Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Nowatorski protokół kwantyfikacji progresji zwapnienia układu sercowo-naczyniowego przy użyciu podłużnych obrazów MicroPET/MicroCT

1.4K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/66805

⸱

15 listopada 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  , 

W tym artykule

Podsumowanie

Ten nowatorski protokół pociąga za sobą ilościowe określanie progresji zwapnienia układu sercowo-naczyniowego na podstawie obrazów seryjnej mikropozytonowej tomografii emisyjnej (PET)/mikrotomografii komputerowej (CT) u małych zwierząt badawczych.

Streszczenie

Obrazowanie mikropozytonowej tomografii emisyjnej (PET) i mikrotomografii komputerowej (CT) są potężnymi, idealnymi narzędziami badawczymi do śledzenia postępu zwapnienia układu sercowo-naczyniowego. Ze względu na ich nieinwazyjny charakter, małe zwierzęta badawcze mogą być obrazowane w wielu punktach czasowych. Wyzwanie polega na dokładnym określeniu ilościowym zwapnienia układu sercowo-naczyniowego. W tym miejscu przedstawiamy protokół, wykorzystujący obrazy z późniejszych etapów choroby jako szablon, aby dokładnie określić ilościowo postęp zwapnienia układu sercowo-naczyniowego w badaniach podłużnych. Protokół obejmuje 1) wyrównanie obszaru klatki piersiowej na wielu obrazach pochodzących od tego samego zwierzęcia podczas badania podłużnego jako pierwszy krok, 2) zdefiniowanie obszaru zainteresowania (ROI) znajdującego się w sercu i aorcie w miejscu większych złogów wapnia, które stają się widoczne na późniejszych obrazach, oraz 3) jednoczesną segmentację i kwantyfikację złogów wapnia na wszystkich obrazach uzyskanych podczas badania podłużnego. Ta uproszczona metoda zwiększa dokładność analizy obrazu w śledzeniu postępu zwapnienia układu sercowo-naczyniowego, poprawiając precyzję definiowania ROI i zmniejszając zmienność związaną z wcześniejszymi technikami, które analizują poszczególne skany niezależnie.

Wprowadzenie

Choroby układu sercowo-naczyniowego są główną globalną przyczyną zachorowalności i śmiertelności, co wymaga rygorystycznych badań w celu odkrycia ich mechanizmów oraz opracowania skutecznych strategii zapobiegawczych i terapeutycznych. Zwapnienia tętnic wieńcowych (CAC) są powszechnie uznawane przez ekspertów w tej dziedzinie za czynnik prognostyczny chorób układu sercowo-naczyniowego, znacznie zwiększający ryzyko zgonu z przyczyn sercowo-naczyniowych1,2,3,4,5. Mikrowapnienia są uważane za najwcześniejsze s....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Reprezentatywne obrazy przedstawiają samicę myszy z niedoborem apolipoproteiny E (Apoe-/-). Protokoły doświadczalne zostały sprawdzone i zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet Opieki i Wykorzystania Zwierząt Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles.

1. Skanowanie zwierząt

  1. Pomiędzy dwoma etapami akwizycji obrazów karmmy mysz standardową dietą bez żadnych interwencji. Jednak przed wykonaniem pierwszego obrazowania w 15. miesiącu życia, w okresie od 12. do 14. miesiąca życia, należy zmienić dietę na dietę zachodnią (21% tłuszczu, 0,2% cholesterolu), aby wywołać bazowe zwapnienia aorty.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Metody analizy
W tej sekcji zilustrowano skuteczne zastosowanie metody poprzez przedstawienie reprezentatywnych wyników. Zaprezentowano tutaj połączony obraz microPET/microCT pojedynczej myszy skanowanej w 15. i 18. miesiącu życia, po poddaniu jej diecie zachodniej (21% tłuszczu, 0,2% cholesterolu) od 12. do 14. miesiąca życia. Zgodnie z sekcjami 2-8 protokołu dotyczącymi ilościowego oznaczania zwapnień, czterej niezależni badacze oddzielnie zmierzyli objętościową zawartość wapnia oraz aktywność

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Ten nowatorski protokół jest ulepszonym podejściem do ilościowego oznaczania zwapnień sercowo-naczyniowych. Ze względu na nieinwazyjny charakter obrazowania, podłużne obrazy mikrotomografii komputerowej mogą być uzyskiwane w celu śledzenia postępu zwapnienia układu sercowo-naczyniowego u małych zwierząt. Chociaż same obrazy mikrotomografii komputerowej mogą pokazać postęp zawartości wapnia, obrazy microPET, jeśli są dostępne, mogą dostarczyć dodatkowych poziomów informacji, zwłaszcza ulepszonego wykrywania małych osadów .......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają do zadeklarowania konfliktu interesów.

Podziękowania

Dziękujemy wszystkim członkom UCLA Crump Preclinical Imaging Technology Center za pomoc w pozyskiwaniu i przetwarzaniu danych, a także za utrzymanie sprzętu i infrastruktury. Dziękujemy Jeffreyowi Collinsowi za pomoc w operacji cyklotronu i syntezie 18F-NaF. Dziękujemy UCLA Statistical Consulting Group za pomoc w analizie statystycznej. Praca ta jest wspierana przez NIH Cancer Center Support Grant (2 P30 CA016042-44 do MT) oraz National Institutes of Health, Heart, Lung, and Blood Institute (HL137647 i HL151391 do YT i LLD). Skaner GNEXT PET/CT został sfinansowany przez NIH S10 Shared Instrumentation for Animal Research Grant (1S10OD026917-01A1 dla Ariona C....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
0,5 cc Sterylne strzykawki insulinoweExel International#26028Używany do wstrzykiwań dożylnych 18F-NaF PET Tracer
18F-NaF PET TracerCNSI Cyclotron
BiorenderBiorenderUżywany do rysunku 1
Samica myszy Apoe-/-Jackson Laboratories#002052B6.129P2-Apoe tm1Unc/J
GNEXT PET/CTSofie Biosciences, Dulles, Virginia
IsofluranePiramal Critical CareStosowany jako znieczulenie do obrazowania myszy
ORS DragonflyComet Technologies Canada Inc.
SPSS StatisticsIBM
Western dieta dla myszyEnvigo#TD8813921% tłuszczu, 0,2% cholesterolu

Bibliografia

  1. Rennenberg, R. J. M. W., et al. Vascular calcifications as a marker of increased cardiovascular risk: A meta-analysis. Vasc Health Risk Man. 5, 185-197 (2009).
  2. Budoff, M. J., et al. Long-te....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Przeglądaj więcej artykułów

Obrazowanie MicroPETobrazowanie MicroCTobrazowanie podłużneilościowe oznaczanie zwapnieńobszar zainteresowaniadopasowanie obrazówzwapnienie naczyńobrazowanie małych zwierzątobrazowanie nieinwazyjne