애완 동물 Neuroinflammation [¹¹C] DPA-713을 사용 하 여 허 혈 성 뇌졸중의 마우스 모델에서의 영상

이 실험의 전반적인 목표는 TSPO-PET 및 MR 이미징을 사용하여 허혈성 뇌졸중의 마우스 모델에서 신경염증의 공간적 분포와 정도를 정확하게 정량화하고 생체 외 자가방사선 촬영을 사용하여 이러한 생체 내 결과를 검증하는 것입니다. PET 이미징을 사용하여 살아있는 피험자의 신경염증을 시각화하는 방법에 대한 이 단계별 가이드를 공유하게 되어 정말 기쁩니다. 여기서는 스트로크의 마우스 모델을 예로 사용합니다.

이제 이 기술을 사용하려는 이유는 무엇입니까? 몇 가지 이유가 있습니다. 첫 번째는 중추신경계에서 발생하는 염증인 신경염증이 뇌졸중뿐만 아니라 알츠하이머병, 다발성 경화증, 파킨슨병 등 수많은 뇌 질환의 기저

따라서 이러한 생물학적 현상을 실제로 연구할 수 있는 기술을 보유하는 것이 매우 중요합니다. 둘째, PET 이미징은 보다 전통적인 기술에 비해 많은 이점을 제공합니다. 예를 들어, 이러한 전통적인 기술의 대부분은 인간과 쥐의 사후 뇌 조직을 모두 사용하는 데 크게 의존하고 있으며, 여러 가지 중요한 통찰력을 제공했지만 이러한 기술은 본질적으로 정적이므로 한 순간에 대한 정보만 실제로 알려줄 수 있습니다.

우리는 뇌와 면역 체계가 모두 매우 역동적이라는 것을 알고 있기 때문에 살아 있고 손상되지 않은 시스템에서 이러한 분자 과정을 실제로 포착할 수 있는 기술을 원한다는 것은 이치에 맞으며, 이것이 바로 PET 이미징이 하는 일입니다. 여기에서는 TSPO 또는 트랜스로케이터 단백질에 결합하는 것으로 알려진 특정 PET 방사성 추적자인 DPA-713을 사용하는 방법을 보여드리겠습니다. 한 마리의 마우스뿐만 아니라 네 개의 마우스에 동시에 이미지를 동적으로 주입하는 방법을 구체적으로 보여드리며, 이것이 왜 그렇게 중요한지 동일한 추적자 배치로 주어진 날에 이미지화할 수 있는 마우스의 수를 늘리는 데 실제로 도움이 되어 실험을 간소화하는 데 실제로 도움이 되기 때문입니다.

기술적으로는 어려운 일이지만, 이 비디오가 자신의 실험실에서 이 작업을 수행할 수 있도록 안내하는 데 도움이 되기를 바랍니다. 먼저 마취된 마우스를 PET/CT 스캐너 베드에 엎드려 놓고 콧방울 안에서 곧게 펴지고 단단히 고정되었는지 확인합니다. 부드러운 수술용 테이프로 각 마우스의 머리와 몸통을 침대에 테이프로 붙여서 테이프 배치로 인해 호흡이 제한되지 않도록 합니다.

동물이 침대에 고정되고 호흡이 안정되면 레이저 십자선을 켜고 스캔 침대를 움직여 4마리의 쥐 모두의 뇌와 정렬되도록 합니다. 스캐너 베드를 마우스의 뇌가 시야의 중심에 최대한 가깝게 있는 획득 위치로 이동합니다. 마우스의 스카우트 보기 이미지를 획득하여 위치를 확인하고, 필요한 경우 인터페이스에서 시야 상자를 드래그하여 위치를 조정합니다.

마지막으로, 스캐너 소프트웨어에서 Start Workflow(워크플로 시작)를 클릭하여 CT 스캔을 시작하고, Display Interactive User Prompts(대화형 사용자 프롬프트 표시)를 선택하여 추적자 주입 전에 PET 스캔을 수동으로 시작할 수 있습니다. 마우스가 CT에서 PET로 자동으로 진행되면 방사성 추적자 주입을 위해 스캐너 뒷면을 설정합니다. 보호적이고 흡수력이 좋은 패딩을 선반에 놓고 가위와 라이터를 손에 들고 있는지 확인하십시오.

밀봉된 카테터 튜브를 가위로 잘라냅니다. 카테터 라인에 기포가 없는지 확인하고 10-20마이크로리터 식염수 세척을 수행하여 캐뉼라가 여전히 정맥 내에 있는지 확인한 다음 이전에 측정된 선량 주사기를 4개의 카테터 각각에 로드하여 각 마우스에 투여된 용량을 추적합니다. PET 스캔을 시작할 준비가 되면 확인을 클릭하는 동시에 10초 타이머를 시작합니다.

두 명의 연구원을 스캐너 뒤쪽에 놓고 투여 주사기를 손에 들고 타이머가 0이 되면 4개의 마우스를 동시에 주입하도록 합니다. 각 카테터를 50-100마이크로리터의 식염수로 세척하여 전체 용량이 꼬리 정맥으로 들어가도록 하고 라이터를 사용하여 튜브를 다시 한 번 밀봉합니다. 다음으로, 선량 교정기를 사용하여 선량 주사기를 측정하여 잔류 방사능 값을 구합니다.

값과 값이 기록되는 시간을 기록해 둡니다. 스캔이 완료되면 모션 제어 패널 내의 수평 홈 버튼을 사용하여 PET 베드를 원래 위치로 되돌립니다. 스캐너에서 마우스를 제거하고 카테터를 조심스럽게 제거합니다.

과도한 출혈을 방지하기 위해 캐뉼레이션 부위에 부드럽게 압력을 가합니다. 그런 다음 용량 교정기를 사용하여 카테터의 잔류 활성을 측정합니다. 마지막으로, 첫 번째 파일에서 생성된 히스토그램 데이터를 사용하여 각 스캔을 자동으로 재구성하는 후처리 관리 소프트웨어를 열어 데이터를 재구성합니다.

PET 분석의 경우, 먼저 이미지 분석 소프트웨어를 열고, Open Data(데이터 열기) 아이콘을 클릭하여 CT 이미지를 로드하고, Append Data(데이터 추가) 아이콘을 선택하여 동적 PET를 로드합니다. 드롭다운 메뉴에서 시계열 연산자를 통해 데이터의 시각적 품질 제어를 수행합니다. 참조(reference)와 전역(global)을 선택하고 색상 스케일에 적절한 최소값과 최대값을 적용합니다.

동적 PET 데이터를 프레임별로 시각화하여 방사능 흡수를 확인하고 스캔 내에서 교란된 움직임이 있는지 확인합니다. 그런 다음, 산술 함수를 사용하여 평균 PET 이미지를 만듭니다. 선택한 평균을 선택하고 참조를 선택 취소한 다음 입력 1, 입력 2 및 입력이 선택되어 있는지 확인하여 모든 PET 프레임의 평균을 생성합니다.

데이터 관리자 탭으로 이동하고 평균 이미지를 입력 1 위치까지 끌어다 놓으면 평균 PET 이미지를 사용하여 PET 신호를 시각화할 수 있습니다. 그런 다음 Min/Max 도구에서 자동 계산을 클릭하여 색상 스케일을 재분배합니다. 다음으로, 방향 재배치 정합(Reorientation Registration) 드롭다운 메뉴의 자동 3D 기능을 사용하여 CT를 평균 PET 파일에 등록합니다.

Ref 및 Input 1을 선택하고 Rigid, Fast, Input 1 to Ref registration을 선택합니다. 3차원 모두에서 정합을 육안으로 확인하고 필요한 경우 Translation 및 Rotation 기능을 사용하여 Manual 3D 탭에서 수동으로 조정합니다. 등록이 만족스러우면 입력 2 및 입력을 선택하고 확인 표시를 클릭하여 모든 PET 프레임에 적용합니다.

DM에서 CT 및 PET 파일을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 원본으로 저장합니다. 그런 다음 드롭다운 메뉴에서 자르기를 선택하고 이미지 경계를 드래그하여 뇌간 아래에서 한 번에 한 마우스의 머리를 자릅니다. 두개골이 모든 차원에서 직선이 되도록 PET 및 CT 이미지의 방향을 수동으로 변경합니다.

인터페이스의 왼쪽 상단에 있는 Append Data(데이터 추가) 버튼을 사용하여 해당 마우스에 대한 MR 이미지를 로드합니다. 수동 3D 방향 전환을 사용하여 MR을 이동하고 CT 이미지 내의 두개골에 맞춥니다. 그런 다음 Visual Controller 탭에서 PET 시각화를 선택 취소하여 끄고 MR과 CT만 사용하여 관심 영역 또는 ROI를 그립니다.

3D ROI 도구에서 Add ROI 버튼을 클릭하여 새 ROI를 생성하고 이름을 Infarct로 지정합니다. 스플라인 툴을 선택하고 마우스 왼쪽 버튼을 클릭하여 ROI 경계를 그리고 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하여 닫습니다. 그런 다음 새 ROI를 만들고 반대 레이블을 지정합니다.

Infarct ROI를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 Export를 선택합니다. 그런 다음 ROI를 위치 2, 입력 1로 이동하여 새 ROI를 시각화하고 수동으로 방향을 변경할 수 있습니다. Input 1만 선택한 상태에서 ROI 상자를 선택하고 View Only를 선택하여 방향을 바꾸지 않고 Infarct ROI를 시각화할 수 있습니다.

Reorientation Registration 메뉴에서 Operator 기능을 사용하여 좌우 대칭 이동을 적용하고 새 ROI를 반대쪽 측면의 동일한 영역으로 수동으로 이동합니다. 그런 다음 산술 연산자를 선택하고 새 ROI에 2의 스칼라 곱셈을 적용하여 ROI를 독립적으로 정량화할 수 있습니다. 3D ROI 도구로 돌아갑니다.

Expert and Experimental 탭으로 이동하여 Import ROI 버튼을 클릭합니다. 대화 상자에서 입력 1을 선택하여 새 볼륨을 반대쪽 ROI로 로드합니다. 마지막으로 평균 PET 이미지를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 언로드한 다음 PET를 다시 켭니다.

3D ROI 도구 내의 Export Results 아이콘을 사용하여 정량적 흡수 결과를 생성합니다. 결과 PET/CT 이미지 및 시간 활동 곡선은 동측 반구와 대측 반구에서 증가된 방사성 추적자 흡수를 보여줍니다. 50분에서 60분 사이의 합산된 데이터를 사용하여 동적 PET 뇌 이미지를 정량화한 결과, dMCAO의 반대쪽 반구에 비해 동측에서 추적자 흡수가 크게 증가했지만 수동으로 뽑은 ROI 접근 방식을 사용한 가짜 마우스에서는 그렇지 않은 것으로 나타났습니다.

이 기술을 시청한 후에는 자동 및 수동 이미지 분석 방법을 모두 사용하여 TSPO-PET를 통해 허혈성 뇌졸중의 마우스 모델에서 신경염증을 정확하고 효율적으로 정량화하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 중요한 것은 체외 디지털 방사선 촬영을 사용하여 이러한 생체 내 소견을 확인할 수 있어야 한다는 것입니다. Carbon 11 반감기는 매우 짧기 때문에 데이터의 양과 품질을 극대화하기 위해 이 절차를 시도하기 전에 명확한 실험 계획과 일정을 계획하는 것이 중요합니다.

이 절차에 따라 면역조직화학과 같은 다른 방법을 수행하여 신경교세포 활성화와 TSPO 발현 사이의 상관관계와 같은 추가 질문에 답할 수 있습니다. 방사능을 사용하는 것은 매우 위험할 수 있음을 명심하십시오. 노출을 최소화하려면 보호복, 납 보호막을 사용하고 이 절차를 수행할 때 거리를 늘리십시오.