Визуализация и количественная оценка коричневых и бежевых жировых тканей у мышей с использованием [^18F]FDG Micro-PET/MR Визуализация

ПЭТ/МР-визуализация позволяет проводить как качественные, так и количественные измерения этих метаболически активных коричневых и бежевых адипоцитов у живых животных, так что активность этих так называемых термогенных адипоцитов может быть измерена на функциональной основе. Основным преимуществом этого метода является то, что он позволяет получать и комбинировать ПЭТ и МРТ сканирование на одном и том же объекте, что позволяет точно и одновременно получать термогенные адипоциты в разных депо мелкого животного. Этот метод может быть легко перенесен в любую доклиническую систему или модифицирован в формат с высокой пропускной способностью путем одновременной визуализации нескольких мышей, тем самым увеличивая статистическую мощность данных визуализации при меньших затратах и времени.

Чтобы собрать межлопаточную коричневую жировую ткань, поместите анестезированную 8-недельную мышь C57 Black 6 на грелку и сделайте 2-сантиметровый разрез вдоль спинной средней линии. Снимите прокладки iBAT из межлопаточной области. После того, как кровотечение прекратится, используйте 7-миллиметровые зажимы из нержавеющей стали, чтобы закрыть разрез.

Когда все iBAT будут собраны, поместите мышей в отделение интенсивной терапии на 14 дней. Вводите 5 миллиграммов на килограмм мелоксикама мышам в течение шести дней и удаляйте клипсы, как только рана заживет. Чтобы обеспечить автоматическое последовательное ПЭТ/МРТ сканирование перед сеансом визуализации, установите уровень дискриминации на уровне от 400 до 600 килоэлектрон-вольт, доверительный режим на 1-3, время сканирования на 20 минут и изотоп исследования на F-18, чтобы установить рабочий процесс для сбора ПЭТ.

Чтобы получить Т1-взвешенный магнитный резонанс для коррекции затухания, установите параметры Градиента Эхо-3D. Чтобы получить Т2-взвешенный магнитный резонанс в качестве анатомического эталона, задайте параметры Fast-spin Echo 2D. Чтобы обеспечить реконструкцию ПЭТ-изображений, используйте алгоритм Tera-Tomo 3D с режимом совпадения, установленным на 1-3, и с затуханием, мертвым временем, случайным, затуханием и рассеянием, установленными для создания изображений с общим размером вокселя 0,3 кубических миллиметра.

За день до начала исследования изображений, чтобы проверить точность количественного определения ПЭТ, наденьте соответствующие СИЗ и заполните 5-миллилитровый шприц F18-FDG по рекомендации производителя. Используйте калибратор дозы, чтобы записать активность шприца и отметить время измерения. В программном обеспечении используйте интерполированную эллипсовую рентабельность инвестиций, чтобы нарисовать интересующий объем на реконструированном изображении шприца и сравнить восстановленную активность со значением, измеренным с помощью калибратора дозы.

В день эксперимента по визуализации используйте щипцы, чтобы аккуратно поместить флакон 18F-FDG за настольным щитом L-блока и разбавить аликвоту радиоизотопа в 100-150 микролитрах стерильного физиологического раствора до общей концентрации активности от 200 до 250 микрокюри. Втяните раствор 18F-FDG в шприц объемом 1 миллилитр, оснащенный иглой, и измерьте радиоактивность с помощью калибратора доз, как показано на рисунке. Запишите вес мыши, которая будет изображена, прежде чем вводить раствор 18F-FDG в хвостовую вену.

Обратите внимание на время инъекции и остаточную радиоактивность шприца, чтобы обеспечить коррекцию распада. Затем поместите мышь обратно в клетку на 60 минут. Чтобы рассчитать инъецируемую активность 18F-FDG, вычтите активность в шприце до инъекции из активности, измеренной после инъекции.

В конце периода поглощения радиоизотопов включите воздухонагреватель для мышиного слоя сканера micro-PET/MR. Поместите анестезируемую мышь, введенную FDG, на дыхательную подушку в кровати сканера и выполните вид разведчика, чтобы определить положение мыши. Отрегулируйте положение кровати мыши таким образом, чтобы можно было наблюдать за всем телом, гарантируя, что центр поля зрения МРТ совпадает с центром тела.

В разделе Приобретение ПЭТ выберите Диапазон сканирования при предыдущем приобретении, чтобы использовать положение вида разведчика, и нажмите кнопку Подготовиться, чтобы переместить кровать животных из MR в PET. Нажмите кнопку ОК, чтобы начать сканирование ПЭТ. Запишите дозу инъекции и время, измеренные до и после введения 18F-FDG, в радиофармацевтическом редакторе и введите вес мыши в меню «Информация о предмете».

После завершения ПЭТ-сканирования выберите Подготовиться к переходу на МР-визуализацию и завершить все сборы МРТ в окне списка исследований. Нажмите кнопку ОК, чтобы начать сканирование МРТ. После завершения всего рабочего процесса кратко оцените качество полученных изображений MR в программном обеспечении для постобработки и нажмите кнопку Home , чтобы переместить слой мыши из MR в исходное положение.

Когда все мыши будут сфотографированы, чтобы восстановить данные в меню Raw Scan, выберите «Сбор ПЭТ», чтобы загрузить завершенное ПЭТ-сканирование, и выберите «T1-взвешенный MR Acquisition», чтобы можно было создать карту материала. Затем используйте алгоритм Tera-Tomo 3D для восстановления данных, как показано на рисунке. Удаление iBAT до холодного лечения изменяет активность iWAT, о чем свидетельствует заметное увеличение поглощения 18F-FDG, наблюдаемое в iWAT с помощью микро-ПЭТ/МР визуализации.

Кроме того, мультилокулярные адипоциты, которые характерно наблюдаются в бежевой жировой ткани, более выражены в iWAT у мышей после удаления iBAT по сравнению с морфологией адипоцитов, наблюдаемой в iWAT у животных с фиктивной операцией. Обработанные холодом, фиктивные мыши демонстрируют заметно повышенное поглощение 18F-FDG в iBAT. Мыши с их iBAT, удаленным до лечения холодом, показывают самое высокое поглощение 18F-FDG в iWAT.

Действительно, воздействие холода вызывает семикратное увеличение поглощения 18F-FDG в iBAT фиктивных мышей, в то время как удаление iBAT у мышей, индуцированных холодом, приводит к восьмикратному увеличению поглощения 18F-FDG по сравнению с термонейтральными мышами, у которых наблюдается лишь скромное двукратное увеличение. При попытке этой процедуры размещение каждой мыши в одном и том же положении для каждого приобретения ПЭТ / МРТ важно для улучшения визуализации и количественной оценки коричневых и бежевых адипоцитов в разных регионах. Используя этот метод и вместе с другими методами МРТ, такими как диффузия с визуализацией или термометрией, можно начать больше понимания пространственного распределения и распространенности коричневых и бежевых адипоцитов у мышей, которые потенциально могут быть переведены на людей.

Этот метод позволяет исследователям изучать функцию этих термогенных коричневых и бежевых адипоцитов. Поэтому они особенно эффективны при изучении неклинических термогенных путей, в которых эти классические маркеры не изменяются и не регулируются.