細胞追跡のためのin vivoでの19 F MRI における
Summary
私たちは、ex vivoで標識された細胞とマウスモデルで、MRIを用いたin vivo細胞追跡のための一般的なプロトコルを記述します。細胞標識、画像取得処理および定量のための標準的なプロトコルが含まれる。
Abstract
インビボにおいて、19 F MRIは、電離放射線を使用することなく、定量的な細胞追跡を可能にする。それは、ヒトに適用することができる非侵襲的技術である。ここでは、細胞標識、撮像、画像処理のための一般的なプロトコルを記載している。ここで我々は、マウス免疫細胞を追跡するための代表的なマウスモデルに焦点を当てるが、技術は、様々な細胞型および動物モデルにも適用可能である。これらはすべてのモデルに関連するように細胞標識のための最も重要な問題は、記述されている。詳細は、MRIシステムおよび個々の設定によって異なりますが、同様に、主要な撮像パラメータは、一覧表示されます。最後に、我々は、定量化のための画像処理プロトコルを含む。このための変奏曲、プロトコルの他の部分は、ディスカッション·セクションで評価されます。ここで説明する詳細な手順に基づいて、ユーザは、それぞれの特定の細胞型、細胞標識、動物モデル、及び画像機構のためのプロトコルを適合させる必要がある。尚、Protocolはまた、長い臨床の制約が満たされるように、ヒトの使用に適合させることができる。
Introduction
生体内細胞追跡中の細胞治療法1の最適化とモニタリングのために不可欠である。 、その非侵襲的性質のために、イメージングは、 生体内で細胞をモニターするための優れた機会を提供しています。磁気共鳴イメージング（MRI）は、電離放射線とは無関係であり、優れた結像解像度および真性軟組織のコントラストを可能にする。 MRIベースの細胞追跡はすでに、黒色腫患者2における樹状細胞に従うことが臨床的に使用されている。従来の臨床MRIは、組織におけるモバイル水中に存在する、1 H核上で行われる。それは、13 C、19 F及び23 Na等の他の活性核種、MRI上を行うことも可能である。それは1 Hの後に最高の感度を提供していますしかし、唯一の19 F MRIは、 生体内の細胞の追跡に正常に適用されています組織におけるMRI検出可能な内因性の19 Fが存在しないことは、高い信号の選択が可能に外因性19 F造影剤の検出および画像データから直接フッ素濃度の定量化を可能にする。 19 F MRIの詳細については、3-5を参照してください。 19 F MRIとの重要な問題は、いくつかのラベルは、マルチモーダル剤6傾向で、開発されてきたが、適切な19 F標識細胞を開発し、最適化する必要性である。
我々はここで説明するプロトコルは、生体内の定量的19 F MRIベースの細胞追跡10,11説明した第1の記事など、当社グループの7-9による研究に基づいています。 19 F MRIを用いて細胞追跡の一般的手順を図1に要約されている。我々は、カスタムメイドのパーフルオロカーボン造影剤8を用いて、樹状細胞（DC）の標識化および画像化のための一般的なプロトコルを記載している。撮像プロトコルは、異なる細胞タイプ、ラベル、動物モデルに一般的に適用可能である。ザ·ここで説明する細胞型および動物モデルは、単なる一例として解釈されるべきであり、従って、我々は、細胞の単離および表示に関する詳細を提供するのではなく、撮影プロトコルに焦点を当てていない。修飾は、各ラベル、細胞型、動物モデル、及び画像機構のために必要となり、これらは文献に見出すことができ、または研究者によって最適化される必要があり得る。いくつかの一般的な変更は、議論に含まれています。
Protocol
Representative Results
Discussion
ここで概説したプロトコルは、 生体内 19 F MRIの細胞追跡のための一般的な手順を説明します。記載の共インキュベーション法にもかかわらず、19 F剤で細胞を標識するためのいくつかの異なるプロトコルが存在する。しかしながら、共インキュベーションは、最も頻繁に使用され、さらにトランスフェクション剤6の添加などによって最適化することがで?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我々は彼らの貴重な支援をナディーンヘンとアレンドHeerschapを承認したいと思います。この作品は、再生医療のオランダ研究所（NIRM、FES0908）、EU FP7プログラムENCITE（健康F5-2008から201842）とTargetBraIn（健康F2-2012から279017）、フォルクスワーゲン財団からの助成金（によってサポートされていましたI/83 443）、科学研究費オランダ機構（VENI 700.10.409とビディ917.76.363）、ERC（アドバンスト·グラント269019）、およびRadboud大学ナイメーヘン医療センター（AGIKO-2008-2-4）。
Materials
| REAGENTS | |||
| PBS | Sigma-Aldrich | MFCD00131855 | |
| TFA | Sigma-Aldrich | 76-05-1 | |
| Ketamine (Ketavet) | Pfizer | 778-551 | |
| Xylazine (Rompun) | Bayer | QN05 cm92 | |
| Ophtosan | Produlab Pharma | 2702 | eye ointment |
| Material name | |||
| MRI scanner | Bruker Biospec | ||
| NMR spectrometer | Bruker Biospec |
Riferimenti
- Srinivas, M., et al. Imaging of cellular therapies. Adv. Drug Deliv. Rev. 62, 1080-1093 (2010).
- de Vries, I. J., et al. Magnetic resonance tracking of dendritic cells in melanoma patients for monitoring of cellular therapy. Nat. Biotechnol. 23, 1407-1413 (2005).
- Srinivas, M., Heerschap, A., Ahrens, E. T., Figdor, C. G., de Vries, I. J. MRI for quantitative in vivo cell tracking. Trends Biotechnol. 28, 363-370 (2010).
- Ruiz-Cabello, J., Barnett, B. P., Bottomley, P. A., Bulte, J. W. Fluorine (19F) MRS and MRI in biomedicine. NMR Biomed. 24, 114-129 (2011).
- Stoll, G., Basse-Lusebrink, T., Weise, G., Jakob, P. Visualization of inflammation using 19F-magnetic resonance imaging and perfluorocarbons. Wires Nanomed. Nanobiol. 4, 438-447 (2012).
- Srinivas, M., Boehm-Sturm, P., Figdor, C. G., de Vries, I. J., Hoehn, M. Labeling cells for in vivo tracking using (19)F. MRI. Biomaterials. 33, 8830-8840 (2012).
- Ahrens, E. T., Flores, R., Xu, H., Morel, P. A. In vivo imaging platform for tracking immunotherapeutic cells. Nat. Biotechnol. 23, 983-987 (2005).
- Srinivas, M., et al. Customizable, multi-functional fluorocarbon nanoparticles for quantitative in vivo imaging using 19F MRI and optical imaging. Biomaterials. 31, 7070-7077 (2010).
- Boehm-Sturm, P., Mengler, L., Wecker, S., Hoehn, M., Kallur, T. In vivo tracking of human neural stem cells with 19F magnetic resonance imaging. PLoS One. 6, e29040 (2011).
- Srinivas, M., et al. In vivo cytometry of antigen-specific t cells using (19)F. MRI. Magn. Reson. Med. , (2009).
- Srinivas, M., Morel, P. A., Ernst, L. A., Laidlaw, D. H., Ahrens, E. T. Fluorine-19 MRI for visualization and quantification of cell migration in a diabetes model. Magn. Reson. Med. 58, 725-734 (2007).
- Mangala Srinivas, E. T. A. Cellular labeling and quantification for nuclear magnetic resonance techniques. US patent. , (2007).
- Boehm-Sturm, P., Pracht, E. D., Aswendt, M., Henn, N., Hoehn, M. . Proceedings of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine. , (2012).
- Insko, E. K., Bolinger, L. Mapping of the Radiofrequency Field. J. Magn. Res. A. 103, 82-85 (1993).
- Haacke, E. M., Brown, R. W., Thompson, M. R. . Magnetic resonance imaging: physical principles and sequence design. , (1999).
- Scheffler, K. A pictorial description of steady-states in rapid magnetic resonance imaging. Concepts Magn. Res. 11, 291-304 (1999).
- Firbank, M. J., Coulthard, A., Harrison, R. M., Williams, E. D. A comparison of two methods for measuring the signal to noise ratio on MR images. Phys. Med. Biol. 44, 261-264 (1999).
- de Chickera, S. N., et al. Labelling dendritic cells with SPIO has implications for their subsequent in vivo migration as assessed with cellular MRI. Contrast Media Mol. Imaging. 6, 314-327 (2011).
