Visualisatie en kwantificering van bruine en beige vetweefsels bij muizen met behulp van [18F] FDG Micro-PET / MR Imaging

Summary

Functionele beeldvorming en kwantificering van thermogene vetdepots bij muizen met behulp van een micro-PET / MR-beeldvormingsgebaseerde benadering.

Abstract

Bruine en beige adipocyten worden nu erkend als potentiële therapeutische doelen voor obesitas en metabool syndroom. Niet-invasieve moleculaire beeldvormingsmethoden zijn essentieel om kritische inzichten te verschaffen in deze thermogene vetdepots. Hier presenteert het protocol een op PET /MR-beeldvorming gebaseerde methode om de activiteit van bruine en beige adipocyten in interscapulair bruin vetweefsel (iBAT) en inguinaal onderhuids wit vetweefsel (iWAT) van muizen te evalueren. Visualisatie en kwantificering van de thermogene vetdepots werden bereikt met behulp van [^18F] FDG, het niet-metaboliseerbare glucose-analoog, als de radiotracer, in combinatie met de precieze anatomische informatie die wordt geleverd door MR-beeldvorming. De PET/MR-beeldvorming werd uitgevoerd 7 dagen nadat koude acclimatisatie en kwantificering van [^18F]FDG-signaal in verschillende vetdepots werd uitgevoerd om de relatieve mobilisatie van thermogene vetweefsels te beoordelen. Verwijdering van iBAT verhoogde aanzienlijk de koude-opgeroepen [^18F] FDG-opname in iWAT van de muizen.

Introduction

Als reactie op veranderende voedingsbehoeften dient vetweefsel als een energiecache om lipidenopslag of mobilisatiemodus aan te nemen om aan de behoeften van het lichaam te ^voldoen1. Bovendien speelt vetweefsel ook een belangrijke rol in de thermoregulatie, via een proces dat niet-rillende thermogenese wordt genoemd, ook wel facultatieve thermogenese genoemd. Dit wordt meestal bereikt door het bruine vetweefsel (BAT), dat een overvloedig niveau van mitochondriaal membraaneiwit ontkoppelend eiwit 1 (UCP1) tot expressie brengt. Als protondrager genereert UCP1 warmte door het protontransport en de ATP-productie ^{los te koppelen2}

Protocol

Het hieronder beschreven protocol volgt de richtlijnen voor dierenverzorging van de Universiteit van Hong Kong. De dieren die in de studie werden gebruikt, waren 8 weken oude C57BL / 6J-muizen.

1. Chirurgische ingrepen bij dieren en koude-uitdaging

1. Voer interscapulaire BAT (iBAT) dissectie uit.
   1. Verdoof de muizen door intraperitoneale injectie van ketamine/xylazine (100 mg/kg lichaamsgewicht ketamine en 10 mg/kg lichaamsgewicht xylazine). Scheer na anesthesie het haar van de muis van de nek tot net onder het schouderblad.
   2. Plaats de muizen na desinfectie op het verwarmingskussen en maak een incisie van 2 cm langs ....

Results

Drie groepen muizen (n = 3 per groep) ondergingen micro-PET/MR-beeldvorming in deze studie, waarbij ze gedurende 7 dagen werden gehuisvest bij thermoneutraliteit (30 °C) of koud (6 °C). Bij één groep muizen (n = 3) werd hun iBAT verwijderd (iBATx) voorafgaand aan de koudebehandeling (figuur 1A). Deze methode leidde tot een verandering in de activiteit van het witte vetweefsel bij alle drie de muizen. In het bijzonder werd een opmerkelijke toename van [^18F]FDG-opname waargenomen in.......

Discussion

In deze studie werd een op PET/MR gebaseerde beeldvorming en kwantificering van functioneel bruin en beige vetweefsel bij kleine dieren beschreven. Deze methode maakt gebruik van het niet-metaboliseerbare glucose-analoog [^18F] FDG als een beeldvormende biomarker om de vetweefsels met een hoge glucosevraag op een niet-invasieve manier te identificeren. MR biedt een goed contrast tussen zacht weefsel en kan vetweefsels beter onderscheiden van de naburige zachte weefsels en spieren. In combinatie met PET maakt di.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.9% sterile saline	BBraun		0.9% sodium chloride intravenous infusion, 500 mL
5 mL syringe	Terumo	SS05L	5 mL syringe Luer Lock
Dose Calibrator	Biodex		Atomlab 500
Eye lubricant	Alcon Duratears		Sterile ocular lubricant ointment, 3.5 g
Insulin syringe	Terumo	10ME2913	1 mL insulin syringe with needle
InterView Fusion software	Mediso	Version 3.03	Post-processing and image analysis software
Isoflurane	Chanelle Pharma		Iso-Vet, inhalation anesthetic, 250 mL
Ketamine	Alfasan International B.V.	HK-37715	Ketamine 10% injection solution, 10 mL
Medical oxygen	Linde HKO	101-HR	compressed gas, 99.5% purity
Metacam	Boehringer Ingelheim		5 mg/mL Meloxicam solution for injection for dogs and cats, 10 mL
nanoScan PET/MR Scanner	Mediso		3 Tesla MR
Nucline nanoScan software	Mediso	Version 3.0	Scanner operating software
Wound clips	Reflex 7	203-100	7mm Stainless steel wound clips, 20 clips
Xylazine	Alfasan International B.V.	HK-56179	Xylazine 2% injection solution, 30 mL