Determinazione metabolismo del glucosio Cinetica Utilizzando<sup> 18</sup> F-FDG micro-PET / TC
Summary
This study describes a protocol that uses 18F-FDG and positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) imaging, together with kinetic modelling, to quantify the in vivo, real-time uptake of 18F-FDG into tissues.
Abstract
This paper describes the use of 18F-FDG and micro-PET/CT imaging to determine in vivo glucose metabolism kinetics in mice (and is transferable to rats). Impaired uptake and metabolism of glucose in multiple organ systems due to insulin resistance is a hallmark of type 2 diabetes. The ability of this technique to extract an image-derived input function from the vena cava using an iterative deconvolution method eliminates the requirement of the collection of arterial blood samples. Fitting of tissue and vena cava time activity curves to a two-tissue, three compartment model permits the estimation of kinetic micro-parameters related to the 18F-FDG uptake from the plasma to the intracellular space, the rate of transport from intracellular space to plasma and the rate of 18F-FDG phosphorylation. This methodology allows for multiple measures of glucose uptake and metabolism kinetics in the context of longitudinal studies and also provides insights into the efficacy of therapeutic interventions.
Introduction
Lo scopo di questo studio era quello di sviluppare una tomografia ad emissione di positroni / tomografia computerizzata (PET / CT) metodologia basata quantificare in vivo, captazione tempo reale del glucosio dal flusso sanguigno nei tessuti specifici nei topi. Ciò è stato ottenuto utilizzando fluorodeossiglucosio 18 F-marcato (FDG) per misurare l'assorbimento di glucosio e modellazione cinetica per stimare i tassi di 18 F-FDG dal plasma allo spazio intracellulare, la velocità di trasporto dallo spazio intracellulare al plasma e il tasso di 18 F-FDG fosforilazione.
Nei roditori, 18 F-FDG è stato utilizzato nella valutazione pre-clinica di numerosi trattamenti contro il cancro 1, studi di progressione del tumore 2 e il metabolismo del tumore 3 così come l'imaging di depositi di grasso bruno, 4 neuroinflamation 5 e il cervello metabolismo 6 </sup>.
I metodi tradizionali utilizzati per esaminare l'assorbimento specifico tissutale di glucosio nel topo e nel ratto () comportano generalmente il trattamento con 2-deossiglucosio radiomarcato sia con 3 H o 14 C seguita da eutanasia, raccolta dei tessuti e misura della radioattività in ogni tessuto 7. L'uso della PET / CT consente per la determinazione non invasiva di assorbimento del glucosio e del metabolismo in molteplici organi e regioni contemporaneamente di animali vivi. Inoltre, come eutanasia non è un requisito, questa tecnica è adatto per l'uso in studi longitudinali.
Diabete mellito tipo 2 (DM2) è caratterizzata da metabolismo del glucosio e perturbato iperglicemia secondaria a ridotta risposta dei tessuti all'insulina (insulino-resistenza) e l'incapacità di -cellule pancreas a produrre adeguate quantità di insulina 8. analisi cinetica di assorbimento del glucosio e il metabolismo può fornire importanti intuizioniil meccanismo d'azione e l'efficacia di interventi terapeutici e consentire il monitoraggio avanzato di progressione della malattia.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il protocollo qui descritto rappresenta una robusta metodologia, non invasivo per determinare la cinetica di assorbimento del glucosio dal sangue nel tessuto e la successiva metabolizzazione nei topi.
Il topo db / db è un è un modello animale ben consolidata di diabete di tipo 2 14 che è stato ampiamente utilizzato per esaminare la resistenza all'insulina e interventi rilevanti. Tuttavia, studi precedenti hanno quantificato solo endpoint assorbimento nel cuore …
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by a National Imaging Facility Subsidised Access Grant to BJC, a National Health and Medical Research Council of Australia program grant (482800) to KAR and PJB. The authors would like to thank Andrew Arthur, Hasar Hazme and Marie-Claude Gregoire for support in developing this method.
Materials
| PET/CT Scanner | Siemens | Inveon | |
| 18F-FDG | PETNET Solutions | ||
| Isoflurane | Pharmachem | ||
| 30 guage needle | BD | 305106 | |
| PMOD modelling software | PMOD Technologies | ||
| BKS.Cg-Dock7m +/+ Leprdb/J mice | Jackson Laboratory | 000642 | |
| Human insulin | Sigma-Aldrich |
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