Функциональной визуализации бурого жира у мышей с ФДГ micro-PET/CT
Summary
Метод функциональной визуализации мыши коричневой жировой ткани (BAT) описан в котором холодно-стимулированного поглощения 18F-фтордезоксиглюкозы (ФДГ) в НДТ является неинвазивным оценку со стандартизированным протоколом micro-PET/CT. Этот метод является надежным и чувствительным, чтобы обнаружить различия в BAT деятельности на мышах.
Abstract
Браун жировой ткани (BAT) отличается от белой жировой ткани (WAT) ее дискретным расположением и красно-коричневый цвет из-за богатой васкуляризации и высокую плотность митохондрий. BAT играет важную роль в энергетических затрат и не дрожать термогенеза у новорожденных млекопитающих, а также взрослые 1. BAT-опосредованной термогенез высоко регулируется симпатической нервной системы, преимущественно через β адренергических рецепторов, 2, 3. Недавние исследования показали, что BAT деятельности в человеческом взрослых отрицательно коррелирует с индексом массы тела (ИМТ) и другие параметры, диабетическая 4-6. BAT, таким образом, был предложен в качестве потенциальной мишенью для терапии anti-obesity/anti-diabetes упором на модуляции энергетического баланса 6-8. Хотя несколько холодных задача на основе позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ) методы, установленные для обнаружения человека BAT 9-13, по существу, отсутствует стандартизированный протокол для работы с изображениями и quantification НИМ в небольших моделях животных, таких как мыши. Здесь мы опишем надежные ПЭТ / КТ изображений методом функциональной оценки BAT у мышей. Короче говоря, взрослый C57BL/6J мышей были холодные лечение в условиях голодания на продолжительность 4 часа, прежде чем они получили одну дозу 18 F-фтордезоксиглюкозы (ФДГ). Мышей остался в холодном еще на один час после инъекции ФДГ, а затем отсканированы с небольшим животным выделенных micro-PET/CT системы. Полученные изображения ПЭТ были совместно зарегистрированы в КТ-изображений для анатомических ссылки и анализировали на поглощение ФДГ в межлопаточной области BAT представить BAT деятельности. Этот стандартизированный холодной обработки и визуализации протокола было подтверждено путем тестирования деятельностью BAT во время фармакологических вмешательств, например, подавленное BAT активации лечение β-адренорецепторов пропранололом 14, 15, или расширенной активации BAT по β3 агонист BRL37344 16. Метод де-описанными здесь может быть применен для выявления наркотиков / соединений, которые модулируют активность BAT, или чтобы идентифицировать гены / путями, которые участвуют в BAT развития и регулирования в различных доклинические и фундаментальных исследований.
Protocol
Representative Results
Discussion
В этом исследовании micro-PET/CT-based метод визуализации был разработан для обнаружения BAT деятельности у взрослых мышей, которые просто требуют лечения простуды и одной инъекции коммерчески доступные 18 F-ФДГ. Вся процедура может быть сделано в течение одного дня после обработки и визуа…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы хотели бы поблагодарить Лаура Диаз, Кевин Филлипс, Вилла А. Сюэ, и король С. Ли за их полезные комментарии и техническую поддержку в разработке этого метода.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Micro-PET/CT Imaging System | Siemens Medical Solutions USA, Inc. | Inveon Dedicated PET System and Inveon Multimodality CT/SPECT System (docked) | |
| Propranolol | Sigma | P0884 | |
| BRL 37344 | Sigma | B169 | |
| 18F-FDG | Cyclotope Inc. | ||
| C57BL/6J Male Mice | Jackson Laboratory | 000664 | 3-4 months old |
References
- Cypess, A. M., Kahn, C. R. The role and importance of brown adipose tissue in energy homeostasis. Curr. Opin. Pediatr. 22, 478-484 (2010).
- Cannon, B., Nedergaard, J. Brown adipose tissue: function and physiological significance. Physiol. Rev. 84, 277-359 (2004).
- Collins, S., Surwit, R. S. The beta-adrenergic receptors and the control of adipose tissue metabolism and thermogenesis. Recent Prog. Horm. Res. 56, 309-328 (2001).
- Ouellet, V., et al. Outdoor temperature, age, sex, body mass index, and diabetic status determine the prevalence, mass, and glucose-uptake activity of 18F-FDG-detected BAT in humans. J. Clin. Endocrinol. Metab. 96, 1115-1125 (2011).
- Cypess, A. M. Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans. N. Engl. J. Med. 360, 1509-1517 (2009).
- Fruhbeck, G., Becerril, S., Sainz, N., Garrastachu, P., Garcia-Velloso, M. J. BAT: a new target for human obesity. Trends Pharmacol. Sci. 30, 387-396 (2009).
- Cypess, A. M., Kahn, C. R. Brown fat as a therapy for obesity and diabetes. Curr. Opin. Endocrinol. Diabetes Obes. 17, 143-149 (2010).
- Virtanen, K. A., et al. Functional brown adipose tissue in healthy adults. N. Engl. J. Med. 360, 1518-1525 (2009).
- van Marken Lichtenbelt, W. D., et al. Cold-activated brown adipose tissue in healthy men. N. Engl. J. Med. 360, 1500-1508 (2009).
- Cohade, C., Mourtzikos, K. A., Wahl, R. L. “USA-Fat”: prevalence is related to ambient outdoor temperature-evaluation with 18F-FDG PET/CT. J. Nucl. Med. 44, 1267-1270 (2003).
- Garcia, C. A. Reduction of brown fat 2-deoxy-2-[F-18]fluoro-D-glucose uptake by controlling environmental temperature prior to positron emission tomography scan. Mol. Imaging Biol. 8, 24-29 (2006).
- Saito, M. High incidence of metabolically active brown adipose tissue in healthy adult humans: effects of cold exposure and adiposity. Diabetes. 58, 1526-1531 (2009).
- Agrawal, A., Nair, N., Baghel, N. S. A novel approach for reduction of brown fat uptake on FDG PET. Br. J. Radiol. 82, 626-631 (2009).
- Soderlund, V., Larsson, S. A., Jacobsson, H. Reduction of FDG uptake in brown adipose tissue in clinical patients by a single dose of propranolol. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 34, 1018-1022 (2007).
- Zhao, J., Cannon, B., Nedergaard, J. Thermogenesis is beta3- but not beta1-adrenergically mediated in rat brown fat cells, even after cold acclimation. Am. J. Physiol. 275, 2002-2011 (1998).
- Rowland, D. J., Garbow, J. R., Laforest, R., Snyder, A. Z. Registration of [18F]FDG microPET and small-animal MRI. Nucl. Med. Biol. 32, 567-5672 (2005).
