संयुक्त लगभग अवरक्त फ्लोरोसेंट इमेजिंग और सीधे सेरेब्रल Thromboemboli visualizing के लिए माइक्रो-गणना टोमोग्राफी
Summary
इस प्रोटोकॉल मस्तिष्क thromboemboli visualizing के लिए संयुक्त लगभग अवरक्त फ्लोरोसेंट (NIRF) इमेजिंग और सूक्ष्म गणना टोमोग्राफी (microCT) के आवेदन का वर्णन है। इस तकनीक thrombus बोझ और विकास की मात्रा का ठहराव की अनुमति देता है। NIRF इमेजिंग तकनीक fluorescently, excised मस्तिष्क में थक्का लेबल visualizes जबकि microCT तकनीक सोने-नैनोकणों का उपयोग कर रहने वाले जानवरों के अंदर thrombus visualizes।
Abstract
प्रत्यक्ष thrombus इमेजिंग thromboembolic रोधगलन की जड़ visualizes। छवि की thrombus करने में सक्षम होने के नाते सीधे अप्रत्यक्ष माप पर भरोसा से स्ट्रोक का बहुत ही अच्छा जांच की अनुमति देता है, और एक शक्तिशाली और मजबूत संवहनी अनुसंधान उपकरण होगा। हम एक ऑप्टिकल इमेजिंग दृष्टिकोण है कि एक आणविक इमेजिंग thrombus मार्कर के साथ thrombi लेबल का उपयोग – एक Cy5.5 लगभग अवरक्त फ्लोरोसेंट (NIRF) जांच कि covalently थक्का परिपक्वता की प्रक्रिया के दौरान सक्रिय जमावट कारक XIIIa की आतंच crosslinking एंजाइमी कार्रवाई से thrombus के आतंच किस्में से जुड़ा हुआ है। आतंच: एक सूक्ष्म गणना टोमोग्राफी (microCT) आधारित दृष्टिकोण thrombus की मांग सोने के नैनोकणों (AuNPs) का थक्का के प्रमुख घटक निशाना बनाने के लिए क्रियाशील उपयोग करता है। इस पत्र विवो microCT में संयुक्त और एम्बोलिक स्ट्रोक के एक माउस मॉडल में thromboemboli के पूर्व vivo NIRF इमेजिंग के लिए एक विस्तृत प्रोटोकॉल का वर्णन है। हम इन विवो में पता चलता है कि </ em> microCT और आतंच-लक्षित ग्लाइकोल-chitosan AuNPs (मिथ्या-जीसी AuNPs) दोनों सीटू thrombi और मस्तिष्क एम्बोलिक thrombi में दृश्यमान करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। हम भी इन विवो microCT आधारित प्रत्यक्ष thrombus इमेजिंग के उपयोग का वर्णन क्रमानुसार ऊतक plasminogen उत्प्रेरक की मध्यस्थता थ्रोम्बोलिसिस के उपचारात्मक प्रभाव पर नजर रखने के लिए। पिछले इमेजिंग सत्र के बाद, हम पूर्व vivo NIRF हद तक और मस्तिष्क में अवशिष्ट thromboemboli का वितरण इमेजिंग द्वारा प्रदर्शित करता है। अंत में, हम मात्रात्मक की छवि microCT और NIRF इमेजिंग डेटा का विश्लेषण का वर्णन है। प्रत्यक्ष thrombus इमेजिंग तकनीक के संयुक्त अनुमति देता है thrombus दृश्य के दो स्वतंत्र तरीकों की तुलना में किया जाना है: पर thrombus से संबंधित फ्लोरोसेंट संकेत के क्षेत्र पूर्व vivo इमेजिंग NIRF बनाम विवो में hyperdense microCT thrombi की मात्रा।
Introduction
6 में से एक व्यक्ति अपने जीवन में कुछ बिंदु पर एक स्ट्रोक होगा। इस्कीमिक स्ट्रोक अब तक का सबसे आम स्ट्रोक प्रकार से है, और सभी स्ट्रोक के मामलों के बारे में 80 प्रतिशत के लिए खातों। क्योंकि thromboemboli इन इस्कीमिक स्ट्रोक के बहुमत के कारण, वहाँ प्रत्यक्ष thrombus इमेजिंग में एक बढ़ती रुचि है।
यह अनुमान लगाया गया था के बारे में 2 लाख से मस्तिष्क की कोशिकाओं के बीच मस्तिष्क धमनी रोड़ा 1 के हर मिनट के दौरान मरने कि, नारा "समय मस्तिष्क है" के लिए अग्रणी। कम्प्यूटेड टोमोग्राफी (सीटी) के अध्ययन के लिए तेजी से किया जा सकता है, और व्यापक रूप से उपलब्ध हैं; इस कारण के लिए, सीटी प्रारंभिक निदान और hyperacute इस्कीमिक स्ट्रोक के इलाज के लिए पसंद की इमेजिंग बनी हुई है। थ्रोम्बोलिसिस के लिए ऊतक plasminogen उत्प्रेरक (टीपीए) प्रशासन और / या endovascular थक्का पुनः प्राप्ति के लिए 2 triaging: सीटी महत्वपूर्ण जल्दी निर्णय को सूचित करने के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। वर्तमान सीटी आधारित thrombus इमेजिंग, तथापि, क्रमानुसार प्रमस्तिष्क ट्रैक नहीं कर सकतेविवो में एल thromboemboli, क्योंकि यह अप्रत्यक्ष तरीकों का उपयोग करता thrombi प्रदर्शित करने के लिए: iodinated इसके विपरीत द्वारा रक्त पूल के अपारदर्शन के बाद, thrombi वाहिकाओं में दोष भरने के रूप में प्रदर्शन कर रहे हैं। खुराक सीमा और जोखिम iodinated विपरीत के बार-बार प्रशासन के साथ जुड़े हैं, जो इस तरह से thrombi की इमेजिंग दोहराया छीन रहे हैं।
इस प्रकार, वहाँ स्ट्रोक रोगियों में मस्तिष्क thrombi के लिए एक प्रत्यक्ष इमेजिंग प्रणाली के लिए एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है, तेजी से और बेहतर इलाज निर्णय किया जा करने की अनुमति है। हम सीटी, वर्तमान में इस्तेमाल किया स्ट्रोक के लिए सीमावर्ती इमेजिंग साधन का मूल्य बढ़ाने, एक thrombus की मांग nanoparticular आणविक इमेजिंग एजेंट के उपयोग के साथ द्वारा यह पूरा करने का प्रस्ताव है।
हम इस एजेंट के उपयोग का प्रदर्शन किया है सूक्ष्म गणना टोमोग्राफी (microCT), एक उच्च संकल्प पूर्व vivo या विवो (छोटे जानवर) सीटी की इमेजिंग संस्करण में है कि तेजी से डाटा अधिग्रहण <अनुमति देता का उपयोगsup> 3,4। यहां तक कि अपेक्षाकृत गरीब नरम ऊतक छोटे जानवर microCT (मानव आकार स्कैनर से उपलब्ध से भी बदतर) के लिए उपलब्ध विपरीत के साथ, इमेजिंग एजेंट तलाश करने और उन्हें सीटी, 'एक घने पोत पर हस्ताक्षर' आणविक द्वारा बढ़ाया पर hyperdense बनाकर thrombi को चिह्नित करने में सक्षम था इमेजिंग।
सीटी तकनीक के पूरक, हमारे समूह में पहले से एक ऑप्टिकल प्रत्यक्ष thrombus इमेजिंग तकनीक Cy5.5 लगभग अवरक्त फ्लोरोसेंट (NIRF) जांच का उपयोग मस्तिष्क thrombus बोझ 5 कल्पना करने के लिए विकसित किया गया है। यह पोस्टमार्टम दिमाग पर एक पूर्व vivo तकनीक है, लेकिन अत्यधिक संवेदनशील है, और अनुसंधान की स्थापना में विवो आंकड़ों में इस बात की पुष्टि करने के लिए कार्य करता है।
दोनों सीटी और NIRF आधारित thrombus की मांग इमेजिंग तकनीक के बाद हमें तुलना और इन तकनीकों के विपरीत इस्कीमिक स्ट्रोक के विकास की प्रक्रिया में thrombus और thrombus इमेजिंग की भूमिका पर बेहद जानकारीपूर्ण डेटा प्राप्त करने के लिए अनुमति देता है।
एचअरे, हम इन विवो microCT और पूर्व vivo NIRF इमेजिंग की एक संयुक्त तकनीक की एक विस्तृत प्रोटोकॉल सीधे एम्बोलिक स्ट्रोक के एक माउस मॉडल में thromboemboli कल्पना करने का वर्णन है। इन सरल और मजबूत तरीकों उपचार के दौरान विवो में एक त्वरित और मात्रात्मक तरीके से thrombus बोझ / वितरण और गतिशील thrombus विकास के लक्षण वर्णन के vivo मूल्यांकन में सटीक सक्रिय करने के द्वारा थ्रोम्बोटिक रोगों के बारे में हमारी समझ को अग्रिम करने के लिए उपयोगी होते हैं, पूर्व vivo डेटा है कि कार्य करता है के द्वारा पीछा एक नियंत्रण और vivo इमेजिंग निष्कर्षों की पुष्टि के लिए संदर्भ मानक के रूप में।
Protocol
Representative Results
Discussion
हम एम्बोलिक स्ट्रोक की प्रयोगात्मक मॉडल में प्रत्यक्ष thrombus इमेजिंग के लिए दो पूरक आणविक इमेजिंग तकनीक के उपयोग का प्रदर्शन: एक आतंच इन विवो microCT आधारित इमेजिंग के लिए सोने nanoparticle (मिथ्या-जीसी AuNP) को निशा?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम कोरिया हेल्थकेयर प्रौद्योगिकी अनुसंधान एवं विकास परियोजना, स्वास्थ्य एवं कल्याण मंत्रालय (HI12C1847, HI12C0066) द्वारा समर्थित किया गया था, जैव प्रौद्योगिकी और चिकित्सा विकास कार्यक्रम (2010-0019862) और ग्लोबल रिसर्च लैब (GRL) कार्यक्रम के (एनआरएफ-2015K1A1A2028228) नेशनल रिसर्च फाउंडेशन, कोरियाई सरकार द्वारा वित्त पोषित।
Materials
| Machines | |||
| microCT | NanoFocusRay, JeonJu, Korea | NFR Polaris-G90 | |
| NIRF imaging system | Roper-scientific,Tucson, AZ | coolsnap-Ez | |
| Laser Doppler flowmeter | Perimed, Stockholm, Sweden | PeriFlux System 5000 | |
| Surgical microscope | Leica Microsystems, Seoul, Korea | EZ4HD | |
| Inhalation anesthesia machine | PerkinElmer, Massachusetts, USA | XGI-8 | |
| Software | |||
| NFR control | NanoFocusRay, JeonJu, Korea | NFR Polaris-G90 | microCT control software |
| Lucion | Infinitt, Seoul, Korea | Lucion | 3D render imaging software |
| Lab chart 7 | ADInstruments, Colorado, USA | Lab chart 7 | rCBF |
| Image J software | Wanye Rasband, NIH, USA | 1.49d | imaging analysis |
| Devices/Instruments | |||
| Infusion pump | Harvard, Massachusetts, USA | pump 22(55-2226) | |
| Homeothermic blanket | Panlab, Barcelona, Spain | HB101 | |
| Pocket cautery | Daejong, Seoul, Korea | DJE-39 | |
| Brain matrice | Ted pella, CA, USA | 15003 | coronal section |
| PE-50 tubing | Natsume, Tokyo, Japan | SP-45(PE-50) | I.D. 0.58 mm O.D. 0.96 mm |
| PE-10 tubing | Natsume, Tokyo, Japan | SP-10(PE-10) | I.D. 0.28mm O.D. 0.61 mm |
| 30 gauge needle | sungshim-medical, Seoul, Korea | ||
| Syringe | CPL-medical, Ansan, Korea | 1 & 3 cc | |
| Gauze | Panamedic, Cheonan, Korea | ||
| Tape | Scotch, Seoul, Korea | 3M-810 | |
| Micro forceps | Fine Science Tools, Vancouver, Canada | 11253-27 | Dumont #L5 |
| Micro scissor | Fine Science Tools, Vancouver, Canada | 15000-03 | Vannas spring |
| Scissor | Fine Science Tools, Vancouver, Canada | 14084-08 | 8.5 cm |
| Black silk suture | Ailee, Busan, Korea | SK6071, SK728 | 6-0 and 7-0 |
| Reagents | |||
| meloxicam | Yuhan, Seoul, Korea | ||
| vet ointment | Novartis, Basel, Swiss | ||
| 10% Povidone-iodine (betadine) | Firson, Cheon-an, Korea | ||
| FeCl3 | Sigma, Missouri, United States | 157740-5G | |
| TTC | Amresco, Ohio, USA | 0765-100g | |
| Isoflurane | Hana-Pham, Gyeonggi, Korea | Ifran | 100 mL |
| PBS | Welgene, Daegu, Korea | LB001-02 | 500 mL |
| Gold nanoparticles | Synthesis | ||
| C15 optical agent | Synthesis | ||
| Tissue plasminogen activator | Boehringer Ingelheim, Biberach, Germany | rtPA(actilyse) | 20 mg |
| Normal saline | Daihan Pham, Seoul, Korea | 48N3AF3 | 20 mL |
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