我们描述了一种多角度旋转的光学成像(MAROI)系统用于体内定量荧光标记由鞘脂激活蛋白C(SAPC) – dioleoylphosphatidylserine(DOPS),纳米囊泡输送的。用人癌症和关节炎的小鼠模型,我们将演示如何在MAROI信号曲线分析可以用于精确制图和疾病过程的生物学特性。
我们描述了一种多角度旋转的光学成像(MAROI)系统,用于在体内监测标记有荧光标记物的生理病理过程。小鼠模型(脑肿瘤和关节炎)被用来评价这种方法的实用性。鞘脂激活蛋白C(SAPC) – dioleoylphosphatidylserine(DOPS)纳米囊泡标记CellVue褐色(CVM)荧光静脉给药。然后,将动物放置在体内成像系统的旋转支架(MARS)。图片是在10°以上的步骤380℃收购。感兴趣区域(ROI)的矩形区域被放置在整个图像宽度在模型发病部位。内的投资回报率,并为每一个图像,平均荧光强度为背景扣除后计算出来的。在所研究的小鼠模型中,被标记的纳米囊泡被接在两个原位和转基因脑肿瘤,并在关节炎位点(脚趾和脚踝)。多角度IMA的曲线分析GE的ROI中确定的角度具有最高信号。因此,对于每个成像疾病部位的最佳角度进行了表征。适用于荧光化合物的成像MAROI方法是一种非侵入性的,经济的和精确的工具,用于在体内量化中所描述的小鼠模型中的疾病状态的分析。
整个动物成像已成为在动物病理生理学的研究的强有力的工具。其中当前成像系统中,MS FX PRO使研究人员能够准确地形象化荧光标记的(或发光)在活小鼠的化合物和/或组织,并且同时获得X-射线图像。与最近推出的多模态动物旋转系统(MARS)鼠标一个完整的,自动化的旋转,以在特定的角度1同时捕获荧光/发光和X射线图像的实现。图像采集可以进行编程,这样连续的图像序列可以在特定的,增量的角度小至1度被捕获。这允许一个来识别动物的最佳取向, 即得 。在该内部产生的荧光/发光信号与系统的检测装置之间的距离是最短的。这,反过来,有利于动物的用于随后的成像精确定位本身在纵向研究ssions。
在这份报告中,我们描述了一个多角度旋转光学成像(MAROI)系统, 在体内定量荧光标记强度的实施。 MAROI信号曲线分析可以在对荧光信号的分布精确地对应患病部位或感兴趣的生物学过程的直接相关性的纵向研究中使用。
本系统是用来监测荧光标记SAPC-DOPS纳米囊泡通过原位和自发性肿瘤的吸收,以及由关节炎病灶,在活的小鼠;它提供了从动物的完整的旋转覆盖多光谱派生和多数据集。中当前可用于体内成像的许多荧光探针,那些发射的近红外和远红外光谱区域赋予与皮肤和组织中的最低干扰,并提供了最高的渗透和图像清晰度辨率。我们使用CellVue褐色(CVM)2,3,远红荧光细胞连接器(防爆647/Em 667),标记SAPC-DOPS(SAPC-DOPS-CVM)4-12。
准确地确定位置和实体瘤和炎性病灶的大小在风湿性疾病的关键是要实现充分的治疗和随访病情恶化或缓解。虽然宝贵,当前的成像策略(X射线,核磁共振,超声,X射线计算机断层扫描)提供疾病状态不完整的评估。例如,关节炎的关节损伤通常是由X射线,它提供了对骨结构,但不能对软组织的炎症和破坏,在疾病的早期阶段的特征信息进行评估。这里介绍的方法MAROI在一个集成的,非侵入性的和更简单的平台,它也允许在患病组织或器官的完整三维映射和重建结合了X射线和复杂的软组织成像模态( 例如 MRI或超声)的优点小动物如小鼠。
该方法以选择性亲和力的优势Øf SAPC-DOPS纳米囊泡为暴露的磷脂酰丝氨酸残基,其大量存在于癌症和炎症细胞的膜。此绑定的决定因素是SAPC,促融合溶酶体蛋白与阴离子磷脂如磷脂酰丝氨酸7,10,11很强的亲和力。当缀合至荧光探针(CVM),全身注射SAPC-DOPS可以通过荧光成像被跟踪到肿瘤和关节炎的站点。
我们的方法的局限性是与它的灵敏度,这在目前它的使用限制,以小动物,如小鼠成像。与其它成像方法,最佳的荧光信号的信噪比是由肿瘤的大小或关节炎的程度限制,而成像的组织或器官中具有高背景(自发荧光),如耳(脑成像),肠时可能会受到影响/屎(腹部成像)和熊掌(后肢成像)。在这方面,我们发现,一个遥远的红色染料,如南亚亲志愿组织更好光谱分离和分辨率在体内设置比在可见光范围内的其他的荧光探针。
其它缺陷包括动物的运动潜力在成像过程中,无论是在麻醉和验尸 ( 尸僵 )。后肢的定位,特别是,往往难以稳定,以避免旋转过程中移动。在目前的状态的技术也耗费时间,与扫描时间只要60分钟才能完成一个完整的旋转,并获得高品质的图像。
该MAROI方法提出了一些优势比其他成像方式。在从38(或更多)不同的角度的能力,图像病变组织的荧光允许从一个单一的平面评估它时,可能会受到阻碍的可视化;这是在动物研究中有价值的,因为它可以帮助最大限度地减少所造成的影像在不恰当的角度假阴性的数量。由承的英透视图像和荧光图像,对病变部位的精确解剖定位可以被确定。最后,现场(in vivo)中成像的可能性允许要执行纵向研究。
The authors have nothing to disclose.
这项工作是由NIH / NCI资助人数1R01CA158372-01(齐)和新药物国家重点项目资助编号009ZX09102-205(齐)部分支持。由朱迪Racadio博士提供写作服务以及是由辛辛那提大学血液学和肿瘤学系。 Vontz核心成像实验室(VCIL)中医药学院在辛辛那提大学。
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) |