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 bruke [11C] DPA-713 i en musemodell av iskemiske hjerneslag

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

Fantes et positron utslipp tomografi (PET) avbildning av translocator protein 18 kDa (TSPO) tilbyr en ikke-invasiv måte å visualisere dynamisk rollen som neuroinflammation i utviklingen og progresjon av brain sykdommer. Denne protokollen beskriver TSPO-PET og ex vivo autoradiography for å oppdage neuroinflammation i en musemodell av iskemiske hjerneslag.

Abstract

Neuroinflammation er sentral i patologisk kaskade etter iskemiske hjerneslag. Ikke-invasive molekylær tenkelig metoder har potensial til å gi viktig innsikt i timelige dynamikk og rollen til visse neuroimmune vekselsvirkningene i strøk. Spesielt gir fantes et Positron utslipp tomografi (PET) avbildning av translocator protein 18 kDa (TSPO), en markør for aktiveres microglia og eksterne myelogen-lineage celler, et middel til å registrere og spore neuroinflammation i vivo. Her presenterer vi en metode for å tallfeste nøyaktig neuroinflammation ved hjelp av [11C]N,N-Diethyl-2-[2-(4-methoxyphenyl)-5,7-dimethylpyrazolo[1,5-a]pyrimidin-3-yl]acetamide ([11C] DPA-713), en lovende andre generasjon TSPO-PET radiotracer, i distale arteria cerebri okklusjon (dMCAO) sammenlignet med humbug-opererte mus. Mr var fremført 2 dager innlegg-dMCAO kirurgi for å bekrefte slag og definere betennelsessykdommer plasseringen og volum. PET/Computed tomografi (CT) bildebehandling ble gjennomført 6 dager innlegg-dMCAO å fange den høyeste økningen i TSPO nivåer etter slag. Kvantifisering av PET bilder ble gjennomført for å vurdere opptaket av [11C] DPA-713 i hjernen og milt dMCAO og humbug mus å vurdere sentrale og perifere nivåene av betennelse. I vivo [11C] DPA-713 hjernen opptaket ble bekreftet med ex vivo autoradiography.

Introduction

Slag er den femte største dødsårsaken og en viktig årsak til uførhet i USA1. Iskemiske hjerneslag representerer et overveldende flertall av disse tilfellene (~ 87%), oppstår når det er lokalisert avbrudd i blodtilførselen til hjernen (f.eks av en blodpropp eller fett depositum). Oksygen og næringsstoffer forsyninger til berørte områder reduseres senere og en kompleks patologisk cascade startes resulterer i nevrale død i slag kjernen (betennelsessykdommer) i tillegg til de omkringliggende områdene. Neuroinflammation er en viktig komponent i veien fører til skade, med begge bosatt hjernen immunceller (microglia) og infiltrere perifere immunceller (nøytrofile, T-celler, B-celler og monocytter/makrofager) trodde å bidra til dette destruktive kaskade2,3. Aktivert microglia og makrofager er sentrale i dette neuroinflammatory svaret med rapporter om både skadelig og gunstige effekter følgende iskemiske hjerneslag2. Derfor er det viktig å vurdere i vivo bidrag av disse cellene etter slag.

PET er et kraftig 3-dimensjonale molekylær tenkelig teknikk som lar visualisering av biologiske prosesser i vivo gjennom bruk av bestemte molekyler merket med fantes et positron (β +) emitting Radionuklider som 11C, 13N, 15O og 18F. Denne ikke-invasiv metoden har mange fordeler fremfor ex vivo metoder (f.eks immunohistochemistry) som tillater oppkjøpet av molekylære informasjonen i sanntid, i levende intakt fag, og gir langsgående etterforskning. PET imaging av TSPO, en markør for aktiveres microglia og eksterne myelogen-lineage celler, gjør det mulig å kvantifisere og spore medfødte immunsystemet celle svar i kroppen og kan benyttes for å vurdere betennelse etter slag og respons på terapeutisk intervensjoner. TSPO, tidligere kjent som tilleggsutstyr-type benzodiazepiner reseptoren, er en 18 kDa protein som antas å spille en rolle i kolesterol transport og syntese av neurosteroids4. Videre tyder på at TSPO er involvert i neuroinflammation og neuronal overlevelse5,6, med rapporter om økt uttrykk i mange nevrologiske lidelser som involverer betennelse inkluderer slag7, demens8, Parkinsons sykdom9 og multippel sklerose10. TSPO ligger på ytre mitokondrie membraner og uttrykt svært i periferien, spesielt i steroid tilknyttete vev (f.eks kjertler) og med nivåene sett i hjerte, nyrer og lunger10. Men i sunn hjernen, TSPO nivåer er lav og begrenset hovedsakelig til glia6,11. På neuronal skade, som observert i slag, TSPO nivåer i sentralnervesystemet (CNS) øke betydelig. Denne observert oppregulering av TSPO kan utnyttes til bildet neuroinflammation i vivo, med uttrykk nivåer gir en presis indikator betennelse alvorlighetsgrad. Dermed er målet med denne metoden å tallfeste nøyaktigi vivo bidrag av neuroinflammation i en musemodell av iskemiske hjerneslag med TSPO-kjæledyr

Flere TSPO tracers har blitt utviklet ved PET avbildning av neuroinflammation. Her, TSPO-PET imaging er beskrevet ved hjelp [11C] DPA-71312, en lovende andre generasjon TSPO tracer, som har vist bedre signal til støy og lavere uspesifisert bindende enn den mer historisk brukt [11C] PK11195 13 . Som et eksempel, ble dMCAO musemodell av slag valgt for denne metoden14. Denne modellen innebærer timelige craniotomy og permanent ligation av den distale arterien cerebri, som resulterer i fokal iskemi på somatosensory cortex. Dette er en fordel i pre-klinisk Neuroscience grunn av høy reproduserbarhet iskemiske skader og lav dødelighet forbundet med denne modellen. Hittil har TSPO-PET tenkelig studier ennå å bli rapportert i dMCAO gnager modellen. Imidlertid tidligere PET tenkelig studier ved hjelp av arteria cerebri okklusjon (MCAO)-modellen, en mer alvorlig og variabel slag modell, både mus og rotter, har rapportert TSPO uttrykket å øke fra dag 3 og topp rundt dag 7 post-takts15, 16,17,18. Derfor utført vi PET imaging 6 dager innlegg-dMCAO å sammenfalle med forhøyet TSPO uttrykk. [11C] DPA-713 opptak i hjernen ble vurdert i ipsilateral (infarcted) og kontralateral halvkuler. TSPO-PET ble kombinert med strukturelle MRI, slik at presis avgrensning av betennelsessykdommer og kontralateral områder av interesse (ROIs). Her beskriver vi både en atlas-basert og en MRI-drevet ROI tilnærming til å beregne [11C] DPA-713 opptak. Radiotracer opptak i milten ble også vurdert for å undersøke eksterne nivåene av betennelse mellom grupper. Denne metoden har potensial til å gi viktig innsikt inn spatiotemporal dynamikk og rollen til bestemte neuroimmune vekselsvirkningene i slag og andre nevrologiske sykdommer.

Protocol

Alle dyrestudier ble utført i samsvar med Administrative Panel på laboratoriet Animal Care (APLAC) ved Stanford University, et program akkreditert av foreningen for vurdering og akkreditering av laboratoriet Animal Care. Før denne prosedyren gjennomgikk tre-måneden-gamle C57BL/6 kvinnelige mus dMCAO kirurgi etter standard prosedyre og sterile forhold14.

1. strukturelle MRI (2 dager Post-dMCAO kirurgi)

  1. Åpne operativsystemet programvare (se Tabell for materiale) og oppsett oppkjøpet ved å opprette en ny eksamen. Velg localizer og turborare T2 sekvenser i paletten explorer og dra til vinduet eksamen.
  2. Sikre den åndedretts varme sonder til musen sengen med myk tape og plassere en stripe av beskyttende absorberende utfylling over begge å skape et sterilt miljø.
  3. Knytte en luft varmtvannsberederen til dyr sengen og slå på viften slik at den varme luften er på og holde musen oppvarmet. Bruk et automatisk overvåking system for å sikre kroppstemperatur og pustefrekvens er opprettholdt på riktig nivå for varigheten av søket.
  4. Bedøve musen i en induksjon kammer med 3% Isoflurane først, deretter holde på 1-2% (2 L/min, 100% O2). Sikre en heten pute er aktivert under induksjon kammeret å holde musen varme under Innledning. Når anesthetized, gjelde øye smøremiddel for musen for å unngå tørking og dannelsen av hornhinnen sår.
    1. Slå på anestesi systemet (Isoflurane 1-2%, 2 L/min 100% O2) koblet til Mr skanneren og overføre dyret til musen sengen.
    2. Plasser mus hodet-utsatt på bit baren og fastsette øret barer på plass, slik at de ikke stikker utenfor diameteren på sengen.
    3. Skyv RF spolen i mus hodet og presse spolen og seng i bar, plassere den spesielt for isocenter.
    4. Erverve localizer å vise musen plasseringen i alle 3 dimensjoner og bruke dette bildet for å definere volumet for T2 turborare (TE: 33 ms, TR: 2500 ms, 2 gjennomsnitt, 17 skiver, 0.083 x 0,92 mm oppløsning, 2 min 40 sekunder totaltiden) oppkjøpet. dMCAO kirurgi resulterer i en betennelsessykdommer i somatosensory cortex14; Derfor sørge for dette området er dekket i T2-vektet bildet.
    5. Fjern mus fra skanneren og gjenopprette mus i en oppvarmet kammer.

2. PET/CT kalibreringer og oppsett av arbeidsflyt (6 dager Post-dMCAO kirurgi)

  1. Opprette en bildebehandling i programmet skanner-opererer med en CT demping oppkjøpet, 60 minutters C-11 dynamisk PET oppkjøp (350-650 keV nivå diskriminering, 3.438 ns tilfeldighet vindu), histogram (20 bilder: 5 x 15 sec, 4 x 1 min, 11 x 5 min; død tid korreksjon) og en 3DOSEM-OP rekonstruksjon (2 gjentakelser, 18 delsett) for å opprette 128 x 128 x 159 bilder med 0.776 x 0.776 x 0.96 mm voxel størrelse.
  2. Utføre x-ray kilden condition via CT kalibrering panelet plassert øverst i venstre hjørne av grensesnittet. Denne kalibreringen må utføres ukentlig eller før skanningen hvis systemet ikke er brukt i siste 48 h.
  3. Utføre mørke/lys (D/L) og center forskyvning (C/O) kalibreringer.
    1. Trykk CT kalibrering (X) øverst til venstre i grensesnittet.
    2. Velg D/L og C/O for CT-filen som du vil kjøre, fjerne sengen fra Portal og kjøre D/L kalibreringen.
    3. Kalibrering verktøyet sengen inn skanneren og kjøre o kalibreringen, og pass på å bytte valg på grensesnittet til "kalibrering verktøyet" i stedet for "70 mm palett".
  4. Fjerne kalibrering verktøyet og returnere det standard PET sengen, kontrollere endre valg på grensesnittet tilbake til "70 mm palett".
  5. Fest en 4-mus tenkelig seng på skanner plattformen med tape og fest anestesi slangen (figur 1A). Kontroller at isoflurane strømmer gjennom rør og at det er ingen kinks.
  6. Skyv sengen frem så det er i midten av synsfelt (FOV), stenge CT og få et oversiktsbilde av CT å sikre sengen er i riktig posisjon.
  7. Utføre en "standard" kalibrering av PET/CT skanneren bruker et internt produsert phantom inneholder en kjent dose C-11 løsning som stråling.
    1. Forberede en 20 mL sprøyte fylt med tracer dosen tilsvarer som gis til en mus (~ 250-350 µCi/9 - 13 MBq av C-11 tracer fortynnet i saltvann).
    2. Registrere aktiviteten i standarden bruker en dose kalibrator og noter av måling.
    3. Gjennomføre en PET/CT-skanning av standarden bruker nøyaktig samme parametere som skal brukes til bilde mus (som beskrevet ovenfor). Gjøre denne uken for å opprette en korrigeringsfaktoren for PET skanneren bruke tenkelig dataene.

3. arbeidsområdet oppsett for PET/CT Imaging

  1. Opprette et sterilt miljø med et desinfeksjonsmiddel med virucide (se Tabell for materiale) og plassere polstring som beskytter absorberende på alle overflater.
  2. Kontroller isoflurane og oksygen tanker er tilstrekkelig fylt.
  3. Klargjør hale blodåre katetre ved å fylle en 1 mL sprøyte (utstyrt med en 27.5 G pinne-spissen) med 0,9% natriumklorid (sterilt saltvann) og flushing gjennom en 27.5 G, 24 cm sommerfugl kateter. Klipp av vingene av kateter før cannulating å sikre de ikke blokkerer visningen av halen venen og enkelt flytte musene i skanneren uten displacing kateter.
  4. Sikre alle nødvendige utstyret er lagt ut på arbeidsstasjonen inkludert ekstra "flush" sprøyter (fylt med bakteriefri saline), øye smøremiddel, etanol vattpinner, varme lamper, forberedt katetre (pre fylt med saltvann), kirurgisk tape, vev lim, 0,5 mL dose sprøyter, saks og en lettere å forsegle kateter etter vellykket plassering i halen vene (figur 1B).

4. animal forberedelse og Cannulation

  1. Veie mus for å fastslå det maksimale volumet kan sprøytes inn hver mus (dvs. antall tracer og noen saltvann administrert må ikke overstige 10% av kroppsvekten).
  2. Bedøve mus i en induksjon kammer med 3% Isoflurane og vedlikeholde på 1-2% (2 L/min 100% O2).
  3. Øye smøremiddel gjelder hver musen og Bekreft anesthetization via pedal refleks (toe knip). Juster anestesi nivåer.
  4. Plass musen på en oppvarmet seng utstyrt med en nesen kjegle å levere isoflurane til 1-2% (2 L/min 100% O2).
  5. Mens musen er anesthetized, utføre hale blodåre cannulation ved hjelp av følgende protokollen:
    1. Plasser musen på sin side å avsløre en av lateral venene, mens hodet fortsatt i nesen kjegle.
    2. Varm halen bruker en varmelampe, være forsiktig med å overopphetes eller brenne halen og vattpinnen med en alkohol tørke å dilate venen og sterilisere injeksjonsstedet.
    3. Holde nålen med skråkant og plasser den over venen i en spiss vinkel.
    4. Lett bruk trykk å punktere huden og nivå ut pinnen så det er i tråd med venen.
    5. Forsiktig presse frem noen millimeter forbi skråkant så nålen inn i venen.
    6. Bekrefte kateter er i ved å tilsette en liten (10-20 µL) flush saltoppløsning. Saltkildene bør la sprøyten jevnt og venen bør fjerne. Hvis noe motstand eller tilbake press er observert, er det sannsynlig at kateter er ikke i venen og nytt forsøk cannulation anbefales. Hvis clotting er observert, kan du bruke heparin (1000 enheter heparin per mL saltvann) for cannulation oppsett og flushing.
      Merk: Vi har vurdert cannulation med og uten heparin i musen belastningen av interesse, og siden ingen clotting ble observert, saltvann alene ble brukt for cannulations.
    7. Sikre kateter til hale med en liten dråpe vev lim, etterfulgt av kirurgiske bånd, for å sikre at kateter forblir immobile ved overføring mus til skanneren.
    8. Fjerne flush sprøyten fra slutten av kateter og forsegle slutten med lettere, sikre forskeren er ikke noen isoflurane eller etanol.
    9. Gjenta for 3 ekstra mus slik at alle 4 mus som skal skannes er cannulated og forberedt.
  6. Slå på bedøvelse strømmen (2,5% Isoflurane, 2 L/minutt 100% O2) koblet til PET/CT og nøye posisjon musene utsatt i skanneren, sikre katetre forbli på plass og hver mus hode er rett og sikker i nesen kjegle. Tape hodet og kroppen av hver musen til sengen med myk kirurgisk tape, sikre puste er ikke begrenset av plassering av båndet. Registrere plasseringen av hver musen for riktig plassering og gruppe tildeling for bildeanalyser.
  7. Holde mus oppvarmet hele prosedyren (f.eks bruke en heten lampen eller varm luftvarmepumpe system for å sikre mus holdes varme uten overoppheting). Overvåke respirasjonsfrekvens alle mus, enten visuelt hvis bruker en åpen Portal eller via en ekstern overvåking system ved hjelp av luftveiene pads, og endre anestesi nivåer etter behov.

5. CT oppkjøp

  1. Når dyrene er sikker i sengen og åndedrett er stabil, slå på laser kors hår og flytte skanning sengen slik at de justeres med hjernen til alle fire mus. Flytte skanneren i til oppkjøpet posisjon (posisjon 3) med hjernen av mus som nær midten av FOV som mulig.
  2. Få en speider Vis bilde av mus å bekrefte sin posisjon (bruk en 200 mm FOV), og Juster posisjon ved å dra boksen FOV i grensesnittet om nødvendig. Klikk "Start arbeidsflyt" skannerprogramvaren begynne CT scan, og husk å velge "Vis interaktive brukerbekreftelser" så PET skanningen kan startes manuelt før tracer injeksjon.

6. [11C] DPA-713 Dose forberedelse

  1. Syntetisere [11C] DPA-713 som tidligere beskrevet12, sikre du har passende PPE (personlig verneutstyr) for håndtering av radioaktivitet, inkludert en labfrakk, hansker og personlig finger og kroppen dosimeters. Sikre du endre hansker regelmessig for å hindre radioaktiv forurensning og øke avstanden fra radioaktivt kilden når mulig.
  2. Bruk tang til å overføre nøye radiotracer ampullen bak et kundeemne skjold.
  3. Forberede 0,5 mL dose sprøyter hver mus som inneholder ca 250-350 µCi/9-13 MBq i 100-200 µL volum å sikre en dose tilstrekkelig for en 60 minutters dynamisk PET scan (dose administrert bør fastsettes vurderer halveringstiden av isotop og tidsplan av studien design, med volum avhengig av musen vekt).
  4. Måle aktiviteten bruker en dose kalibrator satt til C-11, nærhet til cannulation nettstedet, og spille inn tider måling og injeksjon aktivere forfall korreksjon. Utarbeide doser like før CT ender å begrense forfall og sikre det ønskede nivået av radioaktivitet injiseres hver musen.
  5. Kontroller at det er ingen luftbobler i dose sprøyten før måle aktiviteten og injisere inn hver musen.

7. PET oppkjøp

  1. Når mus automatisk gå videre fra CT til PET, angi baksiden av skanneren for [11C] DPA-713 injeksjon (figur 1C). Sett polstring som beskytter absorberende på en hylle, og kontroller at saks og lettere er tilgjengelig.
  2. Klipp forseglet kateter slangen med saks, sjekk kateter linjene er klare for bobler, og bekrefte kanyle er fortsatt i venen ved å utføre en 10-20 µL saltvann flush. Last målt dose sprøyter fra trinn 6.4 i hver av de 4 katetre, holde orden på hvilke dose ble gitt til hver musen.
  3. Klikk "OK" når PET skanningen er klar til å starte mens samtidig starter en 10 andre timer. Har to forskere bak skanneren med dose sprøyter i hånden, å injisere alle 4 mus samtidig på timeren når null. Tømme hver kateter med 50-100 µL saltoppløsning (avhengig av lengden på kateter rør- dvs. døde volumet) å sikre full dose inn hale blodåre, og tette igjen slangen igjen med en lettere.
  4. Måle dose sprøyter med en dose kalibrator for å få en gjenværende radioaktivitet verdi (noen tracer igjen i sprøyten). Noter verdiene og de registreres.
  5. Når skanningen er fullført, hjem det PET sengen til utgangsposisjonen ved hjelp av knappen for vannrett "hjemme" i bevegelse-kontrollpanelet. Fjerne mus fra skanneren og fjern forsiktig i kateter. Forsiktig bruk trykk til cannulation området for å hindre overdreven blødning.
  6. Måle gjenværende aktiviteten i kateter bruker en dose kalibrator som beskrevet tidligere.
  7. Hvis mus skal gjenopprettes sikre dette gjøres i varme omgivelser (f.eks i en boks med en oppvarmet pute under eller som inneholder en hanske fylt med varmt vann) å lette gjenoppretting. Hvis planlegger å avlive musene, plassere mus i en induksjon kammeret som inneholder isoflurane slik at de forblir anaesthetized før euthanasia via perfusjon.
  8. Hvis du vil gjenopprette dataene, åpne etterbehandling administrerende programvare (se Tabell for materiale), som vil automatisk gjenoppbygge hver skanning ved hjelp av histogrammet data som ble generert fra lst-filen.

8. hjernen Autoradiography

  1. Før eksperimentet, slette digitale autoradiography filmen ved å utsette den hvite lyset i 10-15 min og holde i et radioaktivitet-fri til bruk.
  2. Forberede 0,5 mL dose sprøyter hver mus som inneholder ca 1.0-1.5 mCi/37-56 MBq å sikre en dose tilstrekkelig for autoradiography.
  3. Måle radioaktiviteten i dose sprøyten, med en dose kalibrator, før injeksjon for å få en nøyaktig lesing av aktiviteten.
  4. Cannulate som beskrevet tidligere og injisere mus umiddelbart i et område som er egnet for radioaktivitet.
  5. Fjern kateter etter injeksjon og måle den gjenværende radioaktiviteten.
  6. La mus i en oppvarmet induksjon kammer slik at de forblir anaesthetized før perfusjon og euthanasia.
  7. Utføre euthanasia når mus er dypt anaesthetized (kontinuerlig innånding av 4% Isoflurane, 2 L/min 100% O2) via PBS perfusjon og bilaterale thoracotomy 30 min etter [11C] DPA-713 injeksjon.
    1. Åpne bukhulen og skjære gjennom membranen å avsløre hjertet.
    2. Sette inn en sommerfugl kateter infusjon nål i venstre ventrikkel hjertet, og klipp rett atrium og mindreverdig vena cava.
    3. Sakte perfuse med PBS (~ 20-30 mL) med en 20 mL sprøyte.
  8. Fjern forsiktig hjernen fra skallen ved hjelp av tang og saks.
  9. Stedet hjernen i en fryser mold fylt med optimal kutte temperatur (OCT) flytende, gjør at hjernen er nivå og sentrert i formen, med olfactory pærene orientert mot hakkene i mold (å gi landemerker og orientering når hjernen fjernes fra mold).
  10. Sted mold på tørris for 10-15 minutter eller til Tilpasningsverktøy blir ugjennomsiktig.
  11. Umiddelbart plassere hver mold i kryostaten mikrotomen sett-18 ° c, og equilibrate for 10 min før montering.
  12. Skrelle bort frysing mold og montere hjernen til mikrotomen plattformen med en liten mengde frisk OCT som "limet".
  13. La montert hjernen på mikrotomen fryse i 2 minutter.
  14. Skjær gjennom hjernen til slag plasseringen er eksponert (dvs. avkastning). Bruke MR bildet for å finne betennelsessykdommer i hjernen av hvert dyr. For dMCAO skal dette konsekvent i somatosensory cortex; men kan lengden på streken variere noe.
  15. Delen regionen av hjernen spenner betennelsessykdommer, plassere 20 µm tykke deler på glass objektglass merket med riktig musen nummeret.
  16. Åpne autoradiography kassetten og line bunnen av kassetten med ett papirark Saran brytes. Ordne lysbildene seksjon side opp på saran flyten i kassetten og Legg merke til plasseringen av hvert lysbilde. Du kan også ta et bilde av lysbildet plasseringen å hjelpe med senere analyse.
  17. Forsiktig plassere et lag av saran brytes på toppen (etter ~ 2 min etter samling av siste hjernen delen - la det tørke og overholder lysbildet), og nøye plasser digitale autoradiography filmen (hvit side vender ned) på lysbildene.
  18. Lukk kassetten tett og la i en 20 ° C fryser, slik at delene forfalt på filmen for en tilstrekkelig eksponeringstid (~ 5-10 halv-liv).
  19. Skanne filmen etter eksponeringstid bruker en fosfor imager for å generere en digital image for senere analyse.

9. dynamisk PET bildeanalyser

  1. Åpne analyseprogramvare (se Tabell for materiale) og klikk på ikonet "åpne data" laste CT-bilde (som kilde) og ikonet "Føy data" laste det dynamiske PET (som referanse).
  2. Utføre en visuell kvalitet kontroll av data via tidsserier operatør i drop-down menyen: Velg referanse ("ref") og "global" og bruke en passende min og max for fargeskala. Visualisere dynamisk PET data bilde for bilde, bekrefter radioaktivitet opptak og ser for enhver bevegelse forundrer i søket.
  3. Opprette et gjennomsnittlig PET bilde med "aritmetisk operator".
    1. Velge "gjennomsnittet valgt", uegennyttig "ref" og sikre inngang 1 ("Inp1"), input 2 ("Inp2") og input star ("Inngangen *"-inkluderer hvilepausen av PET rammene i søket) er valgt å lage et gjennomsnitt av alle PET rammer.
    2. Gå til kategorien "data manager" (DM) og dra gjennomsnittlig bildet opp til "input1"-posisjonen for visualisering formål. Redistribuere fargeskala ved å klikke på den automatiske beregningen i verktøyet "antall".
  4. Registrere CT til gjennomsnittlig PET filen ved hjelp av funksjonen "automatisk 3D" i rullegardinmenyen "re-orientation/registrering".
    1. Velg "ref" og "Inp1" og velger "rigid", "rask", "Inp1 til Ref" registrering. Visuelt kontrollere registreringen i alle 3 dimensjoner og manuelt justere eventuelt i kategorien "manuell 3D" bruke funksjonene "oversettelse" og "rotasjon".
    2. Når fornøyd med registreringen, velg "Inp2" og "Inngangen *" og gjelder alle PET rammer ved å klikke haken. Høyreklikk på CT og PET i DM og lagre som rå.
  5. Beskjære hjernen av en musen samtidig for hjernen analyse med CT som en guide: Velg "beskjæring" fra det miste-ned menyen og dra bildets grenser for å beskjære leder av musen under hjernestammen. Nytt orientere PET og CT bildene ved hjelp av funksjonen "manuell 3D nyorientering" som beskrevet ovenfor slik at skallen er rett i alle dimensjoner.
  6. Legg i MR bildet for at musen (i DICOM-format) med "Føy data" knappen øverst til venstre i grensesnittet. Flytte MR bruker "manuell 3D omleggingen" og passer til skallen på CT bildet (Kontroller alle modaliteter er i samme retning).
  7. Trekke strøket avkastning på MR bildet med "3D ROI tool".
    1. Slå av PET effekten ved å oppheve merkingen i kategorien visuell kontrolleren (VC) og bruk bare MR og CT for å trekke Avkastningen.
    2. Klikk på "add Avkastningen" for å opprette en ny avkastning og navnet den "betennelsessykdommer". Velg "spline verktøy", venstre klikke å trekke ROI grensen og høyreklikk for å lukke den.
    3. Gjenta til alle sektorer omfatter slaget, og pass på ikke å fange noen av skallen i Avkastningen, med beste praksis er å la et voxel gap mellom skallen grensen og hjerneslag avkastning.
  8. Generer en kontralateral avkastning bruker betennelsessykdommer volumet.
    1. Opprett en ny avkastning og merke det "kontralateral". Høyreklikk på betennelsessykdommer Avkastningen og velge "export". Dra Avkastningen til posisjon 2 ("Inp1").
    2. Med bare "Inp1" valgt, kan du bruke en venstre høyre flip funksjonen "operatør" "nyorientering/registrering"-menyen. Sjekke av bokse med "ROI", velg "Vis bare" og manuelt flytte nye Avkastningen til identiske regionen på kontralateral side. Velg "aritmetiskes" operator og en skalar multiplikasjon av 2 gjelder nye Avkastningen, tillater uavhengig kvantifisering av ROIs.
    3. Tilbake til 3D ROI-verktøyet. Gå til kategorien "ekspert og eksperimentelle" og klikk på knappen "Importer avkastning". Velg Inp1 fra dialogboksen laste det nye volumet som kontralateral Avkastningen.
  9. Høyreklikk på gjennomsnittlig PET bildet og fjerne det og slå PET igjen. Generere kvantitative opptak resultatene med ikonet "eksportere resultatene" i verktøyet for 3D-avkastning.
  10. Utføre ytterligere delte hjernen analyse hvis ønskelig (dvs. automatisert ROI generasjon av høyre mot venstre hjernen halvkule regioner med en 3D mouse hjernen atlas plugin-modul for Vivoquant programvare).
    1. Re-load registrerte PET/CT-bildene.
    2. Importere musen hjernen atlas ved å klikke på "Avansert moduler"-menyen og velge verktøyet 3D hjernen atlas. Velg "alle regioner venstre/høyre" i "avanserte innstillinger" og klikk "Kjør" for å importere 3D atlas.
    3. Manuelt passe atlas i hjernen ved hjelp av skallen som kantlinje.
    4. Kjør atlas sørge for at "Importer 3D Avkastningen" kontrolleres for å generere et regneark med resultatene for alle 14 venstre og høyre hemisfære ROIs (marg, lillehjernen, mellomhjernen, pons, cortex, hippocampus, thalamus, hypothalamus, striatum, pallidum, olfactory pærer, corpus callosum og hvit substans).
  11. Kvantifisere tracer opptak i milten skannerens operativsystemprogramvare (se tabell for materiale).
    1. Last PET og CT bildefiler ved å markere dem i databasen og klikke på "generell analyse".
    2. Klikk på kategorien registrering og co registrere PET og CT bilder å klikke på ikonet "stive registrering".
    3. Klikk på kategorien ROI kvantifisering, klikk på ikonet "opprette avkastning" og gi den milten.
    4. Velg "kule" tegne milt ROIs bruke filen CT for referanse, sikre det finnes ingen overlapping med nyre opptak (ved hjelp av PET bilde og signal å unngå smitteeffekter fra nyrer).
    5. Redigere ROIs for å opprettholde konsekvent ROI volumer mellom dyr.
  12. Beregne en standard korreksjon verdi for opptak normalisering.
    1. Last PET/CT-data fra Standardskanning og opprette en sylinder ROI omfatter 20 mL sprøyte ved hjelp av verktøyet "manuell 3D ROI".
    2. Få nivået av radioaktivitet i standard regneark-ikonet.
    3. Bruk nCi/cc resultatet og opprinnelig innspilt radioaktiviteten standard (dvs., dose kalibrator måling av standarden i nCi/cc) å opprette en korrigeringsfaktoren PET opptak verdier. Det vil si del radioaktiviteten av standarden av dose kalibrator av radioaktivitet beregnet fra PET bildet av standarden.
  13. Bruk dose aktiviteter og tid av målinger til forfall riktig å PET tidspunktet for alle mus (i.e beregne dose aktiviteten i starten av PET scan).
  14. Gjenta for de gjenværende verdiene og trekke fra forfall korrigert dose beregne nøyaktig aktiviteten hvert dyr mottatt.
  15. Etter anvender tekstendring forfall, også bruke standard rettelsen å sikre at dataene er riktig aktivitetsnivået. Sikre disse korreksjonene brukes til manuelt trukket ROI resultater og hjernen atlas ROI data relevante hjernen regioner dMCAO plassering (dvs. cortex, hippocampus og striatum).
  16. Beregne %ID/g for alle ROIs hjelp av følgende ligning: %ID/g = (ROI radioaktivitet i nCi/cc / forfalle korrigert dose i nCi/cc) x 100. Tegne inn %ID/g som en funksjon av tid benytter grafisk programvare for å generere tid aktivitet kurver for hver avkastning.
  17. Bruk skannerprogramvaren for arbeidsprosessen visualisering og figur generasjon. Normalisere bildene etter forfall korrigert dosen mottatt av hver musen ved skanning, sikre alle bildene er på samme %ID/g skala.
    Merk: Dette er nødvendig å aktivere nøyaktig sammenligning av bilder fra ulike mus og/eller bilder fra studier utført på forskjellige dager

10. autoradiography bildeanalyser

  1. Åpne det digitale bildet (.gel-fil) i ImageJ programvare. Justere lysstyrken og kontrasten visuelt terskelen bildet og bruke en passende farge "oppslagstabellen".
    Merk: Royal ligner mest nøyaktig farge målestokk i polyetylen.
  2. Bruke Avkastningen manager manuelt trekke ROIs rundt betennelsessykdommer og tilsvarende kontralateral regioner.
  3. Bruk funksjonen mål å kvantifisere mener pixel intensiteten av hver avkastning og eksportere resultatene. Tegn med statistisk programvare.

Representative Results

Mus gjennomgikk MRI for å bekrefte vellykket strek og [11C] DPA-713 PET ble utført av skanning 4 mus samtidig. PET, CT, og MR bilder var co registrert før manuelt tegning hjernen ROIs og semi-automatisert delt hjernen atlas analyse, undersøke tracer opptak i ipsilateral og kontralateral (figur 2).

PET/CT-bilder og tid aktivitet kurver (TACs-radiotracer aktivitet som en funksjon av tiden) vise økt [11C] DPA-713 opptak i ipsilateral versus kontralateral halvkuler (Figur 3A). Kvantifisering av dynamiske PET hjernen bilder, bruke oppsummerte data fra 50-60 min., avdekket en betydelig økning i tracer opptak (% ID/g) i den ipsilateral (infarcted) sammenlignet med den kontralateral halvkulen i dMCAO, men ikke i humbug mus ved hjelp av manuelt trukket ROI tilnærming (Figur 3B). Økt opptak ble også observert i den ipsilateral halvkulen mellom dMCAO og humbug mus. Ingen betydelige forskjeller mellom ipsilateral og kontralateral halvkuler ble observert ved hjelp av atlas tilnærming, sannsynligvis på grunn av atlas ROIs blir større enn størrelsen på betennelsessykdommer (vanligvis begrenset til somatosensory cortex), derfor fortynne den signal. Imidlertid ble generelle økt opptak i dMCAO sammenlignet med humbug observert for alle ROIs, som justerer med tidligere rapporter bruker MCAO modell mus, demonstrere økt TSPO uttrykk i områder utenfor betennelsessykdommer19. Ipsilateral/kontralateral prosenter økte i dMCAO versus humbug mus ved hjelp av begge tilnærminger; men var denne forskjellen bare viktig i cortex ved hjelp av hjernen atlas tilnærming på grunn av større variansen i Avkastningen tilnærming. Dette kan løses ved å øke antall mus i hver gruppe. Kvantifisering av [11C] DPA-713 opptak i milten viste ingen betydelige forskjeller mellom grupper (Figur 4).

Hjernen dMCAO musen PET imaging resultater ble bekreftet av ex vivo høyoppløselig digital autoradiography (figur 5). Økt [11C] DPA-713 opptaket ble observert i infarcted vev med ubetydelig signal i omkringliggende sunn hjernevev. Kvantifisering av bildene viste ipsilateral til kontralateral forholdene mellom 1,4 2.09 i dMCAO mus.

Figure 1
Figur 1: PET skanner og arbeidsområdet oppsett. Alle arbeidsområder dekket i polstring som beskytter absorberende å skape et sterilt miljø. (A) etter kalibreringer, en 3D-trykt musen seng, utstyrt for imaging 4 mus samtidig var sikret i skanner og nesen kjegle for alle 4 mus koblet på bedøvelse. (B) nødvendig utstyr for PET imaging var forberedt på forhånd, inkludert saltholdig-fylt 27.5 G katetre, øye smøremiddel, etanol vattpinner, Heten lamper, kirurgisk tape, vev lim, 0,5 mL dose sprøyter, saks og en lettere. (C) For radiotracer injeksjon, plassere saltholdig-flush sprøyter og saks bak på skanneren. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2: Ipsilateral/kontralateral avkastning og høyre/venstre-del halvkule hjernen Atlas PET bildet analyseprosessen. Bildeanalyse programvare ble brukt til å avgjøre de tracer opptak i ipsilateral og kontralateral områder av interesse (ROIs) bruker manuelt trukket ROIs og en semi-automatisert 3D split-brain atlas tilnærming. Automatisk 3D PET/CT registreringen ble gjennomført etterfulgt av manuell registrering av hjernen MRI i tilsvarende musen skallen definert i CT-bilde. Med verktøyet for 3D-ROI ble brukt for manuelt ipsilateral (rød) og kontralateral (grønn) ROIs bruker betennelsessykdommer på Mr som referanse. For split-brain tilnærming, ble 3D venstre/høyre-del musen hjernen atlas lastet og montert i skallen som definert av CT-bilde. Hjernen ROIs brukes for kvantifisering i denne 3D mouse hjernen atlas inkludert venstre Cortex (mørkgrå), venstre Hippocampus (Kornblomst blått), venstre Striatum (dype rosa), høyre Cortex (tomat rød), høyre Hippocampus (grønn) og høyre Striatium (Cyan). Opptaket av [11C] DPA-713 i hver region ble oppnådd i nCi/cc og ble deretter konverteres til %ID/g ved å normalisere til forfall-korrigert dose når skanning for hver musen. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3 : Representant i Vivo [11C] DPA-713 hjernen opptak i DMCAO og humbug mus. (A) dynamisk PET/CT-bilder og TACs viser økt [11C] DPA-713 opptak i ipsilateral cortex mus som gjennomgikk DMCAO (n = 3) og en svak økning for humbug (n = 3) drives mus, med DMCAO mus viser betydelig større kontrast i prosent injisert dose mellom betennelsessykdommer og kontralateral side av hjernen (%ID/g). (B) PET kvantifisering (50-60 min oppsummerte) avslørte betydelig økt opptak i ipsilateral Avkastningen ved hjelp av Avkastningen tilnærming og i cortex (Ctx) ved hjelp av split-brain atlas tilnærming. Ble ikke funnet noen betydelige forskjeller i hippocampus (HC) eller striatum (Str). Økt ipsilateral å kontralateral prosenter ble sett begge analyse tilnærminger men var bare statistisk signifikant i Ctx ved hjelp av hjernen atlas tilnærming. * (p < 0,05), *** (p < 0,001) Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4: Representant I Vivo [11C] DPA-713 milt opptak i dMCAO og humbug mus. (A) [11C] DPA-713 dynamiske PET/CT bilder viser milt ROIs i dMCAO (n = 3) og humbug (n = 3) mus. (B) kvantitative resultater viser ingen betydelige resultater i milten uptake mellom dMCAO og humbug mus. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 5
Figur 5 : Representant Autoradiography resultater. Digital autoradiography bilder viser økt [11C] DPA-713 opptak i den ipsilateral sammenlignet med kontralateral halvkule. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Discussion

Presentert protokollen beskriver en metode for kvantifisering av neuroinflammation i dMCAO og humbug mus ved hjelp av [11C] DPA-713-polyetylen. TSPO er den mest undersøkte tenkelig biomarkør for å visualisere og måle neuroinflammation i vivo hittil. TSPO uttrykk er upregulated på glia i hjernen ved betennelser tillater ikke-invasiv gjenkjenning og kvantifisering av neuroinflammation. Videre er det en svært oversettbare teknikk, og er et verdifullt verktøy i både kliniske og pre-klinisk forskning. Denne protokollen og representant resultater markere hensiktsmessigheten av bruker [11C] DPA-713 PET å oppdage og overvåke neuroinflammatory endringer i slag og andre nevrologiske lidelser i vivo.

I denne studien ble dMCAO operasjonen gjennomført med 3-måneden-gamle C57BL/6 kvinnelige mus. Denne modellen ble valgt som det gir opphav til en svært reproduserbar betennelsessykdommer begrenset til somatosensory cortex, gir en modell av permanent fokal iskemi lav variasjon i forhold til andre modeller av slag (f.eks midten cerebral hovedvei okklusjon (MCAO) filament metode)14. PET imaging slag modeller har fordelen av inneholder en intern referanse området i hjernen for hvert dyr bruke ROIs innen den kontralateral halvkulen. Fordi det finnes noen betennelse at resultater fra kirurgi alene, det er viktig å inkludere musene som gjennomgikk humbug kirurgi i studien design, der craniotomy og manipulasjon av meninges uten arterie okklusjon ble utført. Craniotomy alene kan resultere i avbrudd til underliggende neuronal vev og innføring av patogener fører til immunreaksjoner uavhengig av hjerneslag20. Noen betennelse etter humbug kirurgi forventes derfor og bør vurderes parallelt med dMCAO å utelukke muligheten for tapsfrie kirurgi alene. For å unngå inkludert betennelse fra kirurgi uten strek i dMCAO kohort analyse, må MR imaging være gjennomført for å bekrefte vellykket slag kirurgi og betennelsessykdommer utvikling. Mr gir også en strukturell referanseramme, som er avgjørende for nøyaktig trekke betennelsessykdommer og kontralateral ROIs. I tillegg nøyaktig bildebehandling inkludert bilde registrering og Avkastningen definisjon er nødvendig for å sikre pålitelig kvantifisering.

Flere begrensninger må holdes i bakhodet når du arbeider med C-11 merket radiotracers for PET og autoradiography studier. Det er viktig å vurdere den korte halveringstiden (20.33 min) av C-11, med bruken vanligvis begrenset til å forskningsinstitutter med stedets cyclotron tilgang. Aktuelle radioaktivitet transportvei, dose administrasjon og oppkjøp tidspunkt må bestemmes på forhånd med en ferdig detaljert plan av arbeidsflyten av eksperimentet slik at de kan arbeide raskt og effektivt. Utforming og oppsett av denne studien har vært skissert til avbilding av 4 mus samtidig å øke dataene utgangen oppnåelig når du bruker en C-11 tracer. Hvis mulig, er det tilrådelig å ha alle mus cannulated og i deres CT scan innen C-11 tracer ankommer tenkelig anlegget å sikre minimal radiotracer forfall før injeksjon. Denne trinnvise protokollen er også best utført av et team som inneholder minst 3 forskere for rask cannulation, dose måling, tracer injeksjon, PET skanning og hjernen snitting før betydelig radioaktivitet. Det må to personer til å utføre initiering av PET scan og injeksjon av alle 4 mus samtidig. Årsaken til begynnelsen PET oppkjøpet like før injeksjon er å sikre farmakokinetikken og dynamikken i tracer distribusjon i blod og interessante områder i er nøyaktig og fullstendig fanget. Mange skritt kan kreve energisk opplæring og praksis for å sikre jevn kjøring av eksperimentet. Spesielt er denne protokollen avhengig av vellykket hale blodåre cannulation C57BL/6 mus, som kan være vanskelig på grunn av mørkt hår på halene, og kan bli vanskeligere etter slag har skjedd eller hvis imaging samme musene på flere gang-poeng .

En annen vurdering for PET bildebehandling inkluderer forsiktig opptak måleenheter radiotracer dose og gjenværende aktivitet, inkludert det nøyaktige tidspunktet for måling. Dette er viktig for nøyaktig forfall korreksjon av den injiserte dosen ved skanningen og brukes til å få en nøyaktig måling av tracer opptak (dvs. % ID/g) for hver avkastning. Det er viktig å vite den nøyaktige mengden radioaktivitet som fantes i hver mus ved skanning for å sikre nøyaktig bildeanalyser. Derfor er det lurt å synkronisere klokkene på skanner datamaskinen og dose kalibrator å unngå feil ved kortvarig isotoper som C-11.

Nøyaktig PET bilde kvantifisering kan også begrenses av nøyaktigheten av skanner og oppsett. Derfor for å sikre nøyaktig kvantifisering av PET/CT-bilder, er det viktig å utføre kvalitetskontroller for både CT og PET komponenter på skanneren. CT kvalitetskontroller inkluderer X-ray kilden condition, mørk/lys og sentrum av angi kalibreringer. Disse kalibreringer mål og riktig for systemet støy og må være utført før oppkjøpet som anbefalt av produsenten. Kalibreringer bør også utføres for PET skanneren. Dette innebærer vanligvis skanning avsøking "standard / kjæledyr phantom", som inneholder en kjent konsentrasjon av radioaktivitet. Når forbereder standarden, er det best å bruke den samme radioisotop brukes i studien, en sammenlignbare dose som gis til et enkelt museklikk i et volum ligner på kroppen av en mus, og samme Kjøp parametere som dyr imaging. En 20 mL sprøyte fylt med radiotracer fortynnet i vann brukes til standarden i denne protokollen, med påfølgende PET tenkelig resultatene brukes til å beregne en korrigeringsfaktoren basert på faktiske dosen målt ved kalibrering detektoren. Korreksjon forholdet kan brukes til bildebehandling data i å sikre nøyaktige kvantifisering av tracer opptak i områder av interesse i PET bilder. Dette utgjør fantes et positron området radionuklidenes i tillegg vurderer bakgrunn aktivitet på dagen for skanning. Dose kalibrator er en integrert del av generasjonen av denne korrigeringsfaktoren, er det viktig at utstyret er også kalibrert regelmessig i henhold til produsenten retningslinjer.

Når du utfører ex vivo autoradiography er det viktig å plukke en optimal tidspunktet for euthanasia etter injeksjon, for å sikre høy signal-til-bakgrunn i områdene rundt. Tretti minutter etter injeksjon ble valgt [11C] DPA-713 autoradiography bruker data ervervet under dynamisk PET bildebehandling -dvs den i vivo dynamisk TACs som en guide, mens du også vurderer den korte halveringstiden C-11 og involvert delen og utsette hjernevev etter utvinning. Vurderer dette, [11C] DPA-713 autoradiography må utføres på en separat kohort mus å tillate injeksjon av en høyere [11C] DPA-713 dose og en 30 minutters tidspunktet for perfusjon og euthanasia under narkose. En liten i vivo vil PET pilotstudie med en 3-4 mus før gjennomfører ex vivo autoradiography være nyttig for å bestemme optimale tidspunktet for autoradiography. Tas for ex vivo autoradiography er om å gjenopprette mus etter injeksjon eller holde dem anesthetized til euthanasia. Holde dem anesthetized etterligner forholdene i skanningen og sikrer radiotracer distribusjon eller utskillelse kinetics ikke endres av restitusjon. Videre, Dette forhindrer ytterligere belastning på mus ved å unngå utvinning og påfølgende induksjon. Endelig et nyttig tillegg til ex vivo -protokollen vil være å vurdere regionale skaden hjernen skiver brukes til autoradiography via immunohistochemical flekker (etter radioaktivitet) for å generere gjengivelser av betennelsessykdommer plassering og volum.

Som det er begrensninger i bruk av et C-11 basert tracer, kan denne protokollen enkelt endres for bruk med et F-18 (med halveringstid på 109.77 min) basert TSPO tracer, som kan være mer gjeldende for steder uten en egen cyclotron. I tillegg beskriver denne protokollen bruken av et 4-mus tenkelig oppsett. Selv om denne høy gjennomstrømning metoden er optimalt når du bruker en C-11 tracer, endres også denne protokollen for de som bruker enkelt museklikk imaging senger. Nøye planlegging og konsekvent trening i teknikker i denne protokollen vil føre til generering av et vell av data ved hjelp av [11C] DPA-713, som lett kan brukes for å undersøke rollen neuroinflammation i sykdommen seg og utviklingen i andre gnager modeller av nevrologiske lidelser. Dessuten, denne teknikken kan brukes til å vurdere i vivo svaret immunmodulerende therapeutics rettet mot microglia/makrofager.

Disclosures

Forfatterne erklærer ikke interessekonflikter.

Acknowledgments

Forfatterne vil gjerne takke Buckwalter lab (spesielt Dr. Todd Peterson) gir musemodell og utføre dMCAO og humbug operasjoner. I tillegg vil vi gjerne takke Thomas Liguori fra Invicro for hans teknisk hjelp med VivoQuant bildet analyseprogramvare, Dr. Tim Doyle, Dr. Laura Pisani, Dr. Frezghi Habte fra SCi3 liten dyr imaging anlegg ved Stanford for deres råd og hjelp til å utvikle denne tenkelig protokollen og Radiochemistry anlegg (spesielt Dr. Jun Park) for deres hjelp med syntese 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

Medisin problemet 136 Neuroinflammation translocator protein 18 kDa (TSPO) fantes et positron utslipp tomografi (PET) magnetisk resonans imaging (MRI) neuroimaging hjerneslag mus.
PET avbildning av Neuroinflammation bruke [<sup>11</sup>C] DPA-713 i en musemodell av iskemiske hjerneslag
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