Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

PET-avbildning av Neuroinflammation använder [11C] DPA-713 i en musmodell av ischemisk Stroke

Published: June 14, 2018 doi: 10.3791/57243
Automatic Translation
1, 1, 1, 1,2
1Department of Radiology, Stanford University, 2Department of Neurology and Neurological Sciences, Stanford University

Summary

Positron emissions tomografi (PET) avbildning av translocator protein 18 kDa (TSPO) ger en icke-invasiv sätt att visualisera dynamisk roll neuroinflammation i utveckling och progression av hjärnsjukdomar. Det här protokollet beskriver TSPO-PET och ex vivo autoradiografi för att upptäcka neuroinflammation i en musmodell av ischemisk stroke.

Abstract

Neuroinflammation är central för den patologiska kaskad efter ischemisk stroke. Icke-invasiv molekylär avbildningsmetoder har potential att ge viktiga insikter i den temporala dynamiken och rollen av vissa Neuroimmuna interaktioner i stroke. Specifikt, ger positronemissionstomografi (PET) avbildning av translocator protein 18 kDa (TSPO), en markör för aktiverade mikroglia och perifera myeloisk-lineage celler, en möjlighet att upptäcka och spåra neuroinflammation i vivo. Här presenterar vi en metod för att exakt kvantifiera neuroinflammation använder [11C]N,N-Diethyl-2-[2-(4-methoxyphenyl)-5,7-dimethylpyrazolo[1,5-a]pyrimidin-3-yl]acetamide ([11C] DPA-713), en lovande andra generation TSPO-PET radiotracer, i distala mellersta cerebral artärocklusion (dMCAO) jämfört med sham manövrerade möss. MRI var utfört 2 dagar post-dMCAO operation för att bekräfta stroke och definiera infarct läge och volym. PET/Computed Tomography (CT) imaging genomfördes 6 dagar post-dMCAO att fånga peak ökningen av TSPO nivåer efter stroke. Kvantitering av PET-bilder genomfördes för att utvärdera upptaget av [11C] DPA-713 i hjärnan och mjälte från dMCAO och sham möss att bedöma centrala och perifera nivåer av inflammation. In vivo [11C] DPA-713 hjärnan upptag bekräftades med ex vivo autoradiografi.

Introduction

Stroke är den femte vanligaste dödsorsaken och en viktig orsak till handikapp i Sverige1. Ischemisk stroke representerar en överväldigande majoritet av dessa fall (~ 87%), som uppstår när det finns lokaliserade störningar i blodflödet till hjärnan (t.ex. av en blodpropp eller feta insättning). Syre och näringsämnen förnödenheter till de drabbade områdena reduceras därefter och en komplex patologisk kaskad initieras som leder till neuronala dödsfall inom stroke kärnan (infarkt) utöver de omgivande områdena. Neuroinflammation är en avgörande komponent i den väg som leder till denna skada, med både bosatt hjärnan immunceller (mikroglia) och infiltrera perifera immunceller (neutrofiler, T-celler, B-celler och monocyter/makrofager) trodde att bidra till detta destruktiva cascade2,3. Aktiverade mikroglia och makrofager är centrala i detta neuroinflammatoriska svar, med rapporter om både skadliga och nyttiga effekter efter ischemisk stroke2. Därför är det absolut nödvändigt att bedöma i vivo bidrag dessa celler efter stroke.

PET är en kraftfull 3-dimensionell molekylär imaging teknik som möjliggör visualisering av biologiska processer i vivo genom användning av specifika molekyler märkta med positron (β +) avger radionuklider såsom 11C, 13N, 15O och 18F. Denna icke-invasiva metod har många fördelar över ex vivo metoder (t.ex. immunhistokemi) som den tillåter förvärv av molekylär information i realtid, i levande intakt ämnen, och möjliggör longitudinell undersökning. PET imaging av TSPO, en markör för aktiverade mikroglia och perifera myeloisk-lineage celler, tillhandahåller ett sätt att kvantifiera och spåra medfödda immunceller svar i kroppen och kan användas för att bedöma inflammation efter stroke och svar till terapeutiska interventioner. TSPO, tidigare känd som den perifera-typen bensodiazepin receptorn, är en 18 kDa-protein som tros spela en roll i kolesterol transport och syntesen av neurosteroids4. Dessutom tyder på att TSPO är inblandade i neuroinflammation och neuronal överlevnad5,6, med rapporter om ökat uttryck i många neurologiska sjukdomar där inflammation inklusive stroke7, demens8, Parkinsons sjukdom9 och multipel skleros10. TSPO ligger på yttre mitokondriella membran och uttrycks mycket i periferin, särskilt i steroid omkringliggande vävnader (t.ex. körtlar) och med mellanliggande nivåer sett i hjärtat, njurarna och lungorna10. Men i den friska hjärnan, TSPO nivåer är låga och begränsad främst till glia6,11. Efter neuronal skada, som den som observerats i stroke, TSPO nivåer i centrala nervsystemet (CNS) öka betydligt. Denna observerade uppreglering av TSPO kan utnyttjas till bild neuroinflammation in vivo med uttrycket nivåer som ger en korrekt indikator inflammation svårighetsgrad. Därför är målet med denna metod att exakt kvantifierai vivo bidrag neuroinflammation i en musmodell av ischemisk stroke med TSPO-PET.

Flera TSPO spårämnen har utvecklats för PET-avbildning av neuroinflammation. Här, TSPO-PET imaging beskrivs med [11C] DPA-71312, en lovande andra generation TSPO tracer, som har visat förbättrat signal till buller och lägre icke-specifik bindning än mer historiskt används [11C] PK11195 13 . Som ett exempel valdes dMCAO musmodell av stroke för denna metod14. Denna modell innebär temporal kraniotomi och permanent ligering av den distala mellersta cerebral artär, som leder till fokal ischemi av somatosensoriska cortex. Detta är fördelaktigt i prekliniska strokeforskningen vederbörlig hög reproducerbarhet av ischemisk skada och låg dödlighet associerade med denna modell. Hittills har TSPO-PET imaging studier ännu rapporteras i dMCAO gnagare modellen. Dock tidigare PET imaging studier med mellersta cerebral artär ocklusion (MCAO) modell, en mer allvarlig och rörliga stroke modell, i både möss och råttor, har rapporterat TSPO uttryck att öka från dag 3 och peak runt dag 7 efter stroke15, 16,17,18. Därför utfört vi PET imaging 6 dagar post-dMCAO för att sammanfalla med förhöjda TSPO uttryck. [11C] DPA-713 upptag i hjärnan bedömdes i ipsilaterala (infarcted) och kontralaterala halvkloten. TSPO-PET kombinerades med strukturella MRI, möjliggör exakt avgränsning av infarkt och kontralaterala regioner av intresse (ROIs). Här beskriver vi både en atlas-baserad och en MRI-driven ROI metod att beräkna [11C] DPA-713 upptag. Radiotracer upptag i mjälte bedömdes också undersöka perifera nivåer av inflammation mellan grupperna. Denna metod har potential att ge viktiga insikter i spatiotemporal dynamics och rollen av specifika Neuroimmuna interaktioner i stroke och andra neurologiska sjukdomar.

Protocol

Alla djurstudier utfördes i enlighet med den administrativa panelen på laboratorium djur vård (APLAC) vid Stanford University, ett program ackrediterade av föreningen för bedömning och ackreditering av laboratorium djur vård. Innan proceduren opererades tre-månad-gammal C57BL/6 honmöss dMCAO efter standardförfarande och sterila förhållanden14.

1. strukturella MRI (2 dagar Post-dMCAO kirurgi)

  1. Öppna programvaran löpande (se Tabell av material) och set-up förvärvet genom att skapa en ny examen. Välj localizer och turborare T2 sekvenser i paletten Utforskaren och dra till fönstret examen.
  2. Säkra den respiratoriska och värma sonder till mus sängen med mjuk tejp och placera en remsa av skyddande absorberande stoppning över både för att skapa en steril miljö.
  3. Bifoga en luftvärmare till djur sängen och slå på fläkten så att den varma luften och hålla musen uppvärmd. Använd ett system för övervakning av automatiserade för att säkerställa kroppstemperatur och respiration klassar behålls på lämpliga nivåer för varaktigheten av genomsökningen.
  4. Söva musen i en induktion kammare med 3% isofluran inledningsvis sedan underhålla vid 1-2% (2 L/min, 100% O2). Säkerställa en hetta madrassera är aktiverat under induktion kammaren att hålla musen varm under induktion. När sövda, tillämpa öga smörjmedel till musen för att undvika uttorkning och bildandet av korneala sår.
    1. Slå på anestesi systemet (isofluran 1-2%, 2 L/min 100% O2) ansluten till MRI scanner och överföra djuret till mus sängen.
    2. Ställning mus huvud-benägen på bettet bar och fixa örat barer på plats, se till att de inte sticker ut utanför diametern på sängen.
    3. Skjut RF spolen över mus huvudet och tryck spolen och säng hål, placera den specifikt för isocenter.
    4. Förvärva localizer för att Visa musposition i alla 3 dimensioner och ange volymen för T2 turborare denna bild (TE: 33 ms, TR: 2 500 ms, 2 medelvärden, 17 skivor, 0,083 x 0,92 mm upplösning, 2 min 40 SEK total tid) förvärv. dMCAO kirurgi resulterar i en infarkt i somatosensoriska cortex14; Se därför till denna region är täckt i T2-vägd bild.
    5. Ta bort mössen från skannern och återställa mössen i en uppvärmd kammare.

2. PET/CT kalibreringar och arbetsflödesinstallationen (6 dagar Post-dMCAO kirurgi)

  1. Skapa en avbildning arbetsflöde i programvaran scanner-drift att inkludera en dämpning datortomografen, 60-minuters C-11 dynamiska PET förvärv (350-650 keV nivå diskriminering, 3.438 ns tillfällighet fönster), histogram (20 ramar: 5 x 15 sec, 4 x 1 min, 11 x 5 min, med döda tid korrigering) och en 3DOSEM-OP rekonstruktion (2 iterationer, 18 delmängder) för att skapa 128 x 128 x 159 bilder med 0,776 x 0,776 x 0,96 mm voxel storlek.
  2. Utför röntgen källa luftkonditionering via panelen CT kalibrering ligger på det övre vänstra hörnet av gränssnittet. Denna kalibrering måste utföras varje vecka eller före genomsökningen om systemet inte har använts i tidigare 48 h.
  3. Utföra mörk/ljus (D/L) och center offset (C/O) kalibreringar.
    1. Tryck på CT kalibreringsknappen (X) uppe till vänster i gränssnittet.
    2. Välj D/L och C/O på CT-filen som du ska köra, ta bort sängen från utlastningsanordningen och kör D/L kalibreringen.
    3. Infoga kalibrering verktyg sängen i skannern och kör C/O kalibrering, se till att växla markeringen på gränssnittet till ”kalibreringsverktyg” istället för ”70 mm palett”.
  4. Ta bort kalibreringsverktyget och returnera den standard sällskapsdjur bädd, se till att ändra urvalet på gränssnittet tillbaka till ”70 mm palett”.
  5. Säkra en 4-mus imaging säng på scanner plattformen med tejp och bifoga anestesi slangar (figur 1A). Säkerställa att isofluran strömmar genom rören och att det finns inga kinks.
  6. Tryck sängen framåt så det är i mitten av synfältet (FOV), Stäng luckan till CT och en scout vy av CT att sängen är i rätt position.
  7. Utföra en ”standard” kalibrering av PET/CT-skannern använder en egen tillverkade phantom som innehåller en känd dos C-11 lösning som en strålkälla.
    1. Förbereda en 20 mL spruta fylld med tracer dosen motsvarar som administreras till en mus (~ 250-350 µCi/9 - 13 MBq av C-11 tracer utspädd i saltlösning).
    2. Spela in aktiviteten i standarden använder en dos kalibrator och notera tiden för mätning.
    3. Genomföra en PET/CT genomsökning av standarden med exakt samma parametrar som ska användas till bilden möss (enligt ovan). Gör detta varje vecka för att skapa en korrektionsfaktor för PET skannern att tillämpa imaging uppgifterna.

3. arbetsytan inställningar för PET/CT bilddiagnostik

  1. Skapa en steril miljö med ett desinfektionsmedel med virucide (se Tabell av material) och placera skyddande absorberande stoppning på alla ytor.
  2. Se till isofluran och syre tankar fylls tillräckligt.
  3. Förbereda svans ven katetrar genom att fylla en 1 mL spruta (utrustade med 27,5 G nål spets) med 0,9% natriumklorid (steril koksaltlösning) och spolning via en 27,5 G, 24 cm fjäril katetern. Skär av vingarna av katetern före cannulating att säkerställa de inte blockera vyn av venen som svans och hjälpa med lätthet flytta möss i scannern utan undantränger katetern.
  4. Se till att all nödvändig utrustning är anlagd på arbetsstationen inklusive reservdelar ”spola” sprutor (fylld med steril koksaltlösning), öga smörjmedel, etanol kompresser, värmelampor, förberett katetrar (förfylld med koksaltlösning), kirurgisk tejp, vävnad lim, 0,5 mL dos sprutor, sax och en tändare att försegla katetern efter framgångsrik placering i svansen ven (figur 1B).

4. djur förberedelse och kanylering

  1. Väga möss för att bestämma den maximala volymen får injiceras i varje mus (dvs. volymen av tracer och eventuella saltlösning administrerade måste inte överstiga 10% av kroppsvikt).
  2. Söva möss i en induktion kammare med 3% isofluran och underhålla på 1-2% (2 L/min 100% O2).
  3. Gälla varje mus öga smörjmedel och bekräfta anesthetization via pedal reflexen (tå nypa). Justera anestesi nivåer vid behov.
  4. Placera musen på en uppvärmd säng försedd med en Kona att leverera isofluran vid 1-2% (2 L/min 100% O2).
  5. Medan musen är sövda, utföra svans ven kanylering använder följande protokoll:
    1. Placera musen på sidan att avslöja en av laterala venerna, medan huvudet förblir i näsan konen.
    2. Varma svansen med hjälp av en värmelampa, vara noga med att inte överhettas eller bränna svansen, och svabba med en alkoholservett att vidgas venen och sterilisera injektionsstället.
    3. Håll nålen med fasningen upp och justera det mot ven på en spetsig vinkel.
    4. Lätt applicera tryck att punktera huden och jämna ut nålen så det är i linje med venen.
    5. Tryck försiktigt fram några millimeter förbi fasningen så nålen går venen.
    6. Bekräfta att katetern är i genom att administrera en små (10-20 µL) spolning med saltlösning. Saltlösning bör lämna sprutan smidigt och venen bör klara. Om något motstånd eller rygg tryck observeras, troligt det katetern är inte i venen och åter försöker kanylering är tillrådligt. Om koagulering observeras, använda heparin (1000 enheter heparin per mL koksaltlösning) för kanylering setup och spolning.
      Obs: Vi har bedömt kanylering med och utan heparin i mus stam av intresse, och eftersom ingen koagulering observerades, saltlösning enbart användes för kanyleringar.
    7. Säkra katetern till svans med en liten droppe av vävnad lim, följt av kirurgisk tejp, för att säkerställa att katetern förblir orörlig när överföra möss till skannern.
    8. Ta bort färg sprutan från slutet av katetern och tätningen slutet med lättare, att forskaren inte är nära någon isofluran eller etanol.
    9. Upprepa för 3 ytterligare möss så att alla 4 möss som ska skannas är kanylerade och förberedda.
  6. Slå på anestesi flödet (2,5% isofluran, 2 L/minut 100% O2) ansluten till PET/CT och noggrant position mössen benägna i i skannern, säkerställa katetrar kvar och varje musens huvud är rakt och säkert inom näsan konen. Tejpa huvudet och kroppen av varje mus till sängen med mjuka kirurgisk tejp, säkerställa andningen begränsas inte av placeringen av tejpen. Spela in positionen för varje mus för rätt plats och grupp tilldelning för bildanalys.
  7. Hålla möss uppvärmd under hela förfarandet (t.ex. med hjälp av en värmelampa eller varm luft pumpsystem för att säkerställa möss hålls varm utan överhettning). Övervaka andningsfrekvens av alla möss, antingen visuellt om använder en öppen gantry eller genom en fjärrövervakning system använder respiratoriska kuddar, och ändra anestesi nivåerna som behövs.

5. datortomografen

  1. När djur är säkra i sängen och respiration är stabil, slå på lasern gränsöverskridande hårstrån och flytta skanning säng så att de justeras med hjärnan av alla fyra möss. Flytta i skannern i förvärvet position (position 3) med hjärnan på möss som nära centrum av FOV som möjligt.
  2. Förvärva en scout view-bild av mössen att kontrollera sin position (Använd en 200 mm FOV) och justera position genom att dra rutan FOV på gränssnittet vid behov. Klicka på ”Starta arbetsflöde” i skannerprogramvara att börja den datortomografi, se till att välja ”Visa interaktiva användaren uppmaningarna” så i PET-bilden kan startas manuellt före tracer injektion.

6. [11C] DPA-713 dos förberedelse

  1. Syntetisera [11C] DPA-713 som tidigare beskrivits12, garanterar du bär lämplig PPE (personlig skyddsutrustning) för hantering av radioaktivitet, inklusive en labbrock, handskar och personliga finger och kroppen dosmätare. Kontrollera du byta handskar regelbundet för att förhindra radioaktiva föroreningar och öka din avstånd från radioaktiv källa när det är möjligt.
  2. Använda pincett för att noggrant överföra radiotracer injektionsflaskan bakom en bly-sköld.
  3. Förbereda 0,5 mL dos sprutor för varje mus som innehåller cirka 250-350 µCi/9-13 MBq i 100-200 µL volym för att säkerställa en dos som är adekvat för 60 minuters dynamiska PET-undersökning (administrerade dosen bör fastställas med tanke på halveringstiden av isotopen och tidslinje plausibilitet, med volymen beroende på musen vikt).
  4. Åtgärd aktiviteten använder en dos kalibrator inställd på C-11, ligger i närheten av webbplatsen kanylering och registrera tider av mätning och injektion för att aktivera decay correction. Rita upp doserna precis innan CT ändarna för att begränsa förfall och säkerställa önskad nivå av radioaktivitet kommer att injiceras i varje mus.
  5. Kontrollera att det inte finns några luftbubblor i dos spruta innan mäta aktiviteten och injicera i varje mus.

7. PET förvärv

  1. När mössen avancerar automatiskt från CT till sällskapsdjur, ställa upp på baksidan av skannern [11C] DPA-713 injektionsvätska (figur 1C). Placera skyddande absorberande stoppning på en avsats och kontrollera sax och tändare är å.
  2. SNIP förseglade katetern slangen med sax, kontrollera katetern linjer är klara av eventuella bubblor och bekräfta kanylen är fortfarande inom venen genom att utföra en 10-20 µL saltlösning flush. Ladda de uppmätta dosen sprutorna från steg 6,4 till var och en av de 4 katetrar, att hålla koll på vilken dos gavs till varje mus.
  3. Klicka på ”OK” när i PET-bilden är redo att starta medan du samtidigt startar en 10 andra timer. Har två forskare på baksidan skannern med dos sprutorna i hand, att injicera alla 4 möss samtidigt vid timern når noll. Spola varje katetern med 50-100 µL av saltlösning (beroende på katetern slangen längd — dvs dödvolym) till att kontrollera hela dosen går svansen venen och åter försegla slangen återigen använder en tändare.
  4. Mäta dosen sprutorna med en dos kalibrator för att få ett kvarstående radioaktivitet värde (någon tracer kvar i sprutan). Notera värdena och den tid de är inspelade.
  5. När genomsökningen är klar, hem den sällskapsdjur bädd till ursprungsläget med hjälp av den horisontella hem-knappen inom rörelsen Stire panelen. Ta bort mössen från skannern och ta försiktigt bort katetern. Applicera försiktigt tryck till webbplatsen kanylering att förhindra blödning.
  6. Mäta den kvarvarande verksamheten i katetern med en dos kalibrator som tidigare beskrivits.
  7. Om möss ska återvinnas se till att detta görs i en varm miljö (t.ex. i en låda med en uppvärmd pad under eller som innehåller en handske fylld med varmt vatten) att underlätta återvinning. Om planeringen till eutanasi möss, placera mössen i en induktion kammare innehållande isofluran så att de förblir bedövat innan dödshjälp via perfusion.
  8. För att rekonstruera data, öppna programvaran efterbearbetning verkställande (se Tabell för material), som kommer automatiskt rekonstruera varje skanning med hjälp av histogrammet data som genereras från lst-filen.

8. hjärnan autoradiografi

  1. Innan experimentet, radera digital autoradiografi filmen genom att utsätta den för att vitt ljus för 10-15 min och hålla i en radioaktivitet-fritt område fram till användning.
  2. Förbereda 0,5 mL dos sprutor för varje mus som innehållande cirka 1,0-1,5 mCi/37-56 MBq att säkerställa en dos som är adekvat för autoradiografi.
  3. Mäta radioaktiviteten i dos spruta, med en dos kalibrator, före injektion för att få en korrekt avläsning av aktiviteten.
  4. Cannulate som tidigare beskrivits och injicera möss omedelbart i ett område som är lämplig för radioaktivitet.
  5. Ta bort katetern efter injektion och mäta kvarvarande radioaktiviteten.
  6. Lämna mössen i en uppvärmd induktion kammare så att de förblir bedövat innan perfusion och dödshjälp.
  7. Utföra eutanasi medan möss är djupt nedsövd (kontinuerlig inandning av 4% isofluran, 2 L/min 100% O2) via PBS perfusion och bilaterala torakotomi 30 min efter [11C] DPA-713 injektion.
    1. Öppna bukhålan och skära igenom membranet att exponera hjärtat.
    2. Infoga en fjäril kateter infusion nål in i vänster kammare i hjärtat och knipsa av höger förmak och sämre vena cava.
    3. Långsamt BEGJUTA med PBS (~ 20-30 mL) med en 20 mL-spruta.
  8. Ta försiktigt bort hjärnan från skallen med pincett och sax.
  9. Plats hjärnan i en frysning mögel fylld med optimal skärtemperatur (ULT) vätska, att se till hjärnan är nivå och centrerad i formen, med luktsinnet lökarna orienterade mot skårorna i formen (för sevärdheter och orientering när hjärnan tas bort från mögel).
  10. Plats mögel på torr-is för 10-15 min eller tills ULT blir ogenomskinlig.
  11. Omedelbart placera varje mögel i kryostaten mikrotomen uppsättningen till-18 ° C och låt jämvikta i 10 min innan montering.
  12. Skala bort frysning mögel och montera hjärnan till mikrotomen plattformen använder en liten mängd färska OCT som ”lim”.
  13. Lämna monterade hjärnan i mikrotomen att frysa i 2 min.
  14. Skiva genom hjärnan tills stroke är exponerade (dvs ROI). Använd MR bilden för att hitta infarct i hjärnan av varje djur. För dMCAO bör detta konsekvent i somatosensoriska cortex; längden av stroke kan dock variera något.
  15. Avsnitt regionen av hjärnan spänner den infarct, utsläppande 20 µm tjocka sektioner på glas objektglas märkt med lämplig mus nummer.
  16. Öppna autoradiografi kassetten och linje botten av kassetten med ett ark av Saran wrap. Ordna bilder avsnitt uppåt ovanpå saran wrap i kassetten och ta del av positionen för varje bild. Du kan också ta en bild av bilden placeringen att underlätta senare analys.
  17. Försiktigt placera ytterligare ett lager av saran wrap på toppen (efter att ha väntat ~ 2 min efter insamling av senaste hjärnan avsnitt - att låta det torka och följa bilden) och noggrant placera digital autoradiografi filmen (vit sida vänd nedåt) ovanpå bilderna.
  18. Stäng kassetten ordentligt och låt i-20 ° C frys, så att avsnitten att förfalla på filmen för en lämplig exponeringstid (~ 5-10 halveringstider).
  19. Skanna filmen efter exponeringstiden med en fosfor imager för att generera en digital bild för efterföljande analys.

9. dynamisk PET bildanalys

  1. Öppna bild analys programvara (se Tabell av material) och klicka på ikonen ”öppna data” för att ladda CT bilden (som källa) och ikonen ”Lägg till data” för att ladda dynamiska PET (som referens).
  2. Utföra en visuell kvalitetskontroll av data via operatorn tidsserier i den nedrullningsbara menyn: Markera referens (”ref”) och ”global” och tillämpa en lämplig min och max för färgskalan. Visualisera de dynamiska PET data bildruta för bildruta, att kontrollera radioaktivitet upptag och kontroll för någon rörelse förvirrar inom scan.
  3. Skapa en genomsnittlig PET-bild med den ”aritmetisk operatören”.
    1. Välja ”genomsnittlig valt”, avmarkera ”ref” och säkerställa ingång 1 (”Inp1”), ingång 2 (”Inp2”) och ingående stjärna (”Inp *”-omfattar resten av PET bildrutorna i scan) är valt att skapa ett genomsnitt av alla PET ramar.
    2. Gå till fliken ”data manager” (DM) och dra den genomsnittliga bilden upp till ”input1” positionen för visualisering. Omfördela färgskalan genom att klicka på den automatiska beräkningen i verktyget ”min-max”.
  4. Registrera CT till genomsnittliga PET filen med funktionen ”automatisk 3D” i ”re-orientation/registrering” droppa-ned menyn.
    1. Välj ”ref” och ”Inp1”, och välj ”stela”, ”snabb”, ”Inp1 till Ref” registrering. Visuellt kontrollera registreringen i alla 3 dimensioner och manuellt justera om nödvändigt i fliken ”manuell 3D” med hjälp av funktionerna ”översättning” och ”rotation”.
    2. När du är nöjd med registreringen väljer du ”Inp2” och ”Inp *”, och gälla alla PET ramar genom att klicka på bockmarkeringen. Högerklicka på filerna CT och PET i DM och Spara som rå.
  5. Beskära hjärnan av en mus på en tid för hjärnan analys med CT som vägledning: Välj ”beskära” från droppa-ned menyn och dra bilden gränser om du vill beskära huvudet av musen Nedan hjärnstammen. Re orientera PET och CT bilder med funktionen ”manuell 3D omorientering” enligt ovan så att skallen är rak i alla dimensioner.
  6. Fyll i herr bilden för musen (i DICOM-format) med knappen ”bifoga data” längst upp till vänster i gränssnittet. Flytta MR använder ”manuell 3D reorientationen” och passar till skallen i CT-bilden (se till att alla formerna är i samma riktning).
  7. Rita linjen ROI på herr bilden verktyget ”3D ROI”.
    1. Stäng av PET visualisering genom att avmarkera det i fliken visual controller (VC) och Använd endast MR och CT för att rita ROI.
    2. Klicka på ”Lägg till ROI” för att skapa en ny ROI med namnet ”infarkt”. Välj ”spline”, vänster Klicka för att rita ROI gränsen och högerklicka för att stänga den.
    3. Upprepa till alla skivor som innefattar stroke, se till att inte fånga någon av skallen i ROI, med bästa praxis att lämna en voxel gap mellan skallen gränsen och stroke ROI.
  8. Generera en kontralateral ROI använder infarct volymen.
    1. Skapa en ny ROI och etiketten ”kontralaterala”. Högerklicka på Infarct ROI och välj ”Exportera”. Dra ROI till läge 2 (”Inp1”).
    2. Med bara ”Inp1” valts, tillämpa en vänster höger flip med funktionen ”aktör” i menyn ”omorientering och registrering”. Markera rutan ”ROI”, Välj ”Visa endast” och manuellt flytta den nya ROI till regionen identiska på den kontralaterala sidan. Välj det ”aritmetiskas” operator och gäller en skalär multiplikation av 2 nya ROI, tillåta oberoende kvantifiering av ROIs.
    3. Gå tillbaka till verktyget 3D ROI. Gå till fliken ”expert och experimentell” och klicka på knappen ”Importera ROI”. Välj Inp1 från dialogrutan Ladda den nya volymen som den kontralaterala ROI.
  9. Högerklicka på den genomsnittliga PET-bilden och ta bort det och slå PET tillbaka på. Generera kvantitativa upptag resultaten med hjälp av ”exportera resultat” ikonen i 3D ROI-verktyg.
  10. Utföra ytterligare split hjärnan analys om så önskas (dvs, automatiserad ROI generationen av höger kontra vänster hjärnan halvklotet regioner använda en 3D-mus hjärnan atlas plugin-modulen för Vivoquant programvara).
    1. Re-load de registrerade PET/CT-bilderna.
    2. Importera mus hjärnan atlas genom att klicka på ”avancerade moduler” menyn och välja verktyget 3D hjärnan atlas. Välj ”alla regioner left/right” i ”avancerade inställningar” och klicka på ”kör” för att importera 3D atlas.
    3. Manuellt montera atlas i hjärnan med skallen som en kantlinje.
    4. Kör igen atlas att göra säker på att ”importera 3D ROI” kontrolleras för att generera ett kalkylblad av resultat för alla 14 vänster och höger hjärnhalva ROIs (medulla, lillhjärnan, mellanhjärnan, pons, cortex, hippocampus, thalamus, hypotalamus, striatum, pallidum, luktsinnet lökar, corpus callosum och vit substans).
  11. Kvantifiera i mjälten använda skannern programmets upptag av spårsubstans (se tabell för material).
    1. Fyll PET och CT bildfiler genom att markera dem i databasen och klicka på ”allmän analys”.
    2. Klicka på fliken registrering och co registrera PET och CT bilder klicka på ikonen ”styv registrering”.
    3. Klicka på fliken ROI kvantifiering, klicka på ikonen ”skapa ROI” och namnge det mjälte.
    4. Välj verktyget ”sphere” Rita mjälte ROIs med hjälp av CT-filen för referens, se till att det finns ingen överlappning med njure upptag (använda PET bild och signalera att undvika spridningseffekter från njurarna).
    5. Redigera ROIs för att upprätthålla konsekvent ROI volymer mellan djur.
  12. Beräkna en standard korrigeringsvärdet för upptag normalisering.
    1. Läsa in PET/CT-data från standard scan och skapa en cylinder ROI omfattar 20 mL sprutan med verktyget ”manuell 3D ROI”.
    2. Få av radioaktivitetsnivån som ingår i standarden använda ikonen kalkylblad.
    3. Använd detta nCi/cc resultat och den ursprungliga inspelade radioaktiviteten i standarden (dvs, dos kalibrator mätning av standard i nCi/cc) att skapa en korrektionsfaktor för PET upptag värden. Det vill säga dela radioaktiviteten i den standard som registrerats av dos kalibratorn av radioaktiviteten beräknas från PET bilden av standarden.
  13. Använd dos aktiviteter och tid av mätningar till decay rätt till PET förvärvstillfället för alla möss (dvs beräkna aktiviteten dos i början av PET scan).
  14. Upprepa för restvärden och subtrahera från förfall korrigerade dosen att beräkna den exakta aktiviteten varje djur som tas emot.
  15. Efter tillämpning av detta förfall korrigering, gäller även standard korrigering till kontrollera data är på rätt aktivitetsnivå. Säkerställa dessa korrigeringar tillämpas till manuellt dras ROI resultat och hjärnan atlas ROI relevanta hjärnan dataområden för dMCAO läge (dvs. cortex, hippocampus och striatum).
  16. Beräkna %ID/g för alla ROIs med hjälp av följande ekvation: %ID/g = (ROI radioaktivitet i nCi/cc / förfalla korrigerade dos i nCi/cc) x 100. Rita %ID/g som funktion av tiden med grafritande programvara för att generera tid aktivitet kurvor för varje ROI.
  17. Använda skannerprogramvara för slutliga bilden visualisering och figur generation. Normalisera bilder enligt den förfalla korrigerade dos varje mus vid tidpunkten för skanning, se till att alla bilder är på samma %ID/g skala.
    Obs: Detta är nödvändigt för att möjliggöra korrekt jämförelse av bilder från olika möss och/eller bilder från studier på olika dagar

10. autoradiografi bildanalys

  1. Öppna den digitala bilden (.gel fil) i ImageJ programvara. Justera ljusstyrka och kontrast till visuellt tröskel bilden och tillämpa en lämplig färg ”lookup table”.
    Obs: Royal liknar mest exakt färgskala och PET.
  2. Använd ROI chefen för att manuellt rita ROIs runt infarct och motsvarande kontralaterala regioner.
  3. Använd funktionen åtgärd att kvantifiera genomsnittlig pixel intensiteten i varje ROI och exportera resultat. Rita med hjälp av statistisk programvara.

Representative Results

Möss genomgick MRI för att verifiera framgångsrik stroke och [11C] DPA-713 PET genomfördes genom att skanna 4 möss samtidigt. PET, CT, och herr bilder var DT före manuellt rita hjärnan ROIs och utför halvautomatisk split brain atlas analysen, för att undersöka upptag av spårsubstans i ipsilaterala och kontralaterala regioner (figur 2).

PET/CT-bilder och tid aktivitet kurvor (TAC-radiotracer aktivitet som en funktion av tiden) Visa ökad [11C] DPA-713 upptag i den ipsilaterala jämfört med kontralaterala halvklot (figur 3A). Kvantifiering av dynamiska PET hjärnan bilder, använda sammanfattade data från 50-60 min, visade en signifikant ökning av upptag av spårsubstans (% ID/g) i den ipsilaterala (infarcted) jämfört med den kontralaterala hemisfären i dMCAO, men inte i sham möss använder den manuellt dras ROI tillvägagångssätt (figur 3B). Ökat upptag observerades också i ipsilaterala halvklotet mellan dMCAO och sham möss. Inga signifikanta skillnader mellan ipsilaterala och kontralaterala halvklot observerades använder metoden atlas, sannolikt på grund av atlas ROIs är större än storleken på den infarct (oftast begränsad till somatosensoriska cortex), därför att späda den signalen. Övergripande ökat upptag i dMCAO än med placebo observerades dock för alla ROIs, som ligger i linje med tidigare rapporter med hjälp av MCAO möss, visar ökat TSPO uttryck i regioner utanför de infarct19. Ipsilaterala/kontralaterala nyckeltal ökades i dMCAO jämfört med sham möss använder båda metoderna; Denna skillnad var dock endast signifikant i cortex enligt den hjärna atlas-metoden på grund av större variansen i metoden ROI. Detta kan lösas genom att öka antalet möss i varje grupp. Kvantifiering av [11C] DPA-713 upptag i mjälte visade inga signifikanta skillnader mellan grupperna (figur 4).

Hjärnan dMCAO mus PET bildbehandling resultat bekräftades av ex vivo högupplösta digitala autoradiografi (figur 5). Ökad [11C] DPA-713 upptag observerades i infarcted vävnad med försumbar signal i omgivande frisk hjärnvävnad. Kvantitering av dessa bilder avslöjade ipsilaterala till kontralaterala nyckeltal allt från 1,4 till 2,09 i dMCAO möss.

Figure 1
Figur 1: PET-kamera och arbetsytan Set-up. Alla arbetsytor var täckta av skyddande absorberande stoppning för att skapa en steril miljö. (A) efter kalibreringar, en 3D-tryckt mus säng, utrustad för imaging 4 möss samtidigt säkrades i skanner och nose kottar för alla 4 möss bifogas anestesi. (B) nödvändig utrustning för PET imaging var förberedda i förväg, inklusive saltlösning-27,5 G katetrar, öga smörjmedel, etanol kompresser, värmelampor, kirurgtejp, vävnad lim, 0,5 mL dos sprutor, sax och en tändare. (C) radiotracer injektionsvätska, placera saltlösning-flush sprutor och sax på baksidan av skannern. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2: Ipsilaterala/kontralaterala ROI och höger/vänster-Split halvklot hjärnan Atlas PET bild analysprocessen. Bildanalys programvara användes för att bestämma upptaget av spårsubstans i ipsilaterala och kontralaterala regioner av intresse (ROIs) med manuellt dras ROIs och en halvautomatisk 3D split-brain atlas strategi. Automatisk 3D PET/CT registrering genomfördes följt av manuell registrering av hjärnan MRI inom motsvarande mus skallen definieras i CT bilden. Verktyget 3D ROI användes för att manuellt rita ipsilaterala (röd) och kontralaterala (grön) ROIs använder infarkt på MRI som referens. Den split-brain strategi, var 3D mus vänster/höger-split brain atlas laddad och monterad inom skallen som definieras av CT bilden. Hjärnan ROIs används för kvantifiering i denna 3D mus hjärnan atlas ingår vänster Cortex (mörkgrå), vänster Hippocampus (blåklint blå), vänster Striatum (djup rosa), rätt Cortex (tomat röd), rätt Hippocampus (grön) och höger Striatium (Cyan). Upptaget av [11C] DPA-713 i varje region erhölls i nCi/cc och därefter har konverterats till %ID/g i normalisera till förfall-korrigerade dos vid tidpunkten för skanning för varje mus. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3 : Representativa In Vivo [11C] DPA-713 hjärnan upptag i DMCAO och Sham möss. (A) dynamiska PET/CT-bilder och TAC visar ökad [11C] DPA-713 upptag i ipsilaterala cortex av möss som genomgick DMCAO (n = 3) och en liten ökning för sham (n = 3) drivs möss, med DMCAO möss visar signifikant större kontrast i procentandel injicerade dosen mellan infarct och kontralaterala sidan av hjärnan (%ID/g). (B) PET kvantifiering (50-60 min sammanfattade) visade signifikant ökat upptag i ipsilaterala ROI använder metoden ROI och i cortex (Ctx) enligt den split-brain atlas-metoden. Inga signifikanta skillnader i hippocampus (HC) eller striatum (Str). Ökad ipsilaterala till kontralaterala nyckeltal sågs använda båda analys närmar sig men var endast statistiskt signifikant i den Ctx enligt den hjärna atlas-metoden. * (p < 0,05), *** (p < 0,001) Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4: Representant I Vivo [11C] DPA-713 mjälte upptag i dMCAO och Sham möss. (A) [11C] DPA-713 dynamiska PET/CT bilder visar mjälte ROIs i dMCAO (n = 3) och placebo (n = 3) möss. (B) kvantitativa resultaten visar inga signifikanta resultat i mjälte upptag mellan dMCAO och sham möss. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 5
Figur 5 : Representant autoradiografi resultat. Digitala autoradiografi bilder visar ökad [11C] DPA-713 upptag i den ipsilaterala jämfört med kontralaterala hemisfären. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Discussion

Presenterade protokollet beskriver en metod för kvantifiering av neuroinflammation i dMCAO och sham möss använder [11C] DPA-713-PET. TSPO-PET är den mest undersökta imaging biomarkören för att visualisera och mäta neuroinflammation i vivo hittills. TSPO uttryck är uppreglerad på glia i hjärnan vid inflammation som tillåter icke-invasiv detektering och kvantifiering av neuroinflammation. Dessutom är det en mycket översättningsbara teknik, vilket gör den till ett värdefullt verktyg i både klinisk och preklinisk forskning. Detta protokoll och representativa resultat belysa lämplighet använda [11C] DPA-713 PET att upptäcka och övervaka neuroinflammatoriska förändringar i stroke och andra neurologiska sjukdomar i vivo.

I denna studie utfördes dMCAO kirurgi med 3-månad-gammal C57BL/6 honmöss. Denna modell valdes eftersom det ger upphov till en mycket reproducerbara infarct begränsas till somatosensoriska cortex, tillhandahålla en modell av permanent fokal ischemi med låg variabilitet jämfört med andra modeller av stroke (t.ex. mellersta cerebral arteriell ocklusion (MCAO) glödtrådens metod)14. PET imaging av stroke modeller har fördelen av innehåller en intern referens region i hjärnan för varje djur som använder ROIs inom den kontralaterala hemisfären. Eftersom det kommer att finnas vissa inflammation att resultaten från operation ensam, det är viktigt att inkludera möss som opererades sham i studiedesign, whereby kraniotomi och manipulation av hjärnhinnorna utan artärocklusion utfördes. Kraniotomi ensam kan resultera i störningar till underliggande neuronal vävnad och införandet av patogener som leder till immunsvar som är oberoende av stroke20. Vissa inflammation efter bluff operation förväntas därför och bör utvärderas parallellt med dMCAO att utesluta möjligheten av signalen på grund av kirurgi ensam. För att undvika inklusive inflammation som följd av operationen utan stroke i dMCAO Kohortanalys, måste MR imaging utföras för att bekräfta lyckad stroke kirurgi och infarct utveckling. MRT ger också en strukturell referensram, vilket är mycket viktigt att noggrant rita infarct och kontralaterala ROIs. Dessutom korrekt bildbehandling inklusive bildregistrering och ROI definition är nödvändiga för att säkerställa tillförlitlig kvantifiering.

Ytterligare begränsningar måste hållas i åtanke när du arbetar med C-11 märkt radiotracers för PET och autoradiografi studier. Det är absolut nödvändigt att betrakta den korta halveringstiden (20,33 min) för C-11, med dess användning som allmänt begränsas för att forskningsinstitut med hotellets cyklotron tillgång. Lämpliga radioaktivitet transportled, dosering och förvärvet tidpunkter måste fastställas i förväg med en färdiga detaljerad plan av arbetsflödet av experimentet så att teamet kan arbeta snabbt och effektivt. Design och installation av denna studie har beskrivits för att rymma avbildning av 4 möss samtidigt för att öka data utdata kan erhållas när du använder C-11 spårämne. Om möjligt, är det tillrådligt att ha alla möss kanylerade och mitt i deras datortomografi när C-11 spårämne anländer till tänkbar möjlighet att säkerställa minimal radiotracer förfall före injektion. Detta stegvisa protokoll är också bäst utförs av ett team som innehåller minst 3 forskare att möjliggöra snabb kanylering, dosimetri, tracer injektion, PET-kamerateknik och hjärnan snittning före betydande radioaktivt sönderfall. Det krävs två personer att genomföra inledandet av i PET-bilden och injektion av alla 4 möss samtidigt. Anledningen till början PET förvärvet precis före injektion är att säkerställa farmakokinetik och dynamiken i tracer distribution i blod och regioner av intresse är korrekt och fullständigt erövrat. Många steg kan kräva intensiv utbildning och praktik att säkerställa väl fungerande experimentet. Detta protokoll är särskilt beroende av framgångsrika svans ven kanylering av C57BL/6 möss, vilket kan vara svårt på grund av mörkt hår på deras svansar, och kan bli mer utmanande efter stroke har inträffat eller om imaging samma möss vid flera tidpunkter .

En annan faktor för PET imaging inkluderar försiktig inspelning av radiotracer dos och kvarvarande verksamhet mätningar, inklusive den exakta tidpunkten för mätningen. Detta är viktigt för korrekt decay korrigering av den injicerade dosen vid tiden för skanningen och används för att få en korrekt mätning av upptag av spårsubstans (dvs % ID/g) för varje ROI. Det är viktigt att veta den exakta mängden radioaktivitet som var närvarande i varje mus vid tidpunkten för skanning för att säkerställa korrekt bildanalys. Därför är det tillrådligt att synkronisera klockorna på skannern dator och dos kalibrator att undvika fel när du använder kortlivade isotoper såsom C-11.

Korrekt PET bild kvantifiering kan också begränsas av riktigheten av skannern och set-up. Därför för att säkerställa korrekt kvantifiering av PET/CT-bilder, är det viktigt att utföra kvalitetskontroller för både CT och PET komponenter i skannern. CT kvalitetskontroller inkluderar röntgen källa luftkonditionering, mörk/ljus och center off set kalibreringar. Dessa kalibreringar mät och korrekt för systemet buller och måste vara utförd innan förvärvet som rekommenderas av tillverkaren av skannern. Kalibreringar bör också utföras för de PET-kamera. Detta innebär vanligtvis skannar en ”standard / sällskapsdjur phantom” scan, som innehåller en känd koncentration av radioaktivitet. När du förbereder standarden, är det bäst att använda den samma radioisotoper som används i studien, en jämförbar dos som administreras till en enda mus i en volym som är liknande till kroppen av en mus, och samma förvärv parametrar som djur imaging. En 20 mL spruta fylld med radiotracer utspädd i vatten används för standarden i detta protokoll, med efterföljande PET imaging resultaten används för att beräkna en korrigeringsfaktor baserat på faktisk dos mätt med kalibrering detektorn. Förhållandet korrigering kan tillämpas på de imaging uppgifter som erhållits i experimentet att säkerställa exakt kvantifiering av upptag av spårsubstans i regioner av intresse i PET-bilder. Detta står för positron spänna av radionukliden förutom att överväga någon bakgrund aktivitet på dagen för skanning. Eftersom dosen kalibratorn är en integrerad del av generationen av denna korrektionsfaktor, är det absolut nödvändigt att denna utrustning också kalibreras regelbundet enligt tillverkarens riktlinjer.

När genomför ex vivo autoradiografi är det viktigt att välja en optimal tidpunkt för dödshjälp efter injektion, för att säkerställa hög signal till bakgrunden i regionerna av intresse. Trettio minuter efter injektion valdes för [11C] DPA-713 autoradiografi med hjälp av data som förvärvats under dynamiska PET imaging -dvs de i vivo dynamiska TAC som en guide, samtidigt också med tanke på den korta halveringstiden för C-11 och tid inblandade att avsnitt och exponera hjärnvävnaden efter extraktion. Med tanke på detta, [11C] DPA-713 autoradiografi måste utföras på en separat kohort av möss att möjliggöra injektion av en högre [11C] DPA-713 dos och 30 minuters tid-punkten för perfusion och eutanasi under narkos. Utför en liten in-vivo kommer att PET pilotstudie med en 3-4 möss innan ex vivo autoradiografi vara till hjälp för att bestämma den optimala tidpunkten för autoradiografi. En tilläggsköpeskilling för ex vivo autoradiografi är om att återvinna möss efter injektion eller hålla dem sövd tills dödshjälp. Att hålla dem sövda härmar villkoren för sökningen och säkerställer radiotracer distribution eller utsöndring kinetik inte ändras av återhämtning. Dessutom förhindrar detta ytterligare stress på möss genom att undvika återställning och därpå följande induktion. Slutligen ett användbart tillägg till protokollet ex vivo skulle vara att bedöma de regionala skador i hjärnan skivor används för autoradiografi via immunhistokemisk färgning (efter radioaktivt sönderfall) för att generera en högupplöst bild av infarct läge och volym.

Eftersom det finns begränsningar med hjälp av en C-11 baserat tracer, kan detta protokoll lätt ändras för användning med en f-18 (halveringstid på 109.77 min) baserat TSPO tracer, som kan vara mer tillämplig på platser utan en Hotellets cyklotron. Dessutom beskriver det här protokollet användning av en 4-mus imaging set-up. Även om denna hög genomströmning metod är optimal när du använder en C-11 tracer, ändras också detta protokoll för dem som använder enkel mus imaging sängar. Noggrann planering och konsekvent utbildning i de tekniker som beskrivs i detta protokoll kommer att leda till skapandet av ett välstånd data med [11C] DPA-713, som lätt kan tillämpas sond neuroinflammation i sjukdom manifestation roll och progression i andra gnagare modeller av neurologiska sjukdomar. Dessutom skulle denna teknik kunna användas att bedöma den i vivo svaren på immunmodulerande therapeutics riktar mikroglia/makrofager.

Disclosures

Författarna förklarar inga intressekonflikter.

Acknowledgments

Författarna vill tacka Buckwalter labbet (särskilt Dr Todd Peterson) för att tillhandahålla musmodell och utför de dMCAO och bluff operationerna. Dessutom vill vi tacka Thomas Liguori från Invicro för hans tekniskt bistånd med VivoQuant bild analys programvara, Dr Tim Doyle, Dr. Laura Pisani, Dr Frezghi Habte från SCi3 små djur imaging anläggning vid Stanford för deras råd och hjälp för att utveckla detta protokoll-avbildning, och radiokemi facility (särskilt Dr. Jun Park) för deras hjälp med syntesen av [11C] DPA-713.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Inveon PET/CT scanner Siemens Version 4.2
MRI scanner Varian 7 Telsa
ParaVision software Bruker Version 6.0.1 MRI operating software
VivoQuant software InVicro Version 2.5 Image analysis software
Inveon Research Workspace software Siemens Version 4.2 Scanner operating software. Includes microQView, the post-processing managing software
Dose calibrator Capintech CRC-15 PET
Typhoon phosphor imager 9410 GE Healthcare 8149-30-9410
Butterfly catheters SAI Infusion Technologies BFL-24 27.5 G needle
1 mL syringes BD
Insulin syringes BD 329461 0.5 mL insulin syringes with needle
20 mL syringe  VWR BD302831 BD Syringe Slip Tip Graduated
Tissue glue Santa Cruz Animal Health sc-361931 3 mL
Heat lamp Fluker 27002 5.5" reptile heat lamp with clamp and switch
0.9% sterile saline Pfizer 00409-4888-10 0.9% sodium chloride for injection, 10 mL
Eye lubricant Watson Rugby PV926977 Artificial Tears Lubricant Eye Ointment, 1/8 oz
Chux absorbent sheets ThermoFisher Scientific 1420662 Disposable absorbent padding
Iris scissors World Precision Instruments 503708-12 11.5 cm, Straight, 12-pack
Surgical tape 3M Durapore 1538-0 1/2" x 10 yard roll, silk, hypoallergenic
Mouse PET bed In house 4 mouse PET bed
Lighter Bic UDP2WMDC
Isoflurane Henry Schein NDC 11695-6776-2 Isothesia, inhalation anesthetic, 250 mL
Oxygen Praxiar UN1072 Compressed gas
Autoradiography cassette Cole Palmer EW-21700-34 Aluminum, 8" x 10"
Autoradiography film GE Life Sciences 28-9564-78 Storage Phosphor Screen BAS-IP SR 2025 E Super Resolution, 20 × 25 cm, screen only
Microtome blades ThermoFisher Scientific 30-508-35 MB35 Premier Disposable, 34° cutting angle
Microtome Microm HM 550
Microscope slides Fisher Scientific 12-550-15 Superfrost™ Plus Microscope Slides
OCT liquid VWR 25608-930 Formulation of water-soluble glycols and resins for cryostat sectioning at temperatures of -10°C (14°F) and below
Freezing molds Poly sciences 18646A-1 Disposable paraffin molds
Saran wrap Saran 25700001300
Disinfectant Virkon S

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Benjamin, E. J., et al. Heart disease and stroke statistics-2017 update: A report from the american heart association. Circulation. 135 (10), 146-603 (2017).
  2. Jin, R., Yang, G., Li, G. Inflammatory mechanisms in ischemic stroke: role of inflammatory cells. J Leukoc Biol. 87 (5), 779-789 (2010).
  3. Wang, Q., Tang, X. N., Yenari, M. A. The inflammatory response in stroke. J Neuroimmunol. 184 (1-2), 53-68 (2007).
  4. Brown, R. C., Papadopoulos, V. Role of the peripheral-type benzodiazepine receptor in adrenal and brain steroidogenesis. Int Rev Neurobiol. 46, 117-143 (2001).
  5. Papadopoulos, V., Lecanu, L., Brown, R. C., Han, Z., Yao, Z. X. Peripheral-type benzodiazepine receptor in neurosteroid biosynthesis, neuropathology and neurological disorders. Neuroscience. 138 (3), 749-756 (2006).
  6. Scarf, A. M., Kassiou, M. The translocator protein. J Nucl Med. 52 (5), 677-680 (2011).
  7. Cerami, C., Perani, D. Imaging neuroinflammation in ischemic stroke and in the atherosclerotic vascular disease. Curr Vasc Pharmacol. 13 (2), 218-222 (2015).
  8. Stefaniak, J., O'Brien, J. Imaging of neuroinflammation in dementia: a review. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 87 (1), 21-28 (2016).
  9. Gerhard, A. TSPO imaging in parkinsonian disorders. Clin Transl Imaging. 4, 183-190 (2016).
  10. Airas, L., Rissanen, E., Rinne, J. O. Imaging neuroinflammation in multiple sclerosis using TSPO-PET. Clin Transl Imaging. 3, 461-473 (2015).
  11. Fan, J., Lindemann, P., Feuilloley, M. G., Papadopoulos, V. Structural and functional evolution of the translocator protein (18 kDa). Curr Mol Med. 12 (4), 369-386 (2012).
  12. James, M. L., et al. Synthesis and in vivo evaluation of a novel peripheral benzodiazepine receptor PET radioligand. Bioorg Med Chem. 13 (22), 6188-6194 (2005).
  13. Boutin, H., et al. 11C-DPA-713: A novel peripheral benzodiazepine receptor PET ligand for in vivo imaging of neuroinflammation. J Nucl Med. 48 (4), 573-581 (2007).
  14. Doyle, K. P., Buckwalter, M. S. A mouse model of permanent focal ischemia: distal middle cerebral artery occlusion. Methods Mol Biol. 1135, 103-110 (2014).
  15. Wang, Y., et al. [(18)F]DPA-714 PET imaging of AMD3100 treatment in a mouse model of stroke. Mol Pharm. 11 (18), 3463-3470 (2014).
  16. Domercq, M., et al. PET Imaging with [(18)F]FSPG evidences the role of system xc(-) on brain inflammation following cerebral ischemia in rats. Theranostics. 6 (11), 1753-1767 (2016).
  17. Toth, M., et al. Acute neuroinflammation in a clinically relevant focal cortical ischemic stroke model in rat: longitudinal positron emission tomography and immunofluorescent tracking. Brain Struct Funct. 221 (3), 1279-1290 (2016).
  18. Walter, H. L., et al. In vivo analysis of neuroinflammation in the late chronic phase after experimental stroke. Neuroscience. 292, 71-80 (2015).
  19. Rojas, S., et al. Imaging brain inflammation with [(11)C]PK11195 by PET and induction of the peripheral-type benzodiazepine receptor after transient focal ischemia in rats. J Cereb Blood Flow Metab. 27 (12), 1975-1986 (2007).
  20. Glazier, S. S., O'Rourke, D. M., Graham, D. I., Welsh, F. A. Induction of ischemic tolerance following brief focal ischemia in rat brain. J Cereb Blood Flow Metab. 14 (4), 545-553 (1994).

Tags

Medicin fråga 136 Neuroinflammation translocator protein 18 kDa (TSPO) positronemissionstomografi (PET) magnetisk resonanstomografi (MRT) neuroimaging stroke möss.
PET-avbildning av Neuroinflammation använder [<sup>11</sup>C] DPA-713 i en musmodell av ischemisk Stroke
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Chaney, A. M., Johnson, E. M.,… More

Chaney, A. M., Johnson, E. M., Cropper, H. C., James, M. L. PET Imaging of Neuroinflammation Using [11C]DPA-713 in a Mouse Model of Ischemic Stroke. J. Vis. Exp. (136), e57243, doi:10.3791/57243 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter