Name: 견갑골 갈색 지방 조직의 Cerenkov 발광 이미징 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-10-07T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 28 s
Description: 배우세요 체렌코프 발광 이미징을 이용하여 생쥐의 견갑골 갈색 지방 조직을 시각화하는 방법을. F-18 FDG 방사성 추적자와 스펙트럼 언믹싱, 3D 단층 촬영 기술을 활용하여 대사 활성을 모니터링하고 PET 시설 없이도 비용 효율적인 생체 내 영상 분석이 가능합니다.

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저자는 이 출판물을 지원해 준 Perkin Elmer Company에 감사드립니다. 또한 이 원고를 교정해 주신 Alana Ross, B.S.에게도 감사드립니다.

참고 : 모든 동물 연구 승인 기관 프로토콜 및 동물 관리 지침에 따라 수행되어야한다. 18 F-FDG와 생체 CLI 이미징 BAT에서 1 1.1 배경 이미지 : <ol><li> 18 F-FDG 주입하기 전에 마취를 유도하기 위해 5 분 동안 산소와 이소 플루 란 균형과 연결되어 유도 챔버에서 네 누드 마우스를 놓습니다. 그런 촬상 장치로 생쥐를 마취 사를 배치했다. </li><li> 오픈 필터, F = 1, 빈 = 8, FOV = D 및 노출 시간 = 120 초, 단계 온도 = 37 ° C : 배경 다음 매개 변수를 사용하여 이미지를 획득. </li></ol> 1.2 18 F-FGD와 BAT 영상 : <ol><li> 정맥 꼬리 정맥에 PBS에서 18 F-FDG의 280 μCi와 마취 쥐를 주입한다. 주입 후, 음식과 물이 장착 된 케이지에 마우스를 반환합니다. 참고 : neces입니다세리 정맥 BAT 주변 괜찮은 대비를 달성하기 위해 18 F-FDG를 주사합니다. 복강 내 주사를 사용하는 경우에만 매우 약한 콘트라스트 18 F-FDG의 동일한 양으로 볼 수있다. </li><li> 30, 60에서 CLI 이미지를 획득하고, 배경 영상 (스텝 1.1.2)과 같은 매개 변수를 사용하여 18 F-FDG 주입 후 120 분. 각 영상 세션의 경우, 마취 reinduction 5 분을 할 수 있습니다. </li><li> 신호대 잡음비 (S / N)에 신호를 정량화하기 위해, BAT (참조 영역)에 인접한 두 개의 동일한 크기의 타원형 견갑골 BAT 위에 ROI들 및 영역을 그리 이미징 소프트웨어 인터페이스를 사용하여 (도 1B). </li></ol> CLI 자료 1.3 유효성 검사 : <ol><li> 네 쥐를 마취와 정맥 18 F-FDG의 280 μCi와 마우스를 주입. </li><li> 펜 토바 비탈 나트륨 주입 (200 ㎎ / ㎏, IP)에 의해 18 F-FDG의 주입 후 생쥐 60 분을 희생. 조심스럽게 스키를 제거견갑골 영역에서 명. 이미지 파라미터와 같은 마우스의 모든 (1.1.2) 위로서, 동시에 (도 2a). </li><li> 조심스럽게 견갑골 흰색 지방 조직 (WAT)와 BAT, 다음 이미지 동일한 매개 변수 (그림 2b)와 해부 쥐를 제거합니다. </li><li> R (BAT) = (CLI -CLI b) 항 (BAT) / (CLI -CLI b) 항 (BAT-제거), 투자 수익 (ROI)을 : CLI 이미지에서 다음 방정식이의 ROI를 사용하여 BAT에서 기여도를 계산 이 견갑골 영역이며 ROI B는 기준 영역 (도 2b)에 대한 것이다. </li></ol> 2 BAT 이미징 응용 프로그램 2.1 NE와 활성화를 모니터링 <ol><li> 두 그룹 (N = 4 개)로 누드 마우스를 나눈다. </li><li> 복강 노르 에피네프린 (NE) (50 μL, 10mM을) 하나의 그룹을 주입한다. 비 - 활성 contro로서 두 번째 그룹을 사용리터. 30 분 후, 5 분 동안 이소 플루 란과 함께 두 그룹을 마취 한 후 정맥 18 F-FDG (220 μCi) 각 마우스를 주입. 참고 : 18 F-FDG 주입 극적으로 쥐를 교반하지 않도록하기 전에 NE의 복강 내 주사는 30 분을해야한다. </li><li> 콘텐츠 상기 프로토콜과 동일한 파라미터를 이용하여 F-18 FDG 주입 후 쥐에서 60 분. </li></ol> 콜드 노출에서 2.2 모니터링 활성화 <ol><li> 직장 온도계와 냉장실에 생쥐의 체온을 측정한다. 온도는 약 30 ° C이어야한다. </li><li> 콘텐츠 상기 프로토콜과 동일한 촬상 파라미터를 이용하여 F-18 FDG 주입 후 쥐에서 60 분. 같은과 컨트롤 등의 실내 온도 (25 ° C)로 유지되는 마우스, 및 이미지를 사용합니다. </li><li> 감기에 노출 연구를 위해 18 F-FDG 주입하기 전에 4 시간 동안 차가운 방 (4 ° C)에 마우스를 놓고 m를 반환각 영상 세션 후 차가운 방에 마취에서 회복 후 얼음. </li><li> 위와 같이 매개 변수를 설정합니다. </li></ol> BAT에서 긴 마취의 2.3 모니터링 비활성화 <ol><li> 긴 마취의 경우 (60-70 분), 케타민 / 자일 라진 (xylazine) 복강 마우스를 주입하고 60에 마취를 유지 - 실온에서 70 분. </li><li> 쥐가 마취 후에 정맥 꼬리 정맥을 통해 18 F-FDG (220 μCi)를 주입. </li><li> 콘텐츠 상기 프로토콜과 동일한 매개 변수를 사용하여 18-F FDG 주입 후 쥐에서 60 분. </li></ol> 3 스펙트럼 Unmixing 및 멀티 스펙트럼 Cerenkov 발광 단층 촬영 연구 <ol><li> 5 분 동안 마우스를 마취 한 다음 정맥 300 μCi 18 F-FDG를 주입. F = 1, 빈 = 16, 인수 : 18 F-FDG의 다음 매개 변수를 사용하여 동물의 등쪽에서 주사 후 다중 분광 영상 60 분을 취득필터, 방출 필터 = 580, 600, 620, 640, 660 및 680 nm의 당 시간 = 300 초. </li><li> 이미징 4.3.1 소프트웨어를 생활로 스펙트럼 unmixing을 실시하고 두 개의 구성 요소 (BAT와 불특정 신호) 및 자동 unmixing (그림 4)를 선택합니다. </li><li> 쿠오 외. 28,43 의해보고 된 방법에 따라 3 차원 재구성을 실시한다. 구조 광 이미징 (3D 이미지 coregistration에 사용되는 것), 확산 광 전파 모델로 Cerenkov 발광 스펙트럼을 통합 NNLS에서 잔차 최적화 (음이 아닌 최소 제곱)를 노프의 정규화를 적용하고 표면에 단층을 생성 (도 5 ). 주 : 멀티 스펙트럼 CLI 스펙트럼 unmixing 및 단층의 경우, 다른 필터와 적어도 5 이미지가 필요하다. </li></ol>

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BAT에 관한 연구는 수십 년 동안 진행되고있다. 이전에는 인간 성인 1시 유의 생리 학적 관련성이없는 것으로 간주되었다. 그러나, 18 F-FDG와 최근의 대규모 임상 PET 영상 및 기타 조사는 확인했다 BAT는 여전히 가슴 위쪽, 목, 성인 2,3의 다른 위치에 존재한다. 최근 연구는 비만 강하게 BAT 2,6 당뇨병에 중요한 역할을한다고 제안 하였다. 다른 연구는 BAT가 12 노화의 과정과 그 활동이 운동 10,44을 통해 향상 될 수 있다는 중요한 역할을한다는 것을 나타냅니다. 두 임상 인간의 연구와 임상 연구, 18 F-FDG와 PET 영상은 BAT 공부를 가장 많이 사용되는 방법입니다. 그러나, 전임상 동물 연구를 위해, PET는 일반적으로 훨씬 더 비싼 광학 영상보다. 이 프로토콜에서는, 우리는 입증 CL18 F-FDG와 나는 작은 동물의 광학적 이미징 BAT 적용 할 수 있습니다. 기타 광학 이미징 기술, 조직 관통 제한과 깊은 목표 감도가 낮은처럼 CLI 25,32의 내재적 한계입니다. 그럼에도 불구하고, 최근 스피넬 등. 괜찮은 CLI 신호가 32 P 28,43와 10mm 조직 깊이 관찰 될 수 있다는 것을 증명하고 Thorek 등. 16mm의 보급률이 18 F-FDG 주입 39, 40 후 환자의 림프절를 얻어 낼 수 있다는 것을 보여 주었다. PET 이미징에 비해, CLI는 비교적 저가 촬상 시스템으로 수행 될 수있다. 최근 Thorek 등은. 환자 39의 노드에서 (2Ci에 대해) 축적 된 18 F-FDG의 낮은 금액은 0.01 CI 90Y이었다에서 40. 시험관 테스트가 CLI 신호를 표시하는 상당히 높은 감도가 CLI 달성 할 수있는 입증 솔루션 25,32,33에서 검출 </s&gt;입니다. 또한, CLI는 또한 높은 공간 해상도 및 높은 처리량 스크리닝 용량 가능성이있다. 또한, CLI는 쉽게 배우고 사용할 수 있습니다. 실험 과정에서, 우리는 F-18 FDG와 BAT의 CLI 콘트라스트가 높은 주입 방법에 관한 발견된다. 18 F-FDG의 동일한 양의 복강 내 주사는 BAT 영역에서의 대비를 보였다 18 F-FDG의 정맥 주사, 견갑골 BAT 우수한 콘트라스트를 제공 할 수 있습니다. 스펙트럼 unmixing, 두 세트의 신호를 분리하기 매우 실용적인 기법은, 형광 이미징 널리 사용되어왔다. 그것은 잘 18 F-FDG의 섭취가 높은 대상으로 특정되지 않은 것으로 알려져, 여러 대상은 / 조직은 다른 빛의 감쇠 특성을 갖는다. 우리는 BAT의 CLI 스펙트럼의 피크가 약 640 ㎚이다 발견하고,이 데이터는 BAT의 실제 상황을 반영합니다. 이 홍보의 3 차원 복원이 다른 파장의 광 확산 특성에 기초하여 상업적으로 이용 가능한 광학 이미징 시스템으로 수행 될 수 있기 때문에 otocol 매우 동작 가능하다. 이 방식으로, 우리는 3 차원 재구성을위한 여러 각도보기 이미지를 필요로하는 전문 이미징 시스템의 사용을 피할 수있다. 스펙트럼 unmixing 및 3 차원 복원 모두의 경우, BAT의 각 이미지에서 600 광자 카운트의 큰 최소가 필요합니다. 이를 위해, 큰 비닝 (BIN = 16), 작은 F 스톱 (F = 1) 및 긴 획득 시간 (5 분)이 각각의 이미지에 대해 필요하다. 요약하면, 독특한 위치와 모양 BAT와 BAT의 18 F-FDG의 상당히 높은 흡수를 활용, 우리는 작은 동물의 BAT가 광학적으로 CLI 기술을 통해 18 F-FDG 이미지화 할 수있는 방법을 보여줍니다. 이 방법은 확실하게 영상 BAT 및 BAT 활성화를 모니터링하기 위해 사용될 수있다. 또한, 우리는 또한 스펙트럼 unmixing 및 3D RECO을 보여nstruction은 실행 가능한 아르와 3D 볼륨 정량화 미래 연구에 가능하다.

갈색 지방 조직 (BAT)는 포유류에서 열 생성을위한 특별한 조직이며, 그 주요 기능 중 하나는 가열로 한 화학 / 식품 많은 양의 에너지를 발산을 통해 몸 전체의 에너지 균형을 유지하는 것이다. BAT의 가장 독특한 특징은 조직 2-5 풍부 언 커플 링 단백질 -1 (UCP-1) 식, 풍부한 작은 오일 방울, 단일 세포에서 미토콘드리아의 다수 상당한 혈관 신생을 포함한다. 이러한 독특한 기능은 강력하게 신진 대사와 에너지 지출 조직의 중요한 역할과 연결합니다. BAT는 이전에 더 이상 존재와 성인 인간 일에서 유의 한 생리 기능을 소유하지 수 없습니다 생각되었다 그러나 최근 PET / CT 이미징 조사는 명확 BAT는 여전히 인간의 성인 2,3,6-9에 제공합니다 것을 증명하고있다. BAT 질량과 체질량 지수 사이의 역 상관 (BMI)는 여러 연구에서 확립 된 후 다시센트 연구는 실제 연습은 BAT의 질량을 증가시킬 수 있음을 나타냈다. 이러한 결과는 강력하게 BAT의 기능 장애 단단히 비만과 당뇨병 2,6,10,11의 병리와 연관성이 있음을 암시하고있다. 또한, 증거를 장착하는 BAT의 기능이 강하게 신경 퇴행성 질환과 암 3,7,12,13로 다양한 병리와 관련되어 있음을 나타냅니다. BAT 활성화, 열 발생을 증가시키는 공정은, 예컨대 노광 감기, 운동, 약물 치료 및 유전자 조작 1,14,15 같은 다양한 조건 하에서 달성 될 수있다. 콜드 노출과 노르 에피네프린 치료는 BAT를 활성화하기 위해 가장 많이 사용되는 방법입니다. 이러한 피부 thermoreceptors로 다양한 메커니즘에 의해 감지 될 수있는 감기, 교감 신경을 자극하고 BAT에 노르 에피네프린 (NE)의 릴리스로 연결됩니다. UCP는 해제 NE-1 정상 체온을 유지하기 위해 열 발생을 초기화 트리거한다. 이 컨디셔닝에서에, 글루코스 흡수는 또한 BAT 1,16,17에서 증가 된 대사 이상의 탄소 소스를 제공하기 위해 증가시킨다. 18F-FDG PET와 영상 레이블 포도당의 흡수가 인간의 연구 6 차가운 조건에서 증가를 확인했습니다. 광학 이미징의 관점에서, BAT는 이상적인 대상이다. 견갑골 BAT는 간, 심장 및 위장과 같은 큰 기관에서 멀리 자리 잡고 마우스에서 독특한 위치를 가지고 있습니다. 따라서 이러한 대형 기관에서 신호 간섭이 미미 (그림 1a)입니다. 한편, 견갑골 BAT의 얕은 위치 이상의 신호가 검출 카메라에 의해 포착 될 수있다. 또한 BAT는 특정 영역에서 광 신호를 한정 농축 질량 기관이다. 또한, BAT의 독특한 삼각형의 물리적 형태는 다른 조직 (그림 1a)와 구별하기가 쉽습니다. Cerenkov 발광 영상 (CLI), 새로 등장 몰이러한 18 F 및 매체 (131) I와 같은 핵종의 붕괴 - ecular 이미징 기술은 18-26, +로부터 생성 된 발광을 이용합니다. 대전 입자 (예와 같이 + -)는 매체 18-20으로 진행되는 동안 분자가 편광 및 편광 분자는 다시 평형 긴장 때 발광 / 광이 방출된다. 방출 된 발광은 Cerenkov 발광 (CL)라고합니다. CL의 독특한 분광 특성은 자외선 (UV)에 걸쳐 광범위하고 가시 스펙트럼 18-20 및 강도와 파장 (λ 2)의 사각형 사이의 역 상관을 포함한다. 방출되는 빛의 양 UV 및 가시 범위는 다양한 애플리케이션에 이용 될 수있다. 긴 파장에서 방출 된 광이 될 수 있지만 Cerenkov 발광의 UV 부는 갇힌 루시페린 (21)의 생체 photoactivation 위해 적용된생체 광학 영상 18,27-31에 사용됩니다. 작은 동물 실험을 위해, 광학 이미징 시스템으로 이미징 CLI 빠르고 PET보다 더 비용 효율적이다. 또한, CLI는 높은 처리량 갖춘 영상 시스템과 높은 처리량 스크리닝을 위해 적용될 수있다. 이 기술의 장점과 단점은 여러 25,32,33 논평에서 논의되어왔다. CLI의 3D 단층 촬영 집중적 여러 그룹 28,34-37에서 공부하고 있으며, 내시경 영상 및 수술 이미징을위한 CLI의 응용 프로그램이 성공적으로뿐만 아니라 30,38 마우스에서 입증되고있다. 또한, 스피넬과 Thorek는 외. CLI 촬상 또한 임상 응용 (39), (40)에 대한 잠재 성을 가지고, 따라서 기술, 인체에 적용 할 수 있음을 증명하고있다. 인간의 BAT의 재발견하는 과정에서 PET의 화상이 선명 것으로 나타났다18 F-FDG의 상당량은 특정 조건 하에서 2,3,6 BAT에 축적. 또한, 마우스와 PET 영상은 의심 할 여지없이 BAT가 18 F-FDG 41 42으로 강조 될 수 있음을 보여 주었다. 이 보고서에서, 우리는 F-18 FDG로부터 방출 Cerenkov 발광은 광학 영상 시스템을 이용하여 작은 동물에서 촬상 BAT에 이용 될 수 있는지 보여준다. 우리의 접근 방식은 작은 동물에 대한 BAT 영상의 빠르고, 저렴하고 편리한 방법을 제공합니다. 이 기술은 특히 PET 설비없이 실험실을 위해, 18 F-FDG PET와 촬상을위한 다른 방법으로 사용될 수있다.

<table><tbody><tr><td>광학 이미징 시스템</td><td>Perkin Elmer</td><td></td><td>IVIS Spectrum은 Cerenkov Luminescence에 매우 민감한 카메라가 장착된 광학 이미징 시스템입니다. 일부 기기 정보는 다음과 같습니다 : CCD 센서 : 뒷면 얇아짐, 뒷면 조명 CCD 크기 : 2.7 cm x 2.7 cm 픽셀 : 2048 x 2048 양자 효율 : 85 % 최소 검출 가능 광자 : 70 광자 / s / s<cm sup> 2 암전류 : < 100 electrons/s/cm 2 렌즈: f 0.95 50 mm CCD 냉각: 90도로 냉각.</td></tr><tr><td>18F-FDG</td><td>IBA 분자</td><td></td><td></td></tr><tr><td>노르에피네프린</td><td>시그마</td><td>N5785-250MG</td><td></td></tr><tr><td>케타민/자일라진</td><td>시그마</td><td>K113-10ML</td><td></td></tr></tbody></table>

견갑골 갈색 지방 조직의 cerenkov 발광 이미징

Cerenkov Luminescence Imaging of Interscapular Brown Adipose Tissue

갈색 지방 조직(BAT)은 "좋은 지방"으로 널리 알려져 있으며 포유류의 열 발생에 중추적인 역할을 합니다. 이 특별한 조직은 신진대사 및 에너지 소비와 밀접한 관련이 있으며, 이 조직의 기능 장애는 비만과 당뇨병의 중요한 원인 중 하나입니다. 이전의 믿음과 달리 최근의 PET/CT 영상 연구는 BAT 저장소가 여전히 인간 성인에게 존재한다는 것을 보여주었습니다. PET 이미징은 BAT가 특정 조건에서 18F-FDG의 흡수율이 상당히 높다는 것을 명확하게 보여줍니다. 이 비디오 보고서에서는 18F-FDG를 사용한 Cerenkov 발광 이미징(CLI)을 사용하여 작은 동물의 BAT를 광학적으로 이미지화할 수 있음을 보여줍니다. BAT 활성화는 노르에피네프린(NE)의 복강내 주사와 냉간 치료 후에 관찰되며, BAT의 우울증은 장시간 마취에 의해 유발됩니다. 다중 필터 Cerenkov 발광 이미징을 사용하여 스펙트럼 불혼화 및 3D 이미징 재구성을 시연합니다. 본 연구 결과는 18F-FDG를 사용한 CLI가 작은 동물의 BAT를 이미징하기 위한 실용적인 기술이며, 이 기술은 BAT 연구를 위한 저렴하고 빠른 대체 이미징 도구로 사용될 수 있음을 시사합니다.

도 1에서, 견갑골 BAT (도 1A)의 모든 시점 (30, 60, 120 분)에서 강조하고, BAT와 기준 영역 간의 콘트라스트를 쉽게 (도 1B)을 관찰 할 수있다. 특히, BAT 이미지의 윤곽은 밀접하게 삼각형 윤곽이의 외모를 반영합니다. BAT와 기준 영역 사이의 신호 비율은 2.37, 2.49 및 2.53 배에서 30, 60, 및 사출 (그림 1a) 후 120 분이었다. 단계별 해부 실험에서 견갑골 사이트에서의 신호의 85 %는 BAT (그림 2)에서 유래했다. 그러나, 여전히 아마 BAT 잔류 조직과 혈관과 근육을 포함하는 다른 인접 조직에서 유래 BAT의 상단 가장자리 근처에있는 일부 잔여 신호가 있었다. 이는 BAT 활성화를 통해 달성 될 수 있다고보고되었다노르 에피네프린 (NE) 치료와 추위에 노출 3,6. 첫째, 우리는 짧은 (5 분) 이소 플루 란 마취와 NE의 처리없이 마우스의 같은 그룹에 NE와 BAT의 활성화를 관찰했다. 데이터는 NE 처리 (그림 3a)없이보다 NE 처리 조건 (1.23 배)에서 유의하게 높은 CLI 신호를 보여 주었다. 인간 연구에서 PET 영상은 추위에 노출 피험자 실온 6에서보다 BAT에서 훨씬 높은 18 F-FDG의 섭취를 한 것으로 나타났다. 이 마우스 연구에서, 18 F-FDG 흡수에서 39 % 증가는 냉 노광 (도 3b)로 처리 된 동물의 BAT에서 관찰되었다. 마우스에서, BAT 활동이 다른 마취에 의해 영향을받을 수는 3,41을식이 요법. 예를 들면, BAT 18 F-FDG 흡수는 상당히 케타민 41 마취 한 시간 후에 감소 될 수있다. 18 F-FDG의 uptak 비교짧은 (이소 플루 란으로 5 분)과 긴 마취 요법 (케타민 / 자일 라진으로 70 분), 18 F-FDG의 BAT 흡수의 54 % 감소 하에서 생쥐의 동일 그룹의 예는 (케타민 / 자일 라진으로 마취 군에서 관찰되었다 도 3c). 그것은 잘 헴 - 함유 (예 미토콘드리아에서 혈액과 시토크롬 C 헤모글로빈 등) 단백질이 상당한 광 흡수 될 수 있다고 알려져 있으며, 이는 BAT 1 풍부한 혈관 CLI의 스펙트럼과 스펙트럼을 변경할 것으로 예상된다 BAT 영역에서 모양이 다른 지역과 다를 수 있습니다. 상상 컨대, 스펙트럼 unmixing 기술은 우리가이 CLI 스펙트럼을 분리 할 수​​ 있습니다. 도 4a에서, 특별한 영역은 밀접 순수한 매체의 18 F의 발광 스펙트럼에서 CLI 닮은 요소 # 1 (Unmix # 1) 및 대응하는 스펙트럼 (도 4d에 청색 라인)의 비 혼합 이미지에서 강조되지 않았다 intensiTY는 역 파장 18, 20의 제곱과 상관된다. 이 데이터는 Unmix # 1은 매우 얕은 깊이에서 아마 불특정 CLI 신호, 피부 등의 18 F-FDG 축적을 표현하는 것이 좋습니다. 혼합되지 않은 # 2 스펙트럼 (빨간색 선)의 피크는 신호가 BAT 출신 제안, 약 640 nm였다. 그것은 긴 파장에서 방출되는 빛의 더 나은 조직 침투를 나타내는 피크 (그림 4의 빨간색 선)에 도달하면 흥미롭게도, CLI보다 짧은 640 나노 미터의 강도의 상당한 감쇠는 반대로 강도의 더 극적인 감소는 관찰되지 않았다. 멀티 스펙트럼 Cerenkov 발광 단층 촬영 (msCLT)의 3D 재구성을 위해 사용되었다. msCLT 이전 쿠오 외. 28,43에서보고되었으며, 협 대역 통과 필터 (&gt; 5 필터)의 개수로 획득 된 2 차원 평면 이미지들의 세트로부터 구성된다. 복원 된 3D 이미지 coregist 아르구조 광으로부터 생성되는 표면과 겹 단층 및 이미지 CLI 신호의 실질적인 부분이 견갑골 BAT (도 5)에서 시작된 것으로 나타났다. 놀랍게도, 관상 이미지 (그림 5a)는 명확 밀접하게 그림 5E에 표시된 BAT의 삼각형 형상을 닮은 BAT의 두 엽 (叶)을 설명합니다. <img alt="그림 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51790/51790fig1highres.jpg" width="500"> 그림 1 : 마우스의 견갑골 BAT (파란색 화살표)의 (a)는 삼각형 형상; (왼쪽) BAT 흰색 지방 조직으로 덮여 있으며, (오른쪽) BAT가 노출된다. (나) CLI (30)에서 마우스의 이미지와 18 F-FDG (280 μCi) 정맥 주사 후 60 분. 화상이 선명 BAT의 형상을 설명합니다. (c) INTE CLI에서 신호의 정량 분석rscapular BAT 영역과 기준 영역. 참조 42에서 다시 인쇄. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51790/51790fig1highres.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림이" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51790/51790fig2highres.jpg" width="500"> 그림 2 : () (왼쪽)과 후 (오른쪽) BAT 제거하기 전에 마우스의 대표 이미지. (b)의 정량&gt; 85 % CLI는 BAT에서 유래 함을 나타냅니다. 참조 42에서 다시 인쇄. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51790/51790fig2highres.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51790/51790fig3highres.jpg" width="500"> 그림 3 :(가)와 (왼쪽)과 짧은 이소 플루 란 마취 (오른쪽) NE 자극없이 마우스 BAT의 대표 CLI 이미지. (b) (각각의 그룹에 대해 N = 4) (a)의 두 그룹의 CLI 신호의 정량 분석. (C)와 (왼쪽)과 짧은 이소 플루 란 마취 (오른쪽) 냉 자극없이 마우스 BAT의 대표 CLI 이미지. (D) (E)에 도시 된 두 그룹에서 CLI 신호의 정량 분석 (N = 3 - 각 그룹 4). (E) 대표 CLI의 (왼쪽) 짧은 이소 플루 란 마취 (5 분)에서 18 F-FDG 주입 후 60 분에서 BAT의 이미지와 케타민 / 자일 라진 (xylazine) 마취 (70 분) (오른쪽). (각 그룹에 대해 N = 4)의 (f) (g)에 도시 된 두 그룹에서 CLI 신호의 정량 분석. 참조 42.에서 다시 인쇄 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51790/51790fig3highres.jpg" target="_blank">항변</a>SE는이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51790/51790fig4highres.jpg" width="500"> 그림 4 :. 불특정 CLI 및 BAT CLI에 대한 스펙트럼 unmixing () Unmix # 1 18 F-FDG에서 불특정 CLI 신호가 (이 이미지의 혼합되지 않은 스펙트럼 D (같다) 몸 전체에 분포되어 있는지 보여줍니다 (파란색 선 )). (b)는 Unmix # 2 견갑골 사이트에서 CLI의 대부분이 (혼합되지 않은 스펙트럼 D (같다) (레드 라인)) BAT에서 있음을 나타냅니다. CLI 피크는 640 nm의 주위에있다. (c) Unmix # 1 및 # 2의 병합 된 이미지. (D) Unmix # 1 및 # 2의 CLI 스펙트럼. 참조 42에서 다시 인쇄. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51790/51790fig4highres.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> &lt;/ P&gt; <img alt="그림 5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51790/51790fig5highres.jpg" width="500"> 그림 5 : 멀티 스펙트럼 Cerenkov 발광 단층 촬영 (- d) 상기 이미지의 3 차원 복원.. 견갑골 BAT는 관상 (a), 시상 (b)에서 볼 및 횡 (c) 전체뿐만 아니라, 3D 이미지의 (d)에 될 수있다; (전자) 실제 BAT 모양은 복원 된 이미지와 상관 관계 (파란색 화살표) 표시됩니다. 무단 전재 및 기준 42에서 적응. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51790/51790fig5highres.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

이 비디오 보고서에서는 활성화 및 우울한 조건에서 마우스의 견갑골 갈색 지방 조직에 대한 Cerenkov Luminescence Imaging(CLI)의 적용을 보여줍니다.

견갑골 갈색 지방 조직의 Cerenkov 발광 이미징

Brown adipose tissue (BAT), widely known as a &#8220;good fat&#8221; plays pivotal roles for thermogenesis in mammals. This special tissue is closely ...

이 절차의 전반적인 목표는 Chernoff 발광 이미징을 사용하여 F 18 FDG로 갈색 지방 조직을 시각화하는 것입니다. 이 방법론의 타당성을 입증하고 F18 FDG의 꼬리 정맥 주사로 누드 마우스를 관찰한 후, 갈색 지방 조직의 활성화를 생체 내에서 모니터링합니다. 다음으로, 스펙트럼 불혼화를 사용하여 견갑골 간 갈색 지방 조직 영역 주변의 불특이적 체첸 기침 발광 신호를 제거한 다음 3D 단층 촬영 이미징을 사용하여 조직을 시각화합니다.궁극적으로 OV 발광 이미징은 특히 PET 시설이 없는 실험실에서 F 18 FDG로 갈색 지방 조직을 시각화하는 데 사용할 수 있습니다. 기존 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 사용하기 쉽고, 빠르게 수행할 수 있고, 저렴하며, 특히 마우스 상태의 이미지 브로 지방 조직에 대해 널리 사용할 수 있다는 것입니다. 동물에게 F18 FDG를 주입하기 전에 먼저 4개의 마취된 누드 마우스를 이미징 장치에 넣고 다음 매개변수를 가진 배경 이미지를 획득합니다.열린 필터 F는 1개의 bin과 같고 8과 같습니다. 분야의 view D, 노출 시간은 120초, stage 온도는 섭씨 37도입니다. 그런 다음 꼬리 정맥을 통해 PBS에 F 18 FDG의 280 마이크로 카레를 동물에게 정맥 주사하고 주사 후 30, 60, 120 분 후에 음식과 물이 있는 케이지로 되돌려 보냅니다.배경 이미징과 동일한 파라미터를 가진 chernoff 발광 이미지를 획득합니다. 그런 다음 신호 대 잡음비를 정량화하기 위해 이미징 소프트웨어 인터페이스를 사용하여 견갑골 내 갈색 지방 조직에 대해 두 개의 동일한 크기의 타원 관심 영역을 그리고, 노르에피네프린 치료 후 갈색 지방 조직 활성화를 모니터링하기 위한 참조 영역으로 갈색 포즈 조직에 인접한 영역을 그리고, 첫 번째 IP는 4개의 누드 마우스 중 한 그룹에 노르에피네프린을 주입하고 두 번째 그룹의 누드 마우스는 비활성화된 대조군으로 주입하지 않습니다. 30분 iv 후, 방금 시연된 대로 각 마우스에 F 18 FDG의 220 마이크로 퀴리를 주입한 다음 60분 후에 두 그룹 모두를 상당히 높게 이미지화합니다.Jaryn 기침 발광 이미징 신호는 주사 후 60 분에 F 18 FDG의 300 마이크로 카레를 주입 한 후 다중 기침 발광 단층 촬영 연구보다 노르 에피네프린 치료에서 예상됩니다. 다음 매개변수를 사용하는 동물의 등쪽에서 F는 1bin과 같고 16과 같습니다. 획득 시간은 필터당 300초이며 방출 필터는 5806602640, 660 및 680나노미터와 같습니다.인수가 완료되는 데 약 30분이 소요됩니다. 그런 다음 라이브 이미징, 4.3 0.1 소프트웨어로 스펙트럼 불혼합을 수행한 다음 도구 팔레트 패널에서 스펙트럼 불혼합 버튼을 선택하고 분석을 누른 다음 풀다운 방법 설명서에서 자동을 선택합니다. 마지막으로, 잔차의 음이 아닌 임대 제곱 최적화에 ticoff 정규화를 적용하여 구조 광 이미징에서 3D 이미지 공동 정합에 사용되는 표면 단층 촬영을 생성합니다.이 이미지에서는 1번 성분의 혼합되지 않은 이미지에서 특정 영역이 강조되지 않았으며 해당 스펙트럼은 순수 매체에서 F 18의 방출 스펙트럼과 매우 유사합니다. 이러한 신호는 혼합되지 않은 숫자 1이 지정되지 않은 chernov 발광 이미지 신호를 나타내며, 이는 아마도 피부에 축적된 F 18 FDG와 같은 매우 얕은 깊이에서 온 것일 수 있음을 시사합니다. 혼합되지 않은 숫자 2 스펙트럼의 피크는 약 640나노미터였으며, 이는 신호가 갈색 지방 조직에서 온 것임을 시사합니다.흥미롭게도, 640 나노 미터보다 짧은 chernov 발광 이미지의 강도의 현저한 감쇠와는 반대로, 강도가 최고점에 도달 한 후에는 강도의 급격한 감소가 관찰되지 않았으며, 이는 더 긴 파장에서 방출 된 빛의 더 나은 조직 침투를 나타냅니다. Multispectral Senoff 발광 단층 촬영으로 획득한 재구성된 3D 이미지는 구조광에서 생성된 표면 단층 촬영과 함께 정합되며, 이미지는 체르노프 발광 이미지 신호의 상당 부분이 견갑골 내 갈색 포즈 조직에서 비롯되었음을 보여줍니다. 놀랍게도, 코로나 이미지는 갈색 포즈 조직의 두 엽을 명확하게 보여주며, 이는 이 매크로 해부학적 이미지에 표시된 갈색 포즈 조직의 삼각형 윤곽과 매우 유사합니다.비디오를 시청한 후 이 이미지 절차를 갈색 지방 조직에 대한 다른 이미지 연구에 적용할 수 있어야 합니다.

cerenkov-luminescence-imaging-of-interscapular-brown-adipose-tissue

Research

연구

JoVE Journal

Medicine

의학

마우스 갈색 지방 조직 (BAT)의 기능 영상의 방식은 BAT에서 18F-Fluorodeoxyglucose의 냉 자극 이해 (FDG)가 아닌 invasively 표준화 micro-PET/CT 프로토콜로 과세되는 설명되어 있습니다. 이 방법은 마우스 모델에서 BAT 활동의 차이를 감지 할 강력하고 민감하다.

FDG micro-PET/CT와 마우스의 브라운 지방의 기능 영상

잠복기 암 치료를 모니터링하기위한 Cerenkov 발광 이미징 (CLI)의 사용은 여기에 설명되어 있습니다. 이 방법은 Cerenkov 방사선 (CR) 및 방사성 동위 원소 표지 된 프로브를 시각화하는 광학 이미징 (오이)의 활용하므로 잠복기 치료 모니터링 및 약물 검사에서 PET에 대한 대안을 제공합니다.

암 치료 모니터링을위한 Cerenkov 발광 이미징 (CLI)

여기에 제시된 방법은 18 F-Fluorodeoxyglucose를 사용 (18 F-FDG) 양전자 방출 단층 촬영 / 전산화 단층 촬영 (PET-CT) 및 지방 물 분리 자기 공명 영상 (MRI), 각각 thermoneutral에 2 시간 노출 (24 ° C 다음 스캔 ) 및 성인 인간을 대상으로 갈색 지방 조직 (BAT)을지도하기 위해 추운 환경 (17 ° C).

인간의 갈색 지방 조직의 종점은 자동으로 양전자 방출 단층 촬영 / 전산화 단층 촬영 분단과 자기 공명 이미지 등록

무료, 오픈 소스 소프트웨어를 사용 하 여, 우리는 총 및 지역 갈색 지방이 많은 직물 (박쥐) 볼륨 및 18F FDG PET/ct.를 사용 하 여 박쥐의 신진 대사 활동을 계량 분석 방법...

몸 전체와 활성 인간의 지역 정량화 갈색 지방 조직 18F FDG PET/CT를 사용 하 여

이 연구는 유전자 및 단백질 발현 분석을 위해 쥐 갈색 지방 세포를 분리하는 새로운 방법을 설명합니다.

유전자 및 단백질 발현 분석을 위해 쥐 견갑골 갈색 지방 조직에서 갈색 지방 세포 분리

마이크로 PET/MR 이미징 기반 접근법을 사용하여 마우스에서 열원성 지방 창고의 기능적 이미징 및 정량화.

[18F]FDG 마이크로 PET/MR 이미징을 사용한 마우스의 갈색 및 베이지 지방 조직의 시각화 및 정량화

여기에서 우리는 갈색 지방 조직(BAT) 활동이 인간 대사에 미치는 영향의 생리학적 중요성을 정량화하기 위한 프로토콜을 제시합니다. 이것은 탄수화물 부하와 간접 열량계를 쇄골 상 온도 변화의 측정과 결합하여 달성됩니다. 이 새로운 접근법은 인간의 BAT 열 발생에 대한 약리학적 표적을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.

간접 열량계, 적외선 체온 측정 및 혈당 수치의 조합을 사용하여 인간의 갈색 지방 조직 열 발생을 측정합니다.

여기에서 우리는 인간과 실험실 동물에서 식사 후 갈색 지방 조직 활성을 측정하기 위한 프로토콜을 제시합니다.

갈색 지방 조직 활동의 변화를 감지하기 위한 적외선 열화상 촬영

본 논문에서는 생체 조직에서 현장에서 광도를 측정하는 방법을 설명합니다. 이 작업에는 다양한 방사도 및 방사 조도 측정을 위한 마이크로 스케일 프로브 구성에 대한 세부 정보가 포함되어 있으며, 방사도 특성화를 위한 조직 장착에 대한 지침을 제공하고, 결과 데이터를 분석하기 위한 계산 방법을 간략하게 설명합니다.

생체 조직에서 현장 복사를 측정하기 위한 조직 내 방사선 측정 마이크로프로브

지방세포는 갓 태어난 마우스의 견갑골 간 갈색 지방 조직의 기질 혈관 분획에서 분리하여 지질 방울을 축적하고 분자 마커를 발현하며 성숙한 갈색 지방세포의 미토콘드리아 형태를 보여주는 세포로 분화합니다. 이러한 세포는 면역 형광 및 투과 전자 현미경으로 추가로 분석됩니다.

Differentiation and Imaging of brown adipocytes from the Stromal Vascular Fraction of Interscapular Adipose Tissue from Newborn Mice(신생아 마우스의 견갑간 지방 조직의 기질 혈관 분획에서 갈색 지방세포의 분화 및 이미징)

여기에서는 인간 피하 지방 조직(hSATMVECs)에서 미세혈관 내피 세포를 분리, 배양 및 표현형으로 분석하기 위한 프로토콜에 대해 설명합니다. 또한 hSATMVEC-지방 세포 누화의 실험 모델을 설명합니다.

인간 피하 지방 조직에서 지방 내피 세포/지방 세포 누화 연구

배우세요 체렌코프 발광 이미징을 이용하여 생쥐의 견갑골 갈색 지방 조직을 시각화하는 방법을. F-18 FDG 방사성 추적자와 스펙트럼 언믹싱, 3D 단층 촬영 기술을 활용하여 대사 활성을 모니터링하고 PET 시설 없이도 비용 효율적인 생체 내 영상 분석이 가능합니다.

견갑골 갈색 지방 조직의 Cerenkov 발광 이미징

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