과분극 자기 공명 에이전트의 연구 다중 구획 동적 단일 효소 팬텀의 사용
Summary
A multi-compartment dynamic phantom is used to simulate some biology of interest for metabolic studies using hyperpolarized magnet resonance agents.
Abstract
자기 공명에 의해 분극 기판의 영상은 실시간으로 중요한 생화학 적 과정의 평가를위한 훌륭한 임상 약속을 보여줍니다. 때문에 분극 상태에 의해 부과 된 근본적인 제약, 이국적인 이미징 및 재건 기술이 일반적으로 사용된다. 동적 멀티 스펙트럼 영상 방법의 특성에 대한 실제적인 시스템이 매우 필요하다. 이러한 시스템은 재현성 정상 및 병적 조직의 중요한 화학적 동역학 요점을 되풀이한다. 현재까지 가장 널리 사용되는 기판은 암 대사 평가 [1-13 C] -pyruvate 분극된다. 우리는 젖산을 피루브산의 전환을 매개하는 효소 기반 가상 시스템을 설명한다. 반응은 반응 속도를 조절 시약의 농도를 변화 각각 포함 팬텀 내의 다중 챔버 내로 과분극 제의 주입에 의해 초기화된다. 여러 구획이되도록하는 데 필요한 심상카 서열을 충실하게 조직의 공간 및 신진 대사 이질성을 캡처합니다. 이 시스템은 생체 내에서 할 수 없습니다 화학적 기존의 팬텀에서 사용할 수없는 역학뿐만 아니라 제어 및 재현성을 제공하여 고급 이미징 전략의 개발과 검증에 도움이됩니다.
Introduction
13 C – 표지 화합물의 과분극 자기 공명 영상 (MRI)의 임상 효과는 실시간 자기 공명 분광법과 분광 화상 1-5 화학 전환율을 측정 할 수있는 능력에 매우 의존한다. 서열 개발 및 검증 동안 동적 화성는 일반적으로 생체 내에서 또는 제한된 제어와 재현성을 제공하는 시험 관내 모델 6-9을 통해 달성된다. 강력한 시험 및 품질 보증이 측정 발병 화성을 보존 더 제어 시스템이 바람직 할 것이다. 우리는 단일 동적 효소 팬텀을 이용하여 재생 가능한 방식으로 상기 전환을 달성하는 방법을 설명합니다.
과분극 (13) C 에이전트와 대부분의 연구가 작동하는 생물학적 환경에서 분극 기판 이미징에 초점을 맞 춥니 다. 목표는 생물학을 공부하는 경우는 명백한 선택이다알은 처리 또는 임상 치료에 미치는 영향에 대한 가능성을 결정합니다. 일부 측정 시스템 또는 데이터 처리 알고리즘의 특성이 요구되는 경우, 생물학적 모델은 고유 한 공간 및 시간 변동 (10)로서 다수의 결점을 갖는다. 그러나, 종래의 정적 팬텀 과분극 기판 MRI에서 일차 임상 적 이익을 구동 화성이 부족하고, 전환율 또는 다른 동적 파라미터 (11)의 검출을 특성화하기 위해 사용될 수 없다. 우리가 동적 촬상 전략 엄격한 시험을 가능하게 제어하고 재현성 화성을 제공하는 단일 효소 시스템을 사용 가능.
이 시스템은 과분극 기판에 대한 이미지 전략을 개발 및 대체 방법에 대한 비교를 위해 성능을 특성화하고자하는 연구자에 관한 것이다. 정적 측정을 원하는 엔드 포인트 인 경우 그 다음 13 C-labled 대사는 위스콘신 정적 팬텀11 충분할 것이다. 다른 쪽 끝에서 더 복잡한 생물학적 특성은 실제 생물학적 모델이 12-14 필요합니다 방법 (배달, 세포 밀도 등)에 매우 중요합니다. 이 시스템은 겉보기 화성 비율의 정량적 측정 값을 제공하는 것을 목표로 촬상 전략의 평가에 적합하다.
Protocol
Representative Results
Discussion
과분극 대사 산물의 실시간 영상 시퀀스 설계, 검증 및 품질 관리를위한 많은 고유 한 문제가있다. 시공간 스펙트럼 이질성을 해결하는 능력은 상당한 임상 잠재력을 제공하지만 기존의 MRI와 관련된 품질 보증 및 검증 방법을 배제한다. 복합 촬상 서열 또는 재구성 알고리즘들이 어려운 특징 또는 이미징 실험의 외측을 검증 렌더링 미묘한 종속성을 가질 수있다. 생물학적 얼룩이 다른 실질적인 ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 CPRIT 부여 (RP140021-P5)과 줄리아 존스 매튜스 암 연구 학자 CPRIT 연구 훈련 상 (RP140106, CMW)에 의해 지원되었다.
Materials
| BioSpect 7T | Bruker | BioSpec 70/30 USR | 7 Tesla Pre-Clinical MRI Scanner |
| HyperSense | Oxford Instruments | Hypersense DNP Polarizer | Dynamic Nuclear Polarizer for MRI agents |
| 1-13C-Pyrvic Acid | Sigma Aldrich | 677175 | Carbon 13 labled neat pyruvic acid |
| Trityl Radical | GE Healthcare | OX063 | Free radical used in Dynamic Nuclear Polarization |
| NaOH | Sigma Aldrich | S8045 | |
| EDTA | Sigma Aldrich | E6758 | Ethylenediaminetetraacetic acid |
| LDH | Worthingthon | LS002755 | Lactate Dehydrogenase from rabbit muscle |
| NADH | Sigma Aldrich | N4505 | β-Nicotinamide adenine dinucleotide, reduced dipotassium salt |
| Trizma | Sigma Aldrich | T7943 | Trizma® Pre-set crystals |
| NaCl | Sigma Aldrich | S7653 |
References
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