FDG micro-PET/CT와 마우스의 브라운 지방의 기능 영상
Summary
마우스 갈색 지방 조직 (BAT)의 기능 영상의 방식은 BAT에서 18F-Fluorodeoxyglucose의 냉 자극 이해 (FDG)가 아닌 invasively 표준화 micro-PET/CT 프로토콜로 과세되는 설명되어 있습니다. 이 방법은 마우스 모델에서 BAT 활동의 차이를 감지 할 강력하고 민감하다.
Abstract
갈색 지방 조직 (BAT)는 별개의 위치와 풍부한 vascularization과 미토콘드리아의 높은 밀도로 인해 갈색 – 붉은 색으로 흰색 지방 조직 (와트)에서 다릅니다. BAT는 에너지 지출 및 비 떨고 thermogenesis 신생아 포유 동물에서뿐만 아니라 성인 1 중요한 역할을 담당하고 있습니다. BAT로 인한 thermogenesis가 높은 β 아드레날린 수용체 2, 3을 통해 주로, 교감 신경계에 의해 조절된다. 최근 연구는 인간의 성인 BAT 활동이 부정적인 신체 질량 지수 (BMI) 및 기타 당뇨병 매개 변수 4-6과 상관 아르 것으로 나타났습니다. BAT 따라서 anti-obesity/anti-diabetes 요법은 에너지 밸런스 6-8의 변조에 초점을위한 잠재적 인 타겟으로 제안되었습니다. 여러 추위 도전 기반의 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 방법은 인간의 BAT 9-13을 검출하기 위해 설립 있지만, 이미징 및 quantif에 대한 표준화 된 프로토콜은 기본적으로 없습니다같은 마우스와 같은 작은 동물 모델에서 BAT의 ication. 여기 쥐 BAT의 기능 평가를위한 강력한 PET / CT 이미징 방법을 설명합니다. 간단히, 성인 C57BL/6J 마우스는 18 F-Fluorodeoxyglucose (FDG) 중 하나 복용량을받은 전에 4 시간 기간 동안 금식 조건에서 처리 추위했다. 마우스는 하나의 추가 시간 후 FDG 주입을 위해 추위에 남아, 그리고 작은 동물 전용 micro-PET/CT 시스템을 스캔했다. 획득 PET 이미지는 해부학 적 참조에 대한 중부 표준시 이미지와 함께 공동 등록 BAT 활동을 제시 할 수있는 interscapular BAT 지역의 FDG의 이해를 분석했다. 이 추위에 치료 표준화 및 이미징 프로토콜 약리 개입하는 동안 테스트 BAT 활동을 통해 검증 된, 예를 들어, β-adrenoceptor 14, 15 propranolol 길항제, 또는 β3 작용제 BRL37344 16 향상된 BAT 활성화의 치료에 의해 억압 BAT 활성화. 방법 DES여기 cribed는 BAT의 활동을 조절하거나, 유전자 / 다양한 잠복기 및 기본 연구 BAT 개발 및 규제에 관련된 경로를 확인하기 위해 약물 / 화합물에 대한 화면으로 적용 할 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
본 연구에서는 micro-PET/CT-based 이미징 방법은 단순히 감기 치료 18 F-FDG 상업적으로 이용 가능한 중 하나 주입을 필요로 성인 쥐 BAT 활동을 검출하기 위해 개발되었습니다. 전체 절차는 치료 및 모든 동물 취급 이미징 때까지 매 30 분마다 시작 이미징 순서에 따라 하루에 수행 할 수 있습니다. 에 설명 된 실험 조건 하에서, 10 마우스 (5 마우스 2 그룹)의 총은 하나의 영상 시스템과 같은 날에 ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는이 방법을 개발에서의 의견 도움 및 기술 지원을위한 로라 디아즈, 케빈 필립스, 윌라 A. Hsueh, 그리고 왕 C. 리를 감사드립니다.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Micro-PET/CT Imaging System | Siemens Medical Solutions USA, Inc. | Inveon Dedicated PET System and Inveon Multimodality CT/SPECT System (docked) | |
| Propranolol | Sigma | P0884 | |
| BRL 37344 | Sigma | B169 | |
| 18F-FDG | Cyclotope Inc. | ||
| C57BL/6J Male Mice | Jackson Laboratory | 000664 | 3-4 months old |
References
- Cypess, A. M., Kahn, C. R. The role and importance of brown adipose tissue in energy homeostasis. Curr. Opin. Pediatr. 22, 478-484 (2010).
- Cannon, B., Nedergaard, J. Brown adipose tissue: function and physiological significance. Physiol. Rev. 84, 277-359 (2004).
- Collins, S., Surwit, R. S. The beta-adrenergic receptors and the control of adipose tissue metabolism and thermogenesis. Recent Prog. Horm. Res. 56, 309-328 (2001).
- Ouellet, V., et al. Outdoor temperature, age, sex, body mass index, and diabetic status determine the prevalence, mass, and glucose-uptake activity of 18F-FDG-detected BAT in humans. J. Clin. Endocrinol. Metab. 96, 1115-1125 (2011).
- Cypess, A. M. Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans. N. Engl. J. Med. 360, 1509-1517 (2009).
- Fruhbeck, G., Becerril, S., Sainz, N., Garrastachu, P., Garcia-Velloso, M. J. BAT: a new target for human obesity. Trends Pharmacol. Sci. 30, 387-396 (2009).
- Cypess, A. M., Kahn, C. R. Brown fat as a therapy for obesity and diabetes. Curr. Opin. Endocrinol. Diabetes Obes. 17, 143-149 (2010).
- Virtanen, K. A., et al. Functional brown adipose tissue in healthy adults. N. Engl. J. Med. 360, 1518-1525 (2009).
- van Marken Lichtenbelt, W. D., et al. Cold-activated brown adipose tissue in healthy men. N. Engl. J. Med. 360, 1500-1508 (2009).
- Cohade, C., Mourtzikos, K. A., Wahl, R. L. “USA-Fat”: prevalence is related to ambient outdoor temperature-evaluation with 18F-FDG PET/CT. J. Nucl. Med. 44, 1267-1270 (2003).
- Garcia, C. A. Reduction of brown fat 2-deoxy-2-[F-18]fluoro-D-glucose uptake by controlling environmental temperature prior to positron emission tomography scan. Mol. Imaging Biol. 8, 24-29 (2006).
- Saito, M. High incidence of metabolically active brown adipose tissue in healthy adult humans: effects of cold exposure and adiposity. Diabetes. 58, 1526-1531 (2009).
- Agrawal, A., Nair, N., Baghel, N. S. A novel approach for reduction of brown fat uptake on FDG PET. Br. J. Radiol. 82, 626-631 (2009).
- Soderlund, V., Larsson, S. A., Jacobsson, H. Reduction of FDG uptake in brown adipose tissue in clinical patients by a single dose of propranolol. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 34, 1018-1022 (2007).
- Zhao, J., Cannon, B., Nedergaard, J. Thermogenesis is beta3- but not beta1-adrenergically mediated in rat brown fat cells, even after cold acclimation. Am. J. Physiol. 275, 2002-2011 (1998).
- Rowland, D. J., Garbow, J. R., Laforest, R., Snyder, A. Z. Registration of [18F]FDG microPET and small-animal MRI. Nucl. Med. Biol. 32, 567-5672 (2005).
