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फ्लोरिसेंट SapC-DOPS nanovesicles का उपयोग कर मस्तिष्क ट्यूमर और गठिया के vivo ऑप्टिकल इमेजिंग में

Published: May 2, 2014 doi: 10.3791/51187
Automatic Translation
1,2, 3, 1, 5,6, 5,6, 4, 4, 3, 1,2
1Division of Hematology-Oncology, Department of Internal Medicine, University of Cincinnati College of Medicine, 2Division of Human Genetics, University of Cincinnati College of Medicine, 3Department of Radiology, University of Cincinnati College of Medicine, 4Division of Rheumatology, Cincinnati Children's Hospital Medical Center, University of Cincinnati College of Medicine, 5Solid Tumor Biology Program, James Comprehensive Cancer Center, The Ohio State University Medical Center, 6Department of Neurological Surgery, James Comprehensive Cancer Center, The Ohio State University Medical Center

Summary

हम एक बहु कोण घूर्णी ऑप्टिकल इमेजिंग saposin सी (SapC) dioleoylphosphatidylserine (DOPS) nanovesicles ने दिया एक फ्लोरोसेंट मार्कर के vivo quantitation के लिए (MAROI) प्रणाली का वर्णन. कैंसर और गठिया के माउस मॉडल को रोजगार, हम MAROI संकेत वक्र विश्लेषण सटीक मैपिंग और रोग प्रक्रियाओं के जैविक लक्षण वर्णन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि कैसे प्रदर्शित करता है.

Abstract

हम एक बहु कोण घूर्णी ऑप्टिकल इमेजिंग एक फ्लोरोसेंट मार्कर के साथ लेबल physiopathological प्रक्रियाओं के vivo निगरानी के लिए (MAROI) प्रणाली का वर्णन. माउस मॉडल (ब्रेन ट्यूमर और गठिया) इस विधि की उपयोगिता का मूल्यांकन करने के लिए इस्तेमाल किया गया. CellVue लाल रंग (CVM) fluorophore साथ टैग Saposin सी (SapC) dioleoylphosphatidylserine (DOPS) nanovesicles नसों दिलाई गई. पशु तो vivo इमेजिंग सिस्टम की घूर्णी धारक (मंगल) में रखा गया था. छवियाँ 380 डिग्री अधिक 10 डिग्री चरणों में हासिल किया गया. ब्याज (आरओआई) के एक आयताकार क्षेत्र मॉडल रोग स्थल पर पूर्ण छवि चौड़ाई में रखा गया था. आरओआई के भीतर, और हर छवि के लिए, मतलब प्रतिदीप्ति तीव्रता पृष्ठभूमि घटाव के बाद अभिकलन किया गया था. अध्ययन माउस मॉडल में, लेबल nanovesicles दोनों orthotopic और ट्रांसजेनिक मस्तिष्क ट्यूमर में लिया गया है, और गठिया साइटों (पैर की उंगलियों और टखनों) में. बहु कोण आईएमए की वक्र विश्लेषणजीई ROIs उच्चतम संकेत के साथ कोण निर्धारित. इस प्रकार, हर बीमारी साइट इमेजिंग के लिए इष्टतम कोण विशेषता थी. फ्लोरोसेंट यौगिकों की इमेजिंग के लिए आवेदन किया MAROI विधि वर्णित माउस मॉडल में रोग राज्यों के vivo मात्रात्मक विश्लेषण के लिए एक noninvasive, किफायती, और सटीक उपकरण है.

Introduction

पूरे पशु इमेजिंग पशु physiopathology के अध्ययन में एक शक्तिशाली उपकरण बन गया है. वर्तमान इमेजिंग सिस्टम के अलावा, एमएस FX प्रो शोधकर्ताओं सही कल्पना fluorescently (या luminescent) रहने वाले चूहों में यौगिकों और / या ऊतकों, और साथ ही एक्स - रे चित्र प्राप्त लेबल करने के लिए अनुमति देता है. हाल ही में शुरू मल्टी मॉडल पशु रोटेशन प्रणाली (मंगल) के साथ माउस की एक पूरी, स्वचालित रोटेशन विशिष्ट कोण 1 पर फ्लोरोसेंट / luminescent और एक्स - रे छवियों दोनों पर कब्जा करने के क्रम में हासिल की है. छवि अधिग्रहण अनुक्रमिक छवि श्रृंखला 1 ° के रूप में छोटे रूप में विशिष्ट, वृद्धिशील कोण पर कब्जा किया जा सकता है कि इस तरह के प्रोग्राम किया जा सकता है. इस जानवर के इष्टतम अभिविन्यास, यानी की पहचान करने के लिए एक परमिट. जिसमें आंतरिक उत्पन्न फ्लोरोसेंट / luminescent संकेत और प्रणाली का पता लगाने डिवाइस के बीच की दूरी कम से कम है कि. यह, बारी में, बाद इमेजिंग के लिए पशु की सटीक repositioning की सुविधा एसईअनुदैर्ध्य अध्ययन के दौरान ssions.

इस रिपोर्ट में, हम फ्लोरोसेंट मार्कर तीव्रता के vivo quantitation के लिए एक बहु कोण घूर्णी ऑप्टिकल इमेजिंग (MAROI) प्रणाली के कार्यान्वयन का वर्णन है. MAROI संकेत वक्र विश्लेषण ठीक रोगग्रस्त साइटों या ब्याज की जैविक प्रक्रियाओं को मैप करने फ्लोरोसेंट संकेत वितरण का सीधा संबंध के लिए अनुदैर्ध्य अध्ययन में इस्तेमाल किया जा सकता है.

इस प्रणाली orthotopic और सहज ट्यूमर से fluorescently लेबल SapC-DOPS nanovesicles के अवशोषण की निगरानी, ​​साथ ही गठिया foci द्वारा, रहने वाले चूहों में किया गया था; यह जानवरों की पूरी घूर्णी कवरेज से व्युत्पन्न multispectral और बहुविध डेटा सेट प्रदान की. Vivo इमेजिंग के लिए वर्तमान में उपलब्ध कई फ्लोरोसेंट जांच के अलावा, अवरक्त के पास और दूर की लाल वर्णक्रमीय क्षेत्रों में उत्सर्जन उन त्वचा और ऊतकों के साथ सबसे कम हस्तक्षेप प्रदान, और उच्चतम पैठ और छवि को जोड़कर प्रदानolution. हम SapC-DOPS (SapC-DOPS-CVM) 4-12 लेबल करने के लिए, CellVue लाल रंग (CVM) 2,3, एक दूर की लाल फ्लोरोसेंट सेल linker (पूर्व 647/Em 667) का इस्तेमाल किया.

Protocol

जानवरों के उपयोग की आचार बयान. और सिनसिनाटी बच्चों के अस्पताल रिसर्च फाउंडेशन (पशु कल्याण आश्वासन संख्या A3108-01): सभी जानवरों के अध्ययन सिनसिनाटी विश्वविद्यालय की संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति (11-05-05-02 IACUC प्रोटोकॉल संख्या) द्वारा अनुमोदित किया गया. चूहों को शामिल सभी प्रयोगों सिनसिनाटी और सिनसिनाटी बच्चों के अस्पताल रिसर्च फाउंडेशन के विश्वविद्यालय के पशु की देखभाल के दिशा निर्देशों का पालन किया.

1. पशु मॉडल तैयार करें

नोट: नीचे उल्लिखित तीन विभिन्न पशु मॉडल हमारे पूर्व के अध्ययन में इस्तेमाल किया गया है:

  1. Orthotopic मस्तिष्क ट्यूमर माउस: intracranially मानव U87-ΔEGFR ल्यूक कोशिकाओं को इंजेक्शन के साथ किया गया है कि परमाणु / परमाणु athymic मादा चूहों का प्रयोग करें. इन चूहों मानव glioblastoma के विशिष्ट सुविधाओं दिखा एक आक्रामक ट्यूमर का विकास.
  2. अनुवांशिक इंजीनियर मस्तिष्क ट्यूमर माउस मॉडल 13: Mut3 (GFAP-रचनात्मक नस्ल, Nf1loxपी / +; Trp53loxP/loxP साथ Trp53 / +) नर चूहों; PtenloxP / loxP महिलाओं Mut6 चूहों उत्पन्न करने के लिए (GFAP-रचनात्मक; Nf1loxP / +; Trp53-/loxP; PtenloxP / +). महिला B6CBAF1 / जम्मू चूहों के साथ पुरुष Mut3 चूहों प्रजनन द्वारा B6CBAF1 / जम्मू तनाव में Mut3 चूहों बनाए रखें. P9 और P12 के बीच चूहों जीनोटाइप और उनके ऊतकों कटाई के बाद जीनोटाइप की पुष्टि करें.
  3. कश्मीर / BXN गठिया: intraperitoneally KRN एक्स इशारा F1 चूहों से 150 μl सीरा के साथ प्रशासित किया गया है कि इस्तेमाल की C57BL/6J चूहों. इन चूहों को गठिया सीरा इंजेक्शन के बाद 24 से 48 घंटे का विकास. गठिया के चूहों की इमेजिंग चूहों प्रकट macroscopic गठिया का प्रदर्शन एक बार बिंदु है जिस पर, सीरा प्रशासन अगले दिन 7 पर किया जाता है. चूहे अगले कदम में उल्लिखित मानदंड का उपयोग कर मूल्यांकन किया जाना चाहिए.
    1. 0 = कोई detectable गठिया, 1 = सूजन और / या पंजा की लालिमा या एक अंक, 2 = शामिल दो जोड़ों, 3 = तीन जोड़ों invol इस प्रकार है: एक गठिया सूचकांक macroscopic स्कोरिंग प्रणाली का उपयोग macroscopic गठिया के लिए चूहों का मूल्यांकनवेद, और 4 = पूरे पंजा और अंकों की गंभीर गठिया. गठिया स्कोरिंग प्रणाली प्रभावित जोड़ों की संख्या और माउस पंजे में गठिया की गंभीरता को निर्धारित करने के लिए प्रयोग किया जाता है. उच्चतम संभव गठिया के स्कोर के साथ यहां तक ​​कि चूहों शायद ही कभी गतिहीनता के लक्षण दिखा. हालांकि, गठिया (जैसे भोजन और पानी की खपत को रोकता है सूजन पंजे से गंभीर गतिहीनता के रूप में) अत्यधिक दर्द में निगरानी 3x/week और चूहों है बलिदान कर रहे हैं.
    2. नोट: तरल पदार्थ माउस पूंछ नस में चतुर्थ इंजेक्शन बाँझपन प्रयोग भर में बनाए रखा है. स्वच्छ, बाँझ, डिस्पोजेबल सीरिंज और शीशियों अध्ययन समाधान तैयारी और प्रशासन के लिए उपयोग किया जाता है.

Fluorescently लेबल SapC-DOPS nanovesicles के 2. तैयारी

  1. SapC प्रोटीन उत्पादन: सटीक मानव SapC अनुक्रम के साथ संयोजक SapC प्रोटीन ई. में निर्मित किया गया था कोली की कोशिकाओं के रूप में पहले संशोधन 4 के साथ वर्णित है.SapC उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी purifications द्वारा पीछा इथेनॉल से उपजी गया था. Lyophilization के बाद, सूखी SapC इस्तेमाल किया गया था और अपनी एकाग्रता अपने वजन द्वारा निर्धारित किया गया था.
  2. पहले से 7,10,11 के रूप में वर्णित SapC प्रोटीन मिश्रण. मिक्स DOPS (0.18 मिलीग्राम) और CVM एक ग्लास ट्यूब में (0.03 मिलीग्राम) और लिपिड सॉल्वैंट्स लुप्त हो जाना नाइट्रोजन गैस का उपयोग करें.
  3. पहले से 7,10,11 वर्णित के रूप में लगभग 15 मिनट के लिए 1 पीबीएस बफर के मिलीग्राम और स्नान sonicate में शुष्क मिश्रण निलंबित, मिश्रण को SapC प्रोटीन पाउडर (0.32 मिलीग्राम) जोड़ें. तो मुफ्त CVM डाई दूर करने के लिए एक Sephadex G25 स्तंभ (पीडी-10) के माध्यम से निलंबन गुजरती हैं. उत्तेजना और अंतिम उत्पाद, यानी SapC-DOPS-CVM nanovesicles, का उत्सर्जन Maxima 653 एनएम और 677 एनएम हैं, क्रमशः.

3. इमेजिंग

  1. MAROI प्रणाली का परीक्षण करने के लिए (चरण 1 में ऊपर वर्णित है) ब्रेन ट्यूमर और गठिया माउस मॉडल का उपयोग करें. 2% isoflurane के साथ लागू करने के लिए चूहों anesthetize. 1-2 isoflurane% mainta हैइमेजिंग प्रक्रिया की अवधि के लिए ined. गर्म हवा लगातार और धीरे इमेजिंग की अवधि के लिए इमेजिंग कक्ष में कर दिया है. आंख को कवर और चिकना के रूप में तो बाँझ कृत्रिम आँसू मरहम का एक छोटा सा मनका माउस के प्रत्येक आंख के लिए आवेदन किया है. शुरू में कैमरा (चित्रा 1) की ओर निर्देशित उनकी रीढ़ की हड्डी के साथ एक लापरवाह स्थिति में चूहों स्थिति से मार्स प्रणाली में चूहों रखें. मार्स 380 ° समर्थन फिल्म जांचना और Bruker एमआई प्रोटोकॉल टैब में रोटेशन सॉफ्टवेयर का उपयोग कर माउस की स्थिति. पिछले नीचे बताए गए तरीके से SapC-DOPS-CVM प्रशासन को चूहों की आधारभूत छवियों प्राप्त करते हैं.
  2. नसों के माउस की पूंछ नस में SapC-DOPS-CVM के 200 μl इंजेक्षन. चूहों और गठिया या मस्तिष्क ट्यूमर असर चूहों पर नियंत्रण के लिए प्रशासन.
  3. छवि चूहों 24 घंटे बाद इंजेक्शन और फिर प्रतिदीप्ति (25 सेकंड समय जोखिम) और एक्स - रे (10 सेकंड समय जोखिम) लेने से 7-9 दिनों के बाद इंजेक्शन पर मैं380 डिग्री के एक कोर्स पर 10 डिग्री वेतन वृद्धि पर Mages, घूर्णी डाटासेट में कोई अंतराल हैं सुनिश्चित करने के लिए एक मामूली ओवरलैप बनाने. Bruker एमआई सॉफ्टवेयर का प्रयोग, शारीरिक स्थानीयकरण के लिए एक्स - रे छवियों पर फ्लोरोसेंट मिलाना.

4. छवि विश्लेषण

  1. बीमारी साइट (ट्यूमर और गठिया) के दृश्य (FOV) के क्षेत्र की चौड़ाई को शामिल एक आयताकार आरओआई ड्रा. आरओआई 380 डिग्री रोटेशन के पाठ्यक्रम में पशु कदम के रूप में FOV भीतर रोग सुविधा रखने के लिए पर्याप्त बड़ा होना चाहिए. ब्रेन ट्यूमर चूहों (orthotopic और ट्रांसजेनिक मॉडल) के लिए, हर समय अंक (आधारभूत, 24 घंटा, और 9 दिन) के लिए एक ही आयताकार प्रत्येक ट्यूमर मॉडल पर रॉय और उसके तीन (3) संबंधित चूहों पर नियंत्रण का उपयोग करें. प्रत्येक माउस के लिए आयताकार रॉय के पोजीशनिंग प्रत्येक जानवर इसी एक्स - रे छवियों पर संरचनात्मक स्थलों का उपयोग करके सभी समय अंक में संरक्षित रखा जाता है. ट्यूमर मॉडल पर पहचान संरचनात्मक मील का पत्थर (एस) ने भी पीएलए के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिएप्रत्येक मॉडल के संबंधित नियंत्रण पर समान आयताकार ROIs CE. लगातार आरओआई नियुक्ति की अनुमति के लिए एक्स - रे छवियों पर पहचान की शारीरिक स्थलों खोपड़ी के आधार और गाल की हड्डी का मेहराब के पीछे पहलू शामिल हैं. वे सही पर कल्पना और पीछे-पूर्वकाल (पीए) छवि में पार्श्व खोपड़ी छोड़ दिया जाता है.
  2. स्वचालित पृष्ठभूमि घटाव के बाद, हर छवि के लिए मतलब प्रतिदीप्ति तीव्रता का निर्धारण. Bruker एमआई इमेजिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग कर फोटॉनों / एस / 2 मिमी तक प्रतिदीप्ति छवियों कन्वर्ट. इमेजिंग कोण के एक समारोह के रूप में प्रतिदीप्ति मूल्यों की साजिश, और त्रुटि एक्सेल या अन्य रेखांकन सॉफ्टवेयर का उपयोग कर नियंत्रण चूहों से प्राप्त औसतन प्रतिदीप्ति मूल्यों का मानक विचलन सलाखों के रूप में लागू होते हैं.

Representative Results

हम एक दूर की लाल डाई (CVM) के साथ लेबल SapC-DOPS nanovesicles विशेष रूप से orthotopic और सहज माउस मस्तिष्क ट्यूमर में जमा है, साथ ही कश्मीर / BXN चूहों के गठिया के जोड़ों में कि यहां प्रदर्शित करता है. चूहों की पूरी घुमाव के दौरान प्रत्येक रोग साइट पर रखा एक रॉय से हासिल कर ली सीरियल प्रतिदीप्ति / एक्स - रे छवियों उच्चतम प्रतिदीप्ति तीव्रता के साथ इष्टतम इमेजिंग कोण से पता चला है जो MAROI वक्र विश्लेषण, के अधीन थे.

मार्स प्रणाली का उपयोग करने के लिए प्राथमिक उद्देश्य के लिए सबसे सही माप लिया जा सकता है, ताकि प्रतिदीप्ति के इष्टतम कोण निर्धारित करने के लिए है. मस्तिष्क ट्यूमर या गठिया के साथ चूहों का उपयोग कर तीन प्रयोगों से प्रतिनिधि परिणाम दिखाए जाते हैं. SapC-DOPS-CVM और मंगल ग्रह प्रणाली (चित्रा 1), गठिया की वजह से ट्यूमर या सूजन के अवलोकन के लिए सबसे अच्छा संभव छवि कोण का उपयोग निर्धारित किया गया था. एक एक्स - रे अधिग्रहण के द्वारा पीछा प्रतिदीप्ति छवियों,, हर 10 डिग्री हासिल किया गयामाउस के एक 380 डिग्री रोटेशन के दौरान. प्रतिदीप्ति छवियों छवि प्रदर्शन और घूर्णी फिल्म पीढ़ी के लिए इसी एक्स - रे छवियों पर मढ़ा गया.

Orthotopic मस्तिष्क ट्यूमर मॉडल से परिणाम चित्रा 2 में प्रदर्शन कर रहे हैं. एक प्रतिनिधि orthotopic ट्यूमर असर माउस (Ortho1) के प्रतिदीप्ति छवि 2A चित्रा में दिखाया गया है. इस जानवर के लिए इष्टतम छवि कोण 10 डिग्री है, प्रतिदीप्ति फोटोन तीव्रता (चित्रा 2 बी) सबसे बड़ा है, जिस पर स्थिति. माप SapC-DOPS-CVM (आधारभूत) के साथ इंजेक्शन से पहले ली गई है और 24 घंटे के इंजेक्शन के बाद किया गया. नियंत्रण चूहों (ट्यूमर) मुक्त एक ऐसी ही उपचार प्राप्त किया.

चित्रा 3 अनुवांशिक इंजीनियर मस्तिष्क ट्यूमर माउस मॉडल से तुलनीय डेटा से पता चलता है. प्रतिदीप्ति छवियों और फोटोन माप SapC-DOPS-CVM (आधारभूत) के साथ इंजेक्शन से पहले ली गई है और 24 घंटे (आंकड़े 3 ए और थे <इंजेक्शन के बाद मजबूत> 3 बी) और 9 दिन (चित्रा -3 सी). ये ग्राफ़ ट्यूमर असर पशु (ट्यूमर Mut49) में इष्टतम इमेजिंग कोण 20 डिग्री 24 घंटे बाद इंजेक्शन लेकिन 10 ° 9 दिनों के बाद इंजेक्शन के लिए परिवर्तन है कि दिखा. यह संभावना ट्यूमर के विकास को दर्शाती morphological परिवर्तन, के साथ सहसंबद्ध कि प्रतिदीप्ति संकेत परिवर्तन का सुझाव है.

तालिका 1 में दिखाया गया है, MAROI विधि स्पष्ट रूप से फ्लोरोसेंट संकेत दूर इष्टतम इमेजिंग कोण से रोटेशन बढ़ाने के अनुमानों के लिए कम हो जाती है कि यह दर्शाता है. पशु की शारीरिक अभिविन्यास इष्टतम इमेजिंग कोण से ऑफसेट ± 10 ° था अगर मस्तिष्क ट्यूमर में, फ्लोरोसेंट संकेत में एक 7% की औसत कमी प्राप्त हुई थी. फ्लोरोसेंट संकेत में औसतन 21% कमी ± 20 डिग्री पर मापा गया था. इस प्रकार इष्टतम कोण से अपेक्षाकृत छोटे ऑफसेट महत्वपूर्ण संकेत क्षीणन में परिणाम कर सकते हैं. छवि स्थिति के लिए MAROI तकनीक का उपयोग inve अनुमति देगाअधिक सुसंगत और विश्वसनीय डेटा का उत्पादन करने के लिए stigators.

MAROI विधि अंत में SapC-DOPS-CVM इंजेक्शन के बाद SapC-DOPS-CVM 24 घंटा से गठिया जोड़ों के लक्ष्य का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया गया था. यह जानवर तीन जोड़ों के साथ 3 रन बनाए. पैर के अंगूठे और गठिया के माउस के टखने की प्रतिदीप्ति छवियों आंकड़े -4 ए और 4 बी में दिखाया गया. 10 ° रोटेशन अंतराल पर इसी फोटॉन माप आंकड़े 4C और 4D में रेखांकन कर रहे हैं. पैर की अंगुली और टखने के लिए मिला इष्टतम इमेजिंग कोण क्रमशः 140 डिग्री और 120 डिग्री, कर रहे हैं.

संक्षेप में, फ्लोरोसेंट SapC-DOPS nanovesicles साथ MAROI प्रणाली का संयोजन छोटे जानवरों में ट्यूमर और गठिया प्रगति की मात्रात्मक अध्ययन के लिए अनुमति देता है जो रहते इमेजिंग, के लिए एक noninvasive, सटीक और बेहद संवेदनशील रणनीति का प्रतिनिधित्व करता है. एक 360 ° बहुविध इमेजिंग डाटासेट प्राप्त करने की संभावना काफी improvतों डेटा विश्लेषण और व्याख्या, प्राप्त एकल कोण इमेजिंग तकनीक का उपयोग कर रहा है के साथ तुलना में.

तालिका 1
तालिका 1. प्रत्येक माउस मॉडल के लिए इष्टतम इमेजिंग कोण. अधिकतम फोटॉन प्रतिदीप्ति (फ्लोर इष्टतम कोण) के कोण और मानक शारीरिक कोण (एक्स - रे) के बीच मतभेद देखा जा सकता है. इन दो कोणों तेजी से अलग हो जाते हैं, मापा संकेत काफी बदल जाता है. बड़ी छवि को देखने के लिए यहां क्लिक करें .

चित्रा 1 चित्रा 1. बहु कोण घूर्णी ऑप्टिकल इमेजिंग (MAROI) युक्ति. बड़ी छवि को देखने के लिए यहां क्लिक करें .

चित्रा 2
एक orthotopic मस्तिष्क ट्यूमर माउस मॉडल में चित्रा 2. प्रतिदीप्ति संकेत बनाम छवि कोण. 10 डिग्री के इष्टतम छवि कोण पर शिखर फ्लोरोसेंट संकेत (ए). छवि. नीले बॉक्स उत्सर्जित फोटॉनों यों इस्तेमाल आरओआई से पता चलता है. (बी) फोटान उत्सर्जन बनाम छवि कोण की. ग्राफ़. प्रतिनिधि orthotopic ट्यूमर असर माउस (Ortho1) तीन nontumor चूहों में समान ROIs से औसतन प्रतिदीप्ति मूल्यों के खिलाफ रेखांकन है. माप (इंजेक्शन से पहले) आधारभूत पर ले लिया और 24 घंटे बाद injectio गयाएन. त्रुटि सलाखों के मानक विचलन का प्रतिनिधित्व करते. बड़ी छवि को देखने के लिए यहां क्लिक करें .

चित्रा 3
एक अनुवांशिक इंजीनियर माउस मॉडल की एक सहज मस्तिष्क ट्यूमर में छवि कोण बनाम चित्रा 3. प्रतिदीप्ति संकेत. एक से आरओआई 1 20 डिग्री के इष्टतम छवि कोण पर (ऊपर नीले बॉक्स). (बी) और (सी) के शिखर फ्लोरोसेंट संकेत (ए). छवि. आरओआई 1 से फोटान उत्सर्जन बनाम छवि कोण का रेखांकन. मान प्रतिनिधि सहज मस्तिष्क ट्यूमर असर माउस, ट्यूमर मुठ 49, तीन गैर ट्यूमर चूहों से औसत मूल्यों के खिलाफ रेखांकन कर रहे हैं. माप (इंजेक्शन से पहले) आधारभूत पर ले लिया और 24 घंटे (बी) और 9 दिन (सी) के बाद इंजेक्शन गया. त्रुटि बी एआरएस मानक विचलन का प्रतिनिधित्व करते हैं. बड़ी छवि को देखने के लिए यहां क्लिक करें .

चित्रा 4
पैर की अंगुली और टखने के जोड़ों का गठिया के साथ एक माउस में चित्रा 4. प्रतिदीप्ति संकेत बनाम छवि कोण. (ए) और (बी). शिखर फ्लोरोसेंट पैर की उंगलियों (ए) और टखने के जोड़ों (बी) के लिए संकेत, लाल बॉक्स में दिखाई ROIs के भीतर. (सी) कोण की. ग्राफ दिखा छवियों बनाम पैर की अंगुली के लिए फोटान उत्सर्जन मतलब है. .. पीक फोटान उत्सर्जन कोण (डी) ग्राफ़ 140 डिग्री के कोण पर देखा बनाम टखने के लिए फोटान उत्सर्जन मतलब जा सकता है; अधिकतम तीव्रता 120 डिग्री के कोण पर होता है.लक्ष्य = "_blank"> बड़ी छवि को देखने के लिए यहां क्लिक करें.

Discussion

आमवाती शर्तों में स्थान और ठोस ट्यूमर और भड़काऊ foci के परिमाण का सही निर्धारण पर्याप्त उपचार लागू करने और रोग प्रगति या छूट पालन करने के लिए महत्वपूर्ण है. मूल्यवान, वर्तमान इमेजिंग रणनीतियों (एक्स - रे, एमआरआई, अल्ट्रासाउंड, एक्स - रे गणना टोमोग्राफी) जबकि रोग की स्थिति का अधूरा आकलन प्रदान करते हैं. उदाहरण के लिए, गठिया संयुक्त क्षति आमतौर पर हड्डियों के ढांचे पर नहीं बल्कि नरम ऊतक सूजन और विनाश, रोग के प्रारंभिक दौर की विशेषता के बारे में जानकारी प्रदान करता है, जो एक्स - रे, द्वारा मूल्यांकन किया है. यहाँ प्रस्तुत MAROI विधि भी रोगग्रस्त ऊतक या अंग की एक पूर्ण 3 डी मैपिंग और पुनर्निर्माण के लिए अनुमति देता है एक एकीकृत noninvasive और सरल मंच में एक्स - रे और परिष्कृत नरम ऊतक इमेजिंग रूपात्मकता (जैसे एमआरआई या अल्ट्रासाउंड) दोनों के लाभों को जोड़ती है चूहों जैसे छोटे जानवरों.

इस विधि ओ चयनात्मक आत्मीयता का लाभ लेता हैच SapC-DOPS कैंसर और भड़काऊ कोशिकाओं की झिल्ली में प्रचुर मात्रा में हैं, जो उजागर phosphatidylserine अवशेष, के लिए nanovesicles. इस बंधन के निर्धारक SapC, ऐसे phosphatidylserine 7,10,11 रूप anionic फॉस्फोलिपिड लिए एक मजबूत संबंध के साथ एक fusogenic lysosomal प्रोटीन होता है. एक फ्लोरोसेंट जांच (CVM) संयुग्मित जब प्रणालीबद्ध इंजेक्शन SapC-DOPS प्रतिदीप्ति इमेजिंग से ट्यूमर और गठिया साइटों का पता लगाया जा सकता है.

हमारे विधि की सीमाओं वर्तमान में चूहों की तरह छोटे जानवरों की इमेजिंग के लिए इसके उपयोग को प्रतिबंधित करता है जो अपनी संवेदनशीलता, से संबंधित हैं. अन्य इमेजिंग तरीकों के साथ के रूप में, शोर अनुपात करने के इष्टतम फ्लोरोसेंट संकेत ट्यूमर के आकार या गठिया की हद से विवश है, और ऐसे कान (मस्तिष्क इमेजिंग), आंतों के रूप में उच्च पृष्ठभूमि (autofluorescence) के साथ ऊतकों या अंगों जब इमेजिंग समझौता किया जा सकता है / मल (पेट इमेजिंग) और पंजे (पिछले अंग इमेजिंग). इस संबंध में हमने पाया कि इस तरह के CVM समर्थक के रूप में एक दूर की लाल रंगvides दिखाई रेंज में अन्य फ्लोरोसेंट जांच से vivo में स्थापित करने में बेहतर वर्णक्रमीय जुदाई और संकल्प.

अन्य नुकसान, इमेजिंग के दौरान दोनों anesthetized और पोस्टमार्टम (कठोरता के क्षण) जबकि पशु के संभावित आंदोलन में शामिल हैं. पिछले अंग स्थिति, विशेष रूप से, रोटेशन के दौरान आंदोलन से बचने के लिए स्थिर करने के लिए अक्सर मुश्किल होता है. इसकी वर्तमान स्थिति में तकनीक भी समय के रूप में लंबे समय के 60 मिनट पूरे घूर्णन और उच्च गुणवत्ता के चित्र प्राप्त करने के लिए जरूरत के रूप में स्कैन समय के साथ, लगता है.

MAROI विधि अन्य इमेजिंग तौर तरीकों से अधिक लाभ का एक संख्या प्रस्तुत करता है. 38 (या अधिक) विभिन्न कोणों से छवि रोगग्रस्त ऊतक करने की क्षमता एक ही विमान से यह आकलन करने जब बाधा जा सकता है कि प्रतिदीप्ति के दृश्य की अनुमति देता; यह अनुचित कोण पर इमेजिंग से होने वाली झूठी नकारात्मक की संख्या कम करने में मदद कर सकते हैं क्योंकि यह जानवरों के अध्ययन में मूल्यवान है. Overl तकयिंग एक्स - रे और प्रतिदीप्ति छवियों, रोगग्रस्त साइट की एक सटीक संरचनात्मक स्थानीयकरण निर्धारित किया जा सकता है. अनुदैर्ध्य अध्ययन किया जा करने के लिए अंत में, लाइव (vivo में) इमेजिंग की संभावना देता है.

Disclosures

खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.

Acknowledgments

इस काम एनआईएच / NCI अनुदान संख्या 1R01CA158372-01 (क्यूई) और नई औषध राज्य महत्वपूर्ण परियोजना अनुदान संख्या 009ZX09102-205 (क्यूई के लिए) द्वारा समर्थित किया गया था. लेखन सहायता डा. जमीमा Racadio द्वारा प्रदान की गई थी, और रुधिर और कैंसर विज्ञान विश्वविद्यालय सिनसिनाटी विभाग द्वारा वित्त पोषित किया गया. सिनसिनाटी विश्वविद्यालय में चिकित्सा कॉलेज में Vontz कोर इमेजिंग लैब (VCIL).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Dulbecco's Modified Eagle Medium Gibco (Grand Island, NY) 11965  
Fetal Bovine Serum Gibco (Grand Island, NY) 16000077  
Penicillin-streptomycin Hyclone (Logan, Utah) SV30010  
Dioleoylphosphatidylserine Avanti Polar Lipids (Alabaster, AL) 840035C  
CellVue Maroon Molecular Targeting Technologies, Inc. (Exton, PA) C-1001  
Sephadex G25 column PD-10 Amersham Pharmacia Biotech, (Piscataway, NJ) 17-0851-01  
New Standard Stereotaxic for Rats and Mice Harvard Apparatus (Holliston, MA) 726335  
Bransonic Ultrasonic Cleaners Model 1510 Branson Ultrasonics (Danbury, CT) CPN-952-118  
Multi-spectral FX system Bruker Corporation (Billerica, MA)  
Multi-angle Rotational Optical Imaging Device Bruker Corporation (Billerica, MA)  

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References

  1. Pizzonia, J., et al. Multimodality animal rotation imaging system (Mars) for in vivo detection of intraperitoneal tumors. Am J Reprod Immunol. 67, 84-90 (2012).
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चिकित्सा अंक 87 Saposin सी (SapC) Dioleoylphosphatidylserine (DOPS) ब्रेन ट्यूमर गठिया fluorophore प्रतिदीप्ति ऑप्टिकल इमेजिंग बहु कोण घूर्णी ऑप्टिकल इमेजिंग (MAROI)
फ्लोरिसेंट SapC-DOPS nanovesicles का उपयोग कर मस्तिष्क ट्यूमर और गठिया के <em>vivo</em> ऑप्टिकल इमेजिंग <em>में</em>
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Chu, Z., LaSance, K., Blanco, V.,… More

Chu, Z., LaSance, K., Blanco, V., Kwon, C. H., Kaur, B., Frederick, M., Thornton, S., Lemen, L., Qi, X. In Vivo Optical Imaging of Brain Tumors and Arthritis Using Fluorescent SapC-DOPS Nanovesicles. J. Vis. Exp. (87), e51187, doi:10.3791/51187 (2014).

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