적용합니다. 그런 다음 펄스 감쇠기를 다시 조정하여 신호가 90도 여기(excitation)에 도달하도록 최대화합니다. 신호가 최대가 되면 중지를 누릅니다.
마지막으로 edit method에서 신호에 따라 평균을 64에서 256 사이로 설정한 다음 go pipeline을 사용합니다. 피내 적용 후 18-21시간 후에 획득을 시작합니다. 불소 표지된 수지상 세포는 배출되는 포팔 림프절로 이동합니다.
림프관을 통해 배출되는 공공 림프절로 수지상 세포가 이동하는 것은 양성자 해부학적 이미지를 불소 수지상 세포와 오버레이하여 평가할 수 있습니다. 이미지, 수지상 세포는 불소 MR로 표시됩니다. 신호는 빨간색으로 표시되고, 림프절과 림프관은 양성자 해부학적 MR 이미지에서 그레이 스케일로 표시됩니다. 배수 림프절로의 수지상 세포 이동 정도를 정량화하기 위해, 림프절을 추출하고 불소 MRS를 수행하며, 각 림프절에서 얻은 불소 신호를 이 보정 곡선에 의해 예시된 바와 같이 플루오로 15 크라운 5 에테르 입자로 표지된 다른 수의 수지상 세포에서 얻은 불소 신호와 비교할 때 다음과 같이 수행합니다. 배출 림프절에 도달하는 불소 표지 수지상 세포의 수는 이 대표적인 실험을 위해 추론할 수 있습니다.
항원이 적재되지 않은 4번째 수지상 세포의 7.5배가 좌측 림프절에 도달한 반면, 항원이 적재된 5번째 수지상 세포의 3.6배인 10배가 우측 림프절에 도달하는 것으로 추정할 수 있습니다. 이 문제는 정상적인 조건에서 면역 세포 이동의 분자 메커니즘에 대한 통찰력을 제공할 수 있지만 자가면역 질환과 같은 동물 모델에도 사용할 수 있습니다. 또한, 이 기술의 함의는 암 치료 분야로 확장됩니다.
식별된 모든 분자 표적은 종양 치료를 위해 수지상 세포를 조작하는 데 사용할 수 있습니다.
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본 프로토콜은 양성자 MRI와 결합된 비침습적 불소 MRI를 사용하여 수지상 세포의 이동을 추적하는 방법을 설명합니다. 이 과정은 마우스의 골수 유래 수지상 세포를 불소 함량이 높은 입자로 표지하고, 이들이 배출 림프절로 이동하는 과정을 모니터링하는 단계를 포함합니다.
불소 MRI를 이용한 면역 세포 이동의 비침습적 추적은 생체 내 수지상 세포의 이동을 평가할 수 있는 배경 잡음 없는 정량적 방법을 제공합니다. 이러한 기능은 분자 후보 물질에 대한 세포 반응을 직접 시각화함으로써 면역 요법 개발 과정에서 기전적 위험 요소를 제거하는 것을 지원합니다. 이 기술은 약리학적 중재와 질병 관련 시스템 내의 기능적 면역 결과 간의 연관성을 입증함으로써 표적 검증에 대한 예측 신뢰도를 높여줍니다.
이 방법은 수지상 세포 이동에 대한 정량적이고 비침습적인 판독값을 제공함으로써 발견 생물학 워크플로우에 통합되어, 리드 물질 식별 및 전임상 진행 결정을 지원합니다.