2 maja 2017
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.
Ogólnym celem tego protokołu obrazowania jest ilościowe określenie wychwytu glukozy w czasie rzeczywistym z krwiobiegu do określonych tkanek u myszy. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie cukrzycy i metabolizmu, takie jak wpływ wszelkich metod leczenia cukrzycy na wychwyt glukozy i metabolizm. Główną zaletą tej techniki jest to, że eksperymenty można przeprowadzać podłużnie, aby ocenić na przykład wpływ wieku lub diety na metabolizm glukozy.
Poznanie tej metody dostarcza informacji na temat metabolizmu glukozy w mięśniu twardówkowym. Jest również przydatny w innych tkankach, takich jak wątroba i mózg, i może być przenoszony na szczury. Wizualna demonstracja tej metody ma kluczowe znaczenie, ponieważ etapy akwizycji obrazowania i naszej analizy muszą być wykonane poprawnie, aby zapewnić dokładne wyniki.
Najpierw przetrzyj komorę indukcyjną, stół obrazowy i poduszkę grzewczą 80% etanolem. Umieść mysz w komorze indukcyjnej i znieczul mysz 5% izofluranem i tlenem. Zamocuj elektryczną poduszkę grzewczą i podkładkę sensoryczną na stole do obrazowania.
Umieść mysz w pozycji leżącej i kontynuuj dostarczanie jednego litra na minutę 1,5 do 2% izofluranu przez stożek nosowy. Nałóż maść weterynaryjną na oczy myszy, aby zapobiec wysuszeniu. Następnie ogrzej ogon myszy przez jedną do dwóch minut.
Gdy boczna żyła ogonowa zostanie rozszerzona, włóż igłę o rozmiarze 30 G do żyły. Zamocuj igłę na miejscu za pomocą kleju chirurgicznego i podłącz cewnik do igły. Załaduj łóżko do obrazowania do skanera PET/CT i ustaw łóżko tak, aby cewnik był dostępny z tyłu urządzenia.
Przymocować strzykawkę zawierającą dziesięć mega dawki F18-FDG do cewnika. Po upływie określonego czasu od indukcji znieczulenia należy rozpocząć godzinne badanie PET i wstrzyknąć dawkę F18-FDG. Po zakończeniu badania PET należy wykonać 10-minutową tomografię komputerową.
Po wykonaniu tomografii komputerowej przesuń stół obrazowania do pozycji wyjściowej i wyjmij mysz z łóżka. Albo poddać mysz eutanazji przez zwichnięcie szyjki macicy w znieczuleniu, albo pozwolić myszy dojść do siebie w pojedynczym pomieszczeniu pod obserwacją. Aby rozpocząć przetwarzanie obrazu, należy załadować zrekonstruowane obrazy PET i CT.
Oznacz dane CT jako źródło, a dane PET jako cel. Współzarejestruj dane i wyrównaj obrazy zgodnie z potrzebami. Następnie wybierz opcję Kwantyfikacja zwrotu z inwestycji.
Użyj narzędzi do przesuwania i powiększania, aby zlokalizować żądany obszar zainteresowania na obrazie. Przejdź do zakładki tworzenia i wybierz narzędzie pędzel. Narysuj ROI odpowiadający mięśniowi brzuchatemu łydki.
Następnie użyj funkcji kwantyfikacji zapisz zwrot z inwestycji, aby wyodrębnić dane dotyczące aktywności tkanek w czasie jako plik CSV. Dekonwolucja szacowanej systemowej funkcji rozpiętości punktów dla pięciu iteracji za pomocą metody dekonwolucji Van Citterta. Następnie narysuj ROI odpowiadający żyle głównej.
Eksportuj dane o czasie aktywności funkcji wprowadzania krwi z obrazów po dekonwolucji jako plik CSV. Zaimportuj pliki CSV do arkusza kalkulacyjnego. Zapisz dane jako nowe pliki CSV i przelicz wartości wychwytu na procent wstrzykniętej dawki na centymetr sześcienny.
Wykreśl krzywe aktywności w czasie za pomocą oprogramowania do arkuszy kalkulacyjnych. Następnie zapisz przetworzone dane żyły głównej w nowym pliku CSV. Konwertuj dane żyły głównej na funkcję wprowadzania plazmy.
Wybierz opcję kinetyczną w narzędziu do modelowania kinetycznego. Zaimportuj pliki danych z danymi dotyczącymi całkowitej aktywności tkanek i osocza. Wybierz model z dwiema tkankami i trzema komorami.
Upewnij się, że szybkość defosforylacji F18-FDG, K4, nie jest zaznaczona i ma wartość zero. Ustaw frakcję objętości krwi, VB, na 2%Aby dodać dyspersję do funkcji wejściowej pochodzącej z żyły głównej, użyj programu takiego jak disp4dft, aby utworzyć wiele funkcji wejściowych o różnych czasach dyspersji. Następnie załaduj funkcje wejściowe dyspersją jeden po drugim i wybierz dopasuj bieżący region.
Powtórz tę czynność, aby znaleźć funkcję wejściową z dyspersją, która ma najniższą wartość ChiSquared. Korzystając ze zoptymalizowanej funkcji wprowadzania, ustaw frakcję objętości krwi na wartość zmiennoprzecinkową. Dopasuj region ponownie, aby określić regionalne stałe stawki.
Następnie oblicz regionalną stałą napływu. Sześciotygodniowe myszy DBDB leczone insuliną lub solą fizjologiczną buforowaną fosforanami obrazowano tą metodą. Myszy leczone insuliną wykazywały zwiększoną aktywność F18-FDG w mięśniu brzuchatym łydki w porównaniu z myszami kontrolnymi.
Nie zaobserwowano zwiększonej aktywności żyły głównej. Do modelowania kinetycznego wykorzystano model dwutkankowy i trzykompartmentowy. Nie zaobserwowano istotnej różnicy w stosunku do grupy kontrolnej w szybkości transportu F18-FDG z osocza arteriolu do przestrzeni wewnątrzkomórkowej lub odwrotnie.
Jednak szybkość fosforylacji F18-FDG była znacznie wyższa u myszy leczonych insuliną. Stała napływu była odpowiednio wyższa w przypadku myszy leczonych insuliną. Po obejrzeniu filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak prawidłowo obrazować myszy, rysować obszary zainteresowania i obliczać parametry kinetyczne
.Nie zapominaj, że praca z promieniowaniem może być niebezpieczna, a podczas wykonywania tej procedury należy zawsze podejmować środki ostrożności, takie jak odpowiednie szkolenie, stosowanie osłon i monitorowanie narażenia.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Niniejsze badanie opisuje protokół wykorzystujący 18 F-FDG oraz obrazowanie PET/CT do ilościowego oznaczenia wchłaniania glukozy do tkanek in vivo. Metoda ta jest szczególnie przydatna do badania metabolizmu glukozy w różnych tkankach, w tym w mięśniach, wątrobie i mózgu.
Ilościowe określanie kinetyki metabolizmu glukozy in vivo umożliwia mechanistyczne zmniejszenie ryzyka w przypadku kandydatów na leki celujących w insulinooporność i cukrzycę. Metoda ta wspiera walidację celu poprzez dostarczanie ilościowych, podłużnych odczytów specyficznych dla tkanek szybkości pobierania i fosforylacji glukozy. Zwiększa ona pewność prognostyczną w modelach przedklinicznych, łącząc efekty farmakodynamiczne z funkcjonalnymi wynikami metabolicznymi.
Metoda ta wpisuje się w proces odkrywania leków – od walidacji celu po optymalizację wiodącej cząsteczki – zapewniając ilościowe fenotypowanie metaboliczne.