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.
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.
Цель данного исследования заключалась в разработке позитронно – эмиссионной томографии / компьютерной томографии (ПЭТ / КТ) на основе методологии для количественного определения в естественных условиях, в режиме реального времени поглощение глюкозы из крови в специфических тканях у мышей. Это было достигнуто с использованием 18 Р-меченной фтордезоксиглюкозы (ФДГ) , чтобы измерить поглощение глюкозы и кинетическое моделирование для оценки темпов 18 поглощения F-ФДГ из плазмы в межклеточное пространстве, скорость переноса из внутриклеточного пространства в плазму крови и скорости 18 F-ФДГ фосфорилирования.
У грызунов, 18 F-ФДГ был использован в доклинической оценки многочисленных методов лечения рака 1, исследований прогрессии 2 опухоли и опухоли метаболизма 3, а также визуализации коричневых жировых депо 4, 5 neuroinflamation и мозг метаболизма 6 </SUP>.
Традиционные методы , используемые для изучения тканеспецифического поглощения глюкозы у мышей и крыс () обычно включает в себя лечение с 2-дезоксиглюкозой меченой либо 3 H или 14 C с последующей эвтаназией, сбором ткани и измерением радиоактивности в каждой ткани 7. Использование ПЭТ / КТ позволяет неинвазивного определения поглощения глюкозы и метаболизма в различных органах и регионах одновременно в живых животных. Кроме того, как эвтаназии не является обязательным требованием, этот метод пригоден для использования в продольных исследованиях.
Сахарный диабет 2 типа (T2DM) характеризуются нарушенным метаболизмом глюкозы и гипергликемией вторичной по отношению к снижению реактивности тканей к инсулину (инсулинорезистентность) и неспособность поджелудочной железы производить -клетках достаточного количество инсулина 8. Кинетический анализ усвоения глюкозы и метаболизм может дать важную информацию омеханизм действия и эффективности терапевтических вмешательств, а также позволяет для расширенного мониторинга прогрессирования заболевания.
Протокол, описанный здесь, представляет собой надежную, неинвазивный методику для определения кинетики поглощения глюкозы из крови в ткани и последующего обмена веществ у мышей.
ДБ / дБ мышь является является хорошо создан животной моделью сахарного диабета 2 типа <sup clas…
The authors have nothing to disclose.
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.
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 |