2017년 5월 2일
이 연구는 18개의 F-FDG 및 양전자 방출 단층촬영/컴퓨터 단층촬영(PET/CT) 이미징을 동역학 모델링과 함께 사용하여 18개의 F-FDG가 조직으로 체내에서 실시간으로 흡수되는 것을 정량화하는 프로토콜을 설명합니다.
이 이미징 프로토콜의 전반적인 목표는 혈류에서 마우스의 특정 조직으로의 포도당의 생체 내 실시간 흡수를 정량화하는 것입니다. 이 방법은 당뇨병 및 신진대사 분야의 주요 질문, 예를 들어 당뇨병 치료가 포도당 흡수 및 신진대사에 미치는 영향과 같은 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 예를 들어 포도당 대사에 대한 연령 또는 식단의 영향을 평가하기 위해 실험을 종단적으로 수행할 수 있다는 것입니다.
이 방법을 배우면 경피근의 포도당 대사에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 또한 간과 뇌와 같은 다른 조직에도 유용하며 쥐에게 전이될 수 있습니다. 정확한 결과를 보장하기 위해 이미징 획득 및 분석 단계를 올바르게 완료해야 하므로 이 방법을 시각적으로 시연하는 것이 중요합니다.
먼저 인덕션 챔버, 이미징 베드 및 열 패드를 80% 에탄올로 닦습니다. 생쥐 피험자를 유도실에 넣고 5%의 이소플루란과 산소로 생쥐를 마취합니다. 이미징 베드에 전기 가열 패드와 센서 패드를 고정합니다.
마우스를 엎드린 자세로 놓고 노즈 콘으로 분당 1.5-2%의 이소플루란을 계속 전달합니다. 건조를 방지하기 위해 마우스의 눈에 동물용 연고를 바르십시오. 그런 다음 1-2분 동안 쥐의 꼬리를 따뜻하게 합니다.
측면 꼬리 정맥이 확장되면 30게이지 바늘을 정맥에 삽입합니다. 수술용 접착제로 바늘을 제자리에 고정하고 카테터를 바늘에 연결합니다. 이미징 베드를 PET/CT 스캐너에 로드하고 기계 후면에서 카테터에 접근할 수 있도록 베드를 배치합니다.
10메가 백 롤 F18-FDG 용량이 들어 있는 주사기를 카테터에 고정합니다. 마취 유도 후 일정 시간 후 1시간 PET 스캔을 시작하고 F18-FDG 용량을 주입합니다. PET 스캔이 완료되면 10분 CT 스캔을 수행합니다.
CT 스캔 후 이미징 베드를 초기 위치로 이동하고 베드에서 마우스를 제거합니다. 마취 하에 경추 탈구로 마우스를 안락사시키거나, 관찰 중인 단일 수용소에서 마우스가 회복할 수 있도록 합니다. 영상 처리를 시작하려면 재구성된 PET 및 CT 영상을 불러옵니다.
CT 데이터를 소스로 지정하고 PET 데이터를 대상으로 지정합니다. 데이터를 공동 등록하고 필요에 따라 이미지를 정렬합니다. 그런 다음 ROI quantification을 선택합니다.
이동 및 확대/축소 도구를 사용하여 이미지에서 원하는 관심 영역을 찾습니다. 만들기 탭으로 이동하여 페인트 브러시 도구를 선택합니다. 비복근에 해당하는 ROI를 그립니다.
그런 다음 ROI 정량화 저장 기능을 사용하여 조직 시간 활동 데이터를 CSV 파일로 추출합니다. Van Cittert 디콘볼루션 방법을 사용하여 추정된 시스템 점 확산 함수를 5회 반복하여 디컨볼루션합니다. 다음으로, 대정맥에 해당하는 ROI를 그립니다.
포스트 디컨볼루션 이미지의 blood input function 시간 활동 데이터를 CSV 파일로 내보냅니다. CSV 파일을 스프레드시트 소프트웨어로 가져옵니다. 데이터를 새 CSV 파일로 저장하고 흡수 값을 센티미터 세제곱당 주입 선량 퍼센트로 변환합니다.
스프레드시트 소프트웨어로 시간 활동 곡선을 플로팅합니다. 다음으로, 처리된 대정맥 데이터를 새 CSV 파일에 저장합니다. 대정맥 데이터를 플라즈마 입력 함수로 변환합니다.
Kinetic 모델링 도구에서 Kinetic을 선택합니다. 조직 및 혈장 총 활동 횟수 데이터 파일을 가져옵니다. 2 개의 티슈, 3 개의 수납 공간 모델을 선택하십시오.
F18-FDG 탈인산화 속도 K4가 선택되지 않고 값이 0인지 확인합니다. 혈액량 분율 VB를 2%로 설정대정맥 파생 입력 함수에 분산을 추가하려면 disp4dft와 같은 프로그램을 사용하여 분산 시간이 다른 여러 입력 함수를 만듭니다. 그런 다음, 분산 함수를 입력 함수들을 하나씩 불러오고 현재 영역 피팅을 선택합니다.
이 작업을 반복하여 ChiSquared 값이 가장 낮은 분산이 있는 입력 함수를 찾습니다. 최적화된 입력 기능을 사용하여 혈액량 분율을 부동 값으로 설정합니다. 지역을 다시 맞추어 지역 속도 상수를 결정합니다.
그런 다음 지역 유입 상수를 계산합니다. 인슐린 또는 인산염 완충 식염수로 처리된 6주 된 DBDB 마우스를 이 방법으로 이미지화했습니다. 인슐린을 투여한 마우스는 대조군 마우스에 비해 비복근에서 F18-FDG 활성이 증가한 것으로 나타났습니다.
대정맥에서 증가된 활성은 관찰되지 않았습니다. 2개의 조직, 3개의 구획 모델이 키네틱 모델링에 사용되었습니다. 세동맥 혈장에서 세포 내 공간으로 또는 그 반대로 F18-FDG 수송 속도에서 대조군과 큰 차이는 관찰되지 않았습니다.
그러나 F18-FDG 인산화 속도는 인슐린을 투여한 마우스에서 유의하게 높았다. 유입 상수는 인슐린을 투여한 마우스에서 그에 따라 더 높았습니다. 비디오를 시청한 후에는 마우스를 올바르게 이미지화하고, 관심 영역을 그리고, 운동 매개변수를 계산하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.
방사선 작업은 위험할 수 있으며 이 절차를 수행할 때 항상 적절한 교육, 차폐 사용 및 노출 모니터링과 같은 예방 조치를 취해야 한다는 것을 잊지 마십시오.
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본 연구는 18 F-FDG와 PET/CT 영상을 이용하여 조직 내 포도당의 생체 내 섭취량을 정량화하는 프로토콜을 설명합니다. 이 방법은 근육, 간, 뇌를 포함한 다양한 조직의 포도당 대사를 조사하는 데 특히 유용합니다.
생체 내(in vivo) 포도당 대사 역학을 정량화하면 인슐린 저항성 및 당뇨병을 표적으로 하는 치료 후보 물질의 기전적 리스크를 감소시킬 수 있습니다. 본 방법은 조직별 포도당 흡수 및 인산화 속도에 대한 정량적이고 종단적인 판독값을 제공함으로써 표적 검증을 지원합니다. 또한, 약동학적 효과를 기능적 대사 결과와 연결함으로써 전임상 모델의 예측 신뢰도를 높여줍니다.
이 방법은 정량적 대사 표현형 분석을 제공함으로써 타겟 검증부터 리드 최적화에 이르는 발견 연속체에 통합됩니다.