Name: Określanie kinetyki metabolizmu glukozy za pomocą 18F-FDG Micro-PET/CT (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-02T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 7 s
Description: Poznaj metodę 18F-FDG Micro-PET/CT do badania kinetyki metabolizmu glukozy w tkankach myszy. Technika umożliwia pomiar w czasie rzeczywistym oraz długoterminowe badania metaboliczne.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Ta praca była wspierana przez National Imaging Facility Subsydiowany Grant Dostępu dla BJC, grant programu National Health and Medical Research Council of Australia (482800) dla KAR i PJB. Autorzy pragną podziękować Andrew Arthurowi, Hasarowi Hazme i Marie-Claude Gregoire za wsparcie w opracowaniu tej metody.

Wszystkie procedury opisane w tym badaniu zostały zatwierdzone przez Lokalny Okręg Zdrowia w Sydney i Komitety Etyki Zwierząt Uniwersytetu w Sydney i były zgodne z Przewodnikiem NIH dotyczącym opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych, wydanie ósme (2011).
1. Przygotowanie zwierząt
UWAGA: W tym protokole samce myszy db/db (BKS.Cg-Dock7m +/+ Leprdb/J) były trzymane w pomieszczeniach grupowych z dostępem ad libitum do karmy i wody do 6 tygodnia życia. W momencie obrazowania myszy ważyły ~ 30 g. Wszystkie myszy użyte w tym protokole miały poziom glukozy we krwi na czczo od 10 do 14 mmol/L.
<ol>
	<li>W razie potrzeby pościć myszy. W tym przykładzie myszy poszczą przez 5 godzin przed procedurą eksperymentalną.</li>
	<li>Potraktuj myszy pożądanym środkiem (np. lekiem, białkiem, peptydem) przed rozpoczęciem obrazowania. W tym przykładzie należy podać podskórne wstrzyknięcie insuliny (3 j./kg insuliny ludzkiej) lub równoważnej objętości PBS na 30 minut przed rozpoczęciem obrazowania.</li>
</ol>
2. Konfiguracja przepływu pracy
UWAGA: Ten protokół został zaimplementowany na skanerze PET/CT. Najpierw należy pozyskać dane PET, a następnie dane z tomografii komputerowej.
<ol>
	<li>Ustawienia PET:
	<ol>
		<li>Wybierz izotop jako 18F, ustaw czas skanowania na 3,600 s, a dyskryminację energii górnego i dolnego poziomu na 350 keV - 650 keV (domyślnie) z oknem czasowym koincydencji 3,432 ns (domyślnie). Dane w trybie listy histogramu w 16 klatkach (6 × 10 s, 4 × 60 s, 1 × 300 s, 5 × 600 s) przez okres 0 - 60 min po wstrzyknięciu znacznika. Rekonstrukcja sinogramów emisyjnych za pomocą 2D-FBP z zoomem 1.5. 
		UWAGA: Zrekonstruowane obrazy składały się z 16 dynamicznych klatek, każda o długości 128 × 128 × 159 wokselach i rozmiarze woksela 0,52 × 0,52 × 0,796mm3.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Ustawienia CT:
	<ol>
		<li>W przypadku tomografii komputerowej całego ciała ustaw prąd na 500 A, napięcie na 50 kV, czas ekspozycji 500 ms i 200 projekcji w ciągu obrotu o 360 stopni. Ustaw pole widzenia detektora (FoV) na 30722048, liczbę pozycji łóżka na 3 (aby pokryć pełny zakres PET FoV), nakładanie się pozycji łóżka = 30,234713% i binning detektora na 4, 
		UWAGA: Rekonstrukcję tomografii komputerowej wykonano przy użyciu oprogramowania do rekonstrukcji obrazu tomografii wiązki stożkowej z kalibracją HU, interpolacją dwuliniową i filtrem Sheppa-Logana.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>18 F-FDG:
	<ol>
		<li>Zamów wystarczającą ilość 18F-FDG (na przykład 450 MBq w 0,5 ml) u lokalnego dostawcy, aby dotrzeć ~ 30 minut przed pierwszym wstrzyknięciem. Podwielokrotność i rozcieńczyć 18F-FDG tak, aby zwierzęta otrzymały ~ 10 MBq z 18F-FDG w końcowej objętości 0,1 ml.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Protokół obrazowania
<ol>
	<li>Przetrzyj komorę indukcyjną i stół obrazowania 80% (v/v) etanolem, aby utrzymać warunki aseptyki. Umieść mysz w komorze indukcyjnej i znieczulenie 5% izofluranem w tlenie.</li>
	<li>Umieść mysz na stole do obrazowania wyposażonym w elektryczną poduszkę grzewczą do utrzymywania temperatury ciała i precyzyjny stożek nosowy parownika, który dostarcza izofluran (utrzymanie, 1,5 - 2%) z szybkością przepływu 1 l/min. Nałóż maść okulistyczną na oczy, aby zapobiec wysuszeniu podczas znieczulenia.</li>
	<li>Ustaw mysz w pozycji leżącej na podkładce sensorycznej, aby monitorować oddech i zapewnić utrzymanie odpowiedniej płaszczyzny znieczulenia.</li>
	<li>Ogrzej ogon za pomocą okładu grzewczego przez 1-2 minuty, aby rozszerzyć boczną żyłę ogonową. Cewnikować boczną żyłę ogonową, wprowadzając igłę o rozmiarze 30 do bocznej żyły ogonowej. Zabezpiecz igłę na miejscu za pomocą kleju chirurgicznego i zabezpiecz cewnik.</li>
	<li>Załaduj łóżko do obrazowania do skanera i przesuń łóżko przez urządzenie tak, aby dostęp do cewnika był możliwy z tyłu urządzenia.</li>
	<li>Podłączyć cewnik do strzykawki 18F-FDG w sterowniku strzykawkowym. Obliczyć dokładną dawkę 18F-FDG (10 MBq) na podstawie aktywności w strzykawce przed wstrzyknięciem i objętości do podania (< 100 μl, wstrzykiwana przez 10 sekund).</li>
	<li>Aby zminimalizować wpływ znieczulenia na zmienność wychwytu glukozy, należy zapewnić stały czas między indukcją znieczulenia a wstrzyknięciem 18F-FDG (na przykład 30 minut).</li>
	<li>Badanie PET należy rozpocząć bezpośrednio przed wstrzyknięciem 18F-FDG. Po zakończeniu badania PET (3 600 s) należy wykonać tomografię komputerową (~ 10 min), aby umożliwić jednoczesną rejestrację wychwytu radioznacznika z tkankami.</li>
	<li>Przesuń stół obrazowania do pozycji wyjściowej, wyjmij zwierzę z łóżka.</li>
	<li>W tym momencie poddaj zwierzę eutanazji lub pozwól mu wyzdrowieć:
	<ol>
		<li>W przypadku eutanazji należy wykonać zwichnięcie szyjki macicy jeszcze pod narkozą i pobrać interesujące nas narządy do późniejszej analizy.</li>
		<li>Jeśli pozwalasz myszy na powrót do zdrowia, umieść mysz w pojedynczej obudowie na poduszce grzewczej lub przed lampą grzewczą. Monitoruj mysz, dopóki nie odzyska wystarczającej przytomności, aby utrzymać pozycję leżącą mostka. Pozwól myszy dojść do siebie przez 1 godzinę przed powrotem do pomieszczenia grupowego.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Przetwarzanie obrazu PET
UWAGA: Rekonstrukcja obrazu została przeprowadzona przy użyciu oprogramowania do akwizycji w miejscu pracy v1.5.0.28 i analizy w oprogramowaniu do badań w wersji 4.2.
<ol>
	<li>Jednoczesna rejestracja obrazów CT i PET oraz upewnienie się, że wyrównanie jest prawidłowe we wszystkich 3 wymiarach.
	<ol>
		<li>W menu "Plik" wybierz "Wyszukiwanie folderów/Importuj" i wybierz folder zawierający dane. Wybierz żądane dane PET i CT i kliknij zakładkę "Analiza ogólna".</li>
		<li>Posortuj dane tak, aby CR był oznaczony jako "Źródło", a PET był oznaczony jako "Cel". W menu "Workflow" wybierz "Rejestracja". Jeśli obrazy wymagają korekty, aby zostały poprawnie zarejestrowane, użyj narzędzi w menu "Rejestracja".</li>
	</ol>
	</li>
	<li>W menu "Workflow" (Przepływ pracy) wybierz opcję "Quantification ROI" (Kwantyfikacja zwrotu z inwestycji).
	<ol>
		<li>Użyj funkcji "Przesuń" i "Powiększenie" w zakładce "Obraz", aby zlokalizować żądany region. W menu "Narzędzia" wybierz zakładkę "Utwórz" i kliknij ikonę pędzla. Narysuj ROI na obrazie</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wyodrębnij krzywe czasowo-aktywne, wybierając opcję "Zapisz kwantyfikację zwrotu z inwestycji" z menu "Zapisz". Zapisz dane jako plik CSV.</li>
	<li>Określić ilościowo wychwyt radioaktywności jako Bq nacm3 tkanki. Przelicz wartości na procent wstrzykniętej dawki nacm3 (% ID/ cm3), ładując plik CSV do arkusza kalkulacyjnego.</li>
</ol>
5. Funkcja wejściowa
<ol>
	<li>Aby skorygować systemową funkcję rozpiętości punktów, zdekonwolucjonizuj szacowaną systemową wartość PSF dla 5 iteracji za pomocą ponownie rozmytej metody dekonwolucji Van Citterta, jak opisano wcześniej9. 
	UWAGA: Jest to wymagane ze względu na mały rozmiar żyły głównej u myszy.</li>
	<li>Użyj obrazów po dekonwolucji, aby wygenerować krzywą czasowo-aktywność funkcji wprowadzania krwi, jak opisano powyżej.</li>
</ol>
6. Modelowanie kinetyczne
UWAGA: Model dwutkankowy FDG (Rysunek 1) wymaga funkcji wprowadzania plazmy.
<ol>
	<li>Przekonwertuj funkcję wprowadzania krwi w pliku CSV na funkcję wprowadzania osocza, używając następującego równania10: Input_plasma = Input_blood × (0,386e−0,191t + 1,165).</li>
	<li>W narzędziu do modelowania kinetycznego kliknij przycisk "Kinetyczny". Zaimportuj pliki CSV z całkowitą liczbą aktywności tkanek i osocza do narzędzia do modelowania kinetycznego, wybierając opcję "Krzywa aktywności w czasie ładowania" z "Menu".</li>
	<li>W menu "Model" wybierz 2 przedziały tkankowe. Upewnij się, że pole obok k4 nie jest zaznaczone i wprowadź wartość 0. W przypadku pierwszego dopasowania odznacz pole vB (frakcja objętości krwi) i wprowadź wartość 2%.</li>
	<li>Kliknij przycisk "Dopasuj do bieżącego regionu". Popraw wyodrębniony obszar zainteresowania pod kątem dyspersji11,12. Osiągnij to, minimalizując wartość chi-kwadrat dla modelu FDG dla różnych czasów dyspersji.</li>
	<li>Wykonaj drugie dopasowanie, używając zmiennej wartości vB (zaznacz pole obok pola vB) i zoptymalizowanej wartości dyspersji, aby obliczyć regionalne stałe szybkości (k1-k 3). Oblicz regionalną stałą napływu jako Ki = (k1 × k3) / (k2 + k3).</li>
</ol>

<ol><li>Jensen, M. M., Kjaer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+of+anti-cancer+treatment+with+%2818%29F-FDG+and+%2818%29F-FLT+PET%3A+a+comprehensive+review+of+pre-clinical+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Nucl+Med+Mol+Imaging%22%5BJournal%5D)">Monitoring of anti-cancer treatment with (18)F-FDG and (18)F-FLT PET: a comprehensive review of pre-clinical studies.</a> Am J Nucl Med Mol Imaging. 5, 431-456 (2015).</li>
<li>Duncan, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%2818%29F-FDG-PET%2FCT+imaging+in+an+IL-6-+and+MYC-driven+mouse+model+of+human+multiple+myeloma+affords+objective+evaluation+of+plasma+cell+tumor+progression+and+therapeutic+response+to+the+proteasome+inhibitor+ixazomib%5BTitle%5D)+AND+%22Blood+Cancer+J%22%5BJournal%5D)">(18)F-FDG-PET/CT imaging in an IL-6- and MYC-driven mouse model of human multiple myeloma affords objective evaluation of plasma cell tumor progression and therapeutic response to the proteasome inhibitor ixazomib.</a> Blood Cancer J. 3, e165(2013).</li>
<li>Wang, Y., Kung, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((18F-FDG-PET%2FCT+imaging+of+drug-induced+metabolic+changes+in+genetically+engineered+mouse+lung+cancer+models%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harb+Protoc%22%5BJournal%5D)">18F-FDG-PET/CT imaging of drug-induced metabolic changes in genetically engineered mouse lung cancer models.</a> Cold Spring Harb Protoc. 2015, 176-179 (2015).</li>
<li>Wang, X., Minze, L. J., Shi, Z. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+imaging+of+brown+fat+in+mice+with+18F-FDG+micro-PET%2FCT%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Functional imaging of brown fat in mice with 18F-FDG micro-PET/CT.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. , (2012).</li>
<li>Radu, C. G., Shu, C. J., Shelly, S. M., Phelps, M. E., Witte, O. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Positron+emission+tomography+with+computed+tomography+imaging+of+neuroinflammation+in+experimental+autoimmune+encephalomyelitis%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Positron emission tomography with computed tomography imaging of neuroinflammation in experimental autoimmune encephalomyelitis.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 104, 1937-1942 (2007).</li>
<li>Toba, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Post-natal+treatment+by+a+blood-brain-barrier+permeable+calpain+inhibitor%2C+SNJ1945+rescued+defective+function+in+lissencephaly%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Post-natal treatment by a blood-brain-barrier permeable calpain inhibitor, SNJ1945 rescued defective function in lissencephaly.</a> Sci Rep. 3, 1224(2013).</li>
<li>Halseth, A. E., Bracy, D. P., Wasserman, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Overexpression+of+hexokinase+II+increases+insulinand+exercise-stimulated+muscle+glucose+uptake+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Overexpression of hexokinase II increases insulinand exercise-stimulated muscle glucose uptake in vivo.</a> Am J Physiol. 276, E70-E77 (1999).</li>
<li>Defronzo, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Banting+Lecture.+From+the+triumvirate+to+the+ominous+octet%3A+a+new+paradigm+for+the+treatment+of+type+2+diabetes+mellitus%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes%22%5BJournal%5D)">Banting Lecture. From the triumvirate to the ominous octet: a new paradigm for the treatment of type 2 diabetes mellitus.</a> Diabetes. 58, 773-795 (2009).</li>
<li>Tohka, J., Reilhac, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deconvolution-based+partial+volume+correction+in+Raclopride-PET+and+Monte+Carlo+comparison+to+MR-based+method%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Deconvolution-based partial volume correction in Raclopride-PET and Monte Carlo comparison to MR-based method.</a> NeuroImage. 39, 1570-1584 (2008).</li>
<li>Wu, H. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((et+al.+In+vivo+quantitation+of+glucose+metabolism+in+mice+using+small-animal+PET+and+a+microfluidic+device%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nucl+Med%22%5BJournal%5D)">et al. In vivo quantitation of glucose metabolism in mice using small-animal PET and a microfluidic device.</a> J Nucl Med. 48, 837-845 (2007).</li>
<li>Oikonen, V. Model equations for the dispersion of the input function in bolus infusion PET studies. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.turkupetcentre.net/reports/tpcmod0003.pdf">http://www.turkupetcentre.net/reports/tpcmod0003.pdf</a> (2002).</li>
<li>Iida, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Error+analysis+of+a+quantitative+cerebral+blood+flow+measurement+using+H2%2815%29O+autoradiography+and+positron+emission+tomography%2C+with+respect+to+the+dispersion+of+the+input+function%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cereb+Blood+Flow+Metab%22%5BJournal%5D)">Error analysis of a quantitative cerebral blood flow measurement using H2(15)O autoradiography and positron emission tomography, with respect to the dispersion of the input function.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 6, 536-545 (1986).</li>
<li>Cochran, B. J., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27193916">In vivo PET imaging with [18F]FDG to explain improved glucose uptake in an apolipoprotein A-I treated mouse model of diabetes.</a> Diabetologia. 59, 1977-1984 (2016).</li>
<li>Kobayashi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+db%2Fdb+mouse%2C+a+model+for+diabetic+dyslipidemia%3A+molecular+characterization+and+effects+of+Western+diet+feeding%5BTitle%5D)+AND+%22Metabolism%22%5BJournal%5D)">The db/db mouse, a model for diabetic dyslipidemia: molecular characterization and effects of Western diet feeding.</a> Metabolism. 49, 22-31 (2000).</li>
<li>Yue, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+of+progressive+cardiomyopathic+changes+in+the+db%2Fdb+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging of progressive cardiomyopathic changes in the db/db mouse.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 292, H2106-H2118 (2007).</li>
<li>Hagberg, C. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeting+VEGF-B+as+a+novel+treatment+for+insulin+resistance+and+type+2+diabetes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Targeting VEGF-B as a novel treatment for insulin resistance and type 2 diabetes.</a> Nature. 490, 426-430 (2012).</li>
<li>Alf, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+brain+glucose+metabolism+by+18F-FDG+PET+with+real-time+arterial+and+image-derived+input+function+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nucl+Med%22%5BJournal%5D)">Quantification of brain glucose metabolism by 18F-FDG PET with real-time arterial and image-derived input function in mice.</a> J Nucl Med. 54, 132-138 (2013).</li>
<li>Tantawy, M. N., Peterson, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simplified+%5B18F%5DFDG+image-derived+input+function+using+the+left+ventricle%2C+liver%2C+and+one+venous+blood+sample%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+imaging%22%5BJournal%5D)">Simplified [18F]FDG image-derived input function using the left ventricle, liver, and one venous blood sample.</a> Molecular imaging. 9, 76-86 (2010).</li>
<li>Thorn, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repeatable+noninvasive+measurement+of+mouse+myocardial+glucose+uptake+with+18F-FDG%3A+evaluation+of+tracer+kinetics+in+a+type+1+diabetes+model%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nucl+Med%22%5BJournal%5D)">Repeatable noninvasive measurement of mouse myocardial glucose uptake with 18F-FDG: evaluation of tracer kinetics in a type 1 diabetes model.</a> J Nucl Med. 54, 1637-1644 (2013).</li>
<li>Wagner, R., Zimmer, G., Lacko, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+interspecies+approach+to+the+investigation+of+the+red+cell+membrane+glucose+transporter%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim+Biophys+Acta%22%5BJournal%5D)">An interspecies approach to the investigation of the red cell membrane glucose transporter.</a> Biochim Biophys Acta. 771, 99-102 (1984).</li>
<li>Flores, J. E., McFarland, L. M., Vanderbilt, A., Ogasawara, A. K., Williams, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+anesthetic+agent+and+carrier+gas+on+blood+glucose+and+tissue+uptake+in+mice+undergoing+dynamic+FDG-PET+imaging%3A+sevoflurane+and+isoflurane+compared+in+air+and+in+oxygen%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Imaging+Biol%22%5BJournal%5D)">The effects of anesthetic agent and carrier gas on blood glucose and tissue uptake in mice undergoing dynamic FDG-PET imaging: sevoflurane and isoflurane compared in air and in oxygen.</a> Mol Imaging Biol. 10, 192-200 (2008).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Opisany tutaj protokół stanowi solidną, nieinwazyjną metodologię określania kinetyki wychwytu glukozy z krwiobiegu do tkanek i późniejszego metabolizmu u myszy.
Mysz db / db jest dobrze ugruntowanym zwierzęcym modelem cukrzycy typu 214 , który był szeroko stosowany do badania insulinooporności i odpowiednich interwencji. Jednak wcześniejsze badania określały ilościowo tylko wychwyt punktu końcowego wsercu15 oraz mięśniach sercowych i szkieletowyc...

Celem tego badania było opracowanie metodologii opartej na pozytonowej tomografii emisyjnej/tomografii komputerowej (PET/CT) do ilościowego określenia in vivo, w czasie rzeczywistym wychwytu glukozy z krwiobiegu do określonych tkanek u myszy. Osiągnięto to przy użyciu 18fluorodeoksyglukozy znakowanej F (FDG) do pomiaru wychwytu glukozy i modelowania kinetycznego w celu oszacowania szybkości wychwytu 18F-FDG z osocza do przestrzeni wewnątrzkomórkowej, szybkości transportu z przestrzeni wewnątrzkomórkowej do osocza oraz szybkości fosforylacji 18F-FDG.
U gryzoni, 18F-FDG został wykorzystany w przedklinicznej ocenie licznych metod leczenia raka1, badaniach progresji nowotworu2 i metabolizmie nowotworów3 oraz obrazowaniu brązowych magazynów tłuszczu4, neuroinflamation5 i metabolizmie mózgu6.
Tradycyjne metody używane do badania specyficznego dla tkanek wychwytu glukozy u myszy (i szczurów) zazwyczaj obejmują leczenie 2-deoksyglukozą znakowaną radioaktywnie za pomocą 3H lub 14C, a następnie eutanazję, pobranie tkanek i pomiar radioaktywności w każdej tkance7. Zastosowanie PET/CT pozwala na nieinwazyjne określenie wychwytu i metabolizmu glukozy w wielu narządach i regionach jednocześnie u żywych zwierząt. Dodatkowo, ponieważ eutanazja nie jest wymagana, technika ta nadaje się do stosowania w badaniach podłużnych.
Cukrzyca typu 2 (T2DM) charakteryzuje się zaburzonym metabolizmem glukozy i hiperglikemią wtórną do zmniejszonej reakcji tkanek na insulinę (insulinooporność) oraz niezdolnością komórek trzustki do wytwarzania odpowiedniej ilości insuliny8. Analiza kinetyczna wychwytu i metabolizmu glukozy może dostarczyć ważnych informacji na temat mechanizmu działania i skuteczności interwencji terapeutycznych, a także umożliwić zaawansowane monitorowanie postępu choroby.

<table><tbody><tr><td>Skaner PET/CT</td><td>Siemens</td><td>Inveon&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>18F-FDG</td><td>PETNET Solutions</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Pharmachem</td><td></td><td></td></tr><tr><td>30 gauge igła</td><td>BD</td><td>305106</td><td></td></tr><tr><td>oprogramowanie do modelowania PMOD</td><td>Technologies</td><td></td><td></td></tr><tr><td>BKS. Cg-Dock7m&nbsp;+/+&nbsp; Leprdb/J myszy</td><td>Jackson Laboratory</td><td>000642</td><td></td></tr><tr><td>Insulina ludzka</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

określanie kinetyki metabolizmu glukozy za pomocą 18f-fdg micro-pet/ct

Determining Glucose Metabolism Kinetics Using 18F-FDG Micro-PET/CT

Ten artykuł opisuje użycie 18obrazowania F-FDG i mikro-PET/CT do określenia kinetyki metabolizmu glukozy in vivo u myszy (i można ją przenieść na szczury). Upośledzony wychwyt i metabolizm glukozy w wielu układach narządowych z powodu insulinooporności jest cechą charakterystyczną cukrzycy typu 2. Zdolność tej techniki do wyodrębnienia funkcji wejściowej pochodzącej z obrazu z żyły głównej przy użyciu iteracyjnej metody dekonwolucji eliminuje konieczność pobierania próbek krwi tętniczej. Dopasowanie krzywych aktywności tkankowej i żyły głównej w czasie do modelu dwutkankowego, trójkompartmentowego pozwala na oszacowanie mikroparametrów kinetycznych związanych z wychwytem 18F-FDG z osocza do przestrzeni wewnątrzkomórkowej, szybkości transportu z przestrzeni wewnątrzkomórkowej do osocza oraz szybkości fosforylacji 18F-FDG. Metodologia ta pozwala na wiele pomiarów wychwytu glukozy i kinetyki metabolizmu w kontekście badań podłużnych, a także zapewnia wgląd w skuteczność interwencji terapeutycznych.

Wcześniej wykorzystaliśmy model myszy db/db do zbadania wpływu zwiększenia poziomu apoA-I w osoczu na kinetykę wychwytu i metabolizmu glukozy13. W niniejszym badaniu zastosowaliśmy myszy db/db leczone insuliną, aby wykazać użyteczność obrazowania PET/CT w monitorowaniu wychwytu 18F-FDG z osocza do mięśnia brzuchatego łydki w czasie rzeczywistym.
Sześciotygodniowe myszy db/db znieczulono i podan...

To badanie opisuje protokół, który wykorzystuje obrazowanie 18F-FDG i pozytonowej tomografii emisyjnej/tomografii komputerowej (PET/CT), wraz z modelowaniem kinetycznym, do ilościowego określenia in vivo, w czasie rzeczywistym wychwytu 18F-FDG do tkanek.

Określanie kinetyki metabolizmu glukozy za pomocą 18F-FDG Micro-PET/CT

This paper describes the use of 18F-FDG and micro-PET/CT imaging to determine in vivo glucose metabolism kinetics in mice (and is transferable to rats). ...

Ogólnym celem niniejszego protokołu obrazowania jest ilościowe określenie w czasie rzeczywistym in vivo pobierania glukozy z krwiobiegu do określonych tkanek u myszy. Metoda ta może pomóc w udzieleniu odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie cukrzycy i metabolizmu, takie jak wpływ poszczególnych terapii cukrzycy na pobieranie i metabolizm glukozy. Główną zaletą tej techniki jest możliwość przeprowadzania eksperymentów podłużnych w celu oceny na przykład wpływu wieku lub diety na metabolizm glukozy.Opanowanie tej metody dostarcza informacji o metabolizmie glukozy w mięśniach szkieletowych. Jest ona również przydatna w badaniu innych tkanek, takich jak wątroba i mózg, a także może być zastosowana u szczurów. Wizualna demonstracja tej metody jest kluczowa, ponieważ akwizycja obrazów oraz etapy analizy muszą zostać wykonane prawidłowo, aby zapewnić dokładność wyników.Najpierw przemyj komorę indukcyjną, stół obrazujący oraz matę grzewczą 80% etanolem. Umieść mysz w komorze indukcyjnej i podaj znieczulenie w postaci 5% izofluranu w tlenie. Zamocuj elektryczną matę grzewczą oraz matę z czujnikiem na stole obrazującym.Umieść mysz w pozycji brzusznej i kontynuuj podawanie 1 l/min 1,5 do

determining-glucose-metabolism-kinetics-using-18f-fdg-micro-petct

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Istnieje ogromna potrzeba nieinwazyjnego rozpoznawania miażdżycy; w niniejszej pracy demonstrujemy, w jaki sposób badanie FDG-PET/CT może zostać wykorzystane do wykrywania i ilościowego określania aktywności blaszki miażdżycowej oraz stanu zapalnego naczyń.

Ilościowe oznaczanie aktywności blaszki miażdżycowej i stanu zapalnego naczyń krwionośnych za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej z tomografią komputerową z użyciem [18-F] fluorodeoksyglukozy (FDG-PET/CT)

Opisano metodę obrazowania funkcjonalnego brunatnej tkanki tłuszczowej (BAT) u myszy, w której pobór 18F-fluorodeoksygukozy (FDG) przez BAT stymulowany zimnem jest oceniany nieinwazyjnie przy użyciu standaryzowanego protokołu micro-PET/CT. Metoda ta jest wiarygodna i czuła w wykrywaniu różnic w aktywności BAT w modelach mysich.

Obrazowanie funkcjonalne brunatnej tkanki tłuszczowej u myszy z wykorzystaniem micro-PET/CT z 18F-FDG

Ten artykuł opisuje multimodalność obrazowania tkanek nowotworowych za pomocą diagnostyki PET i CT przy użyciu radioznacznika 18F-FDG. Tkanka nowotworowa o wysokiej aktywności glikolitycznej wychwytuje więcej 18F-FDG.

Skan PET/CT oparty na FDG: metoda wykorzystania radioznacznika do nieinwazyjnego obrazowania metabolizmu guza

Pozytonowa tomografia emisyjna dla małych zwierząt umożliwia ocenę dwóch głównych substratów energetycznych mózgu: glukozy i ketonów. W niniejszej metodzie 11C-acetooctan i 18F-fluorodeoksyglukoza są wstrzykiwane sekwencyjnie każdemu zwierzęciu, a ich wychwyt jest mierzony ilościowo w określonych obszarach mózgu określonych na podstawie obrazów rezonansu magnetycznego.

Protokół PET-MRI z podwójnym znacznikiem do ilościowego pomiaru wychwytu regionalnych substratów energetycznych mózgu u szczura

W tym protokole opisujemy, jak wykorzystać pozytonową tomografię emisyjną [18F]-2-fluoro-2-deoksy-D-glukozy i obrazowanie tomografii komputerowej (18F-FDG PET/CT) do pomiaru odpowiedzi metabolicznej guza na terapię celowaną MLN0128 w mysim modelu raka płuc z mutacją Kras/Lkb1 oraz obrazowania sprzężonego z autoradiografią ex vivo o wysokiej rozdzielczości i histologią ilościową.

Wykorzystanie obrazowania PET/CT 18F-FDG i histologii ilościowej do pomiaru dynamicznych zmian w metabolizmie glukozy w mysich modelach raka płuc

Optymalna bramkowanie oddechowe (ORG) oparte na amplitudzie skutecznie usuwa wywołane przez oddychanie rozmycie ruchu z klinicznych 18obrazów pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) F-fluorodeoksyglukozy (FDG). Korekcja obrazów FDG-PET dla tych artefaktów ruchu oddechowego poprawia jakość obrazu, dokładność diagnostyczną i ilościową. Usunięcie artefaktów ruchu oddechowego jest ważne dla odpowiedniego postępowania klinicznego z pacjentami stosującymi PET.

Zarządzanie artefaktami ruchu oddechowego w 18pozytonowej tomografii emisyjnej F-fluorodeoksyglukozy przy użyciu algorytmu optymalnego bramkowania oddechowego opartego na amplitudzie

Ten manuskrypt opisuje dwa protokoły podawania radioznaczników dla FDG-PET (infuzja stała i bolus plus infuzja) i porównuje je do podawania w bolusie. Rozdzielczości czasowe 16 s są osiągalne przy użyciu tych protokołów.

Podawanie radioznacznika w pozytonowej tomografii emisyjnej ludzkiego mózgu o wysokiej rozdzielczości czasowej: zastosowanie do FDG-fPET

Funkcjonalne obrazowanie i ilościowe określanie termogenicznych magazynów tłuszczu u myszy przy użyciu podejścia opartego na obrazowaniu mikro-PET/MR.

Wizualizacja i kwantyfikacja brązowych i beżowych tkanek tłuszczowych u myszy za pomocą obrazowania [18F]FDG Micro-PET/MR

Tutaj prezentujemy eksperymentalny protokół obrazowania do ilościowego oznaczania funkcji i morfologii serca za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej/tomografii komputerowej o wysokiej rozdzielczości dla małych zwierząt. Pod uwagę brane są zarówno myszy, jak i szczury, omawiając różne wymagania dotyczące środków kontrastowych w tomografii komputerowej dla tych dwóch gatunków.

Pozytonowa tomografia emisyjna serca o wysokiej rozdzielczości/tomografia komputerowa dla małych zwierząt

Ilościowe pomiary metabolizmu tlenu i glukozy za pomocą PET są uznanymi technologiami, ale szczegóły praktycznych protokołów są rzadko opisane w literaturze. W artykule przedstawiono praktyczny protokół, który z powodzeniem został wdrożony na najnowocześniejszym skanerze pozytonowej tomografii emisyjnej i tomografii komputerowej.

Wielośladowe badania metabolizmu tlenu i glukozy w mózgu przy użyciu skanera pozytonowej tomografii emisyjnej i tomografii komputerowej czasu przelotu

Akwizycja danych z dynamicznej pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) i rekonstrukcja w przedziałach czasowych pozwala na analizę metabolicznej łączności mózgu na poziomie pojedynczego podmiotu. Opisujemy metodę pozyskiwania [18F]FDG dynamicznych danych PET mózgu szczura i uzyskania macierzy połączeń poprzez ekstrakcję krzywych czasowo-aktywnych o interesujących nas objętościach.

Badanie metabolicznych połączeń mózgu za pomocą dynamicznej pozytonowej tomografii emisyjnej 2-deoksy-2-[18F]fluoro-D-glukozy na poziomie pojedynczego obiektu

Poznaj metodę 18F-FDG Micro-PET/CT do badania kinetyki metabolizmu glukozy w tkankach myszy. Technika umożliwia pomiar w czasie rzeczywistym oraz długoterminowe badania metaboliczne.

Określanie kinetyki metabolizmu glukozy za pomocą ¹⁸F-FDG Micro-PET/CT

Przeglądaj więcej filmów