نحن نتقدم بخالص الشكر F. Bierry للحصول على المساعدة في إنتاج وتحرير الفيديو.

وقد تمت الموافقة على جميع الإجراءات التي تجرى على الحيوانات من قبل المؤسسية للجنة رعاية الحيوان جامعة مستشفى. 1. التلقيح البكتيري داخل المفصل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل الحقن، وتخدير الأرانب عن طريق الحقن العضلي الكيتامين (30 ملغ / كغ من وزن الجسم) مختلطة مع زيلازين (4 ملغ / كلغ) داخل المركب شوكات العضلات. ضمان الحيوانات هي تخدير كامل عن طريق التحقق أنها تفشل في الاستجابة لقرصة مخلب. يوفر هذا البروتوكول التخدير كافية لحقن داخل المفصل من مفصل الركبة. وضع الحيوانات تحت قناع الأكسجين أثناء التخدير. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حلاقة الركبة الحيوانات. إعداد الركبة للحقن معقمة بنسبة 3 مناديل بالتناوب من فرك بوفيدون اليود والكحول ثم طلب من حل بوفيدون اليود. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد يدويا الوتر الرضفي كهيكل مرونة في الجانب الأمامي من الركبة باستخدام غطاء إبرة معقمة كما هو مبين أو تحقيق العقيمة. </li><lI&gt; مع المراقبة البصرية وباستخدام نهج الأمامي، ضع 25 G إبرة عن طريق الجلد في الركبة اليمنى من كل من ال 12 الأرانب من خلال الوتر الرضفي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حقن كل الركبة مع 1 مل من تعليق البكتيرية من المكورات العنقودية الذهبية (سلالة نيومان) عند تركيز 10 6 UFC / مل. حقنة دون مقاومة يؤكد موقع داخل المفصل من رأس الإبرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد إجراءات الحقن، والحفاظ على الحيوان تحت مصدر الحمل الحراري لتجنب فقدان الحرارة ورصد معدل التنفس من خلال مراقبة حركة الصدر. مرة واحدة مستيقظا، والحفاظ على الحيوانات في أقفاص مع حرية الوصول إلى الغذاء والماء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدارة الألم عن طريق إعطاء حقنة في العضل من 0.1 ملغ / كغ كل 8 بوبرينورفين ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مراقبة سريريا الأرانب كل يوم، ومراقبة الكميات المستهلكة من الطعام والماء، وفقدان الوزن، ودرجة الحرارة، والسلوك العام. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لصورة المرحلة الحادة من الإصابة تنفيذ أول دورة التصوير MR في أقرب وقتكما يعرض حيوان فقدان الوزن كبيرة (10٪)؛ عموما يحدث هذا بعد حوالي 2 أيام. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إذا كان مطلوبا الدواء عن طريق الوريد قبل الفحص بالرنين المغناطيسي، يمكن تثبيت وصول وريدي أذني (راجع أدناه). </li></ol> 2. فحص التصوير بالرنين المغناطيسي عندما التصوير الحيوانات الحية، تثبيت الحيوان الحذر هو سمة أساسية لضمان راحة الحيوان والتخدير الأمثل. وهذا سوف يسمح للحصول على أفضل نتائج التصوير، وضمان الحصول على الصور الإنجابية للدراسات طولية. ونظرا لحجم الحيوان، واستخدام وحدة MR السريرية بحجم (1.5 T أو T 3) هو الأكثر ملاءمة. يستخدم 8 قنوات لفائف الركبة السريرية، حيث أنه يوفر قرار مناسب ونسبة التباين إلى الضجيج للتنقيب في الركبة أرنب. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل التثبيت على نظام التصوير، تثبيت الوصول الوريدية الطرفية من خلال الوريد الأذني. وسوف تخدم هذا الوصول لحقن عامل تباين. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحلاقة وتطهير الأذن. </li><lI&gt; إجراء تخدير موضعي عن طريق الحقن تحت الجلد من يدوكائين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج القسطرة G 25 داخل الوريد الأذني الجانبي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقييم النفاذية عن طريق الحقن من 1 مل مصل الفسيولوجية العقيمة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحفاظ على القسطرة مع التنصت لاصق. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تخدير الحيوانات عن طريق الحقن العضلي الكيتامين (30 ملغ / كغ من وزن الجسم) مختلطة مع زيلازين (4 ملغ / كلغ). الحيوانات هي تخدير كامل مرة واحدة فشلوا في الرد على قرصة مخلب. وضع قناع الوجه على الأرنب، ويعطيها الأكسجين بمعدل تدفق 200 مل / دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة تخدير كامل، واتخاذ الحيوانات إلى وحدة التصوير MR. مكان الحيوانات بحيث الركبتين وتقع في وسط لفائف MR. وضع أرجل الحيوانات في تمديد كاملة، بحيث محور طويل من الساق موازية للMR التصوير طاولة وحدة. استخدام السحابات الفيلكرو أو أكياس الرمل للحفاظ على الموقف الأمثل الساق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ليس مطلوبا مراقبة القلب والجهاز التنفسي من الحيوانات مثلبروتوكول يسمح التخدير التخدير العميق على التنفس التلقائي، ولكن الحيوانات لا بد من تغطيتها لتجنب فقدان الحرارة الناجم عن التخدير. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وترد تفاصيل بروتوكول MR في الجدول 1. متوسط ​​الوقت لاقتناء الكلي بما في ذلك التثبيت الأمثل هو حوالي 20 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أداء MR التصوير في طائرات مختلفة. ومع ذلك، فإن الطائرة عرضية من الركبتين (متعامدة على الساق) هو خطة مرجعية لأنه يضمن استنساخ التشريحية للموقف صورة للامتحانات طولية متتابعة ويسمح ارتباط الأمثل مع شرائح نسيجية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عند الانتهاء من تسلسل غير معززة، حقن عامل تباين UPSIO من خلال وصول وريدي أذني. إدارة ببطء جزيئات أكسيد الحديد في جرعة واحدة من 150 ميكرومول الحديد / كجم. شطف القسطرة عن طريق الحقن من 1 مل من المصل الفيزيولوجي المعقم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر GRE تعزيز مرجح تسلسل 24 ساعة بعد الحقن. هذا التأخير يسمح للجزيئات أن phagocytized من قبلالضامة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> للدراسات طولية تقييم تأثير الأدوية (المضادات الحيوية، والمنشطات، والأجسام المضادة لمكافحة بلعم، الخ.)، كرر الامتحانات MR متتابعة باستخدام بروتوكول المبين أعلاه. </li></ol> 3. تحليل الصور <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتقييم أداء قياسات الطولية في نفس المستوى التشريحي، وتحديد معلما يسهل التعرف عليها. على سبيل المثال، من خلال اقتناء الطائرة محوري حيث لوحظ أكبر القطر من الرضفة هو وسيلة يمكن الاعتماد عليها للحصول على قياس استنساخه (الشكل 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أداء تحليل الصور باستخدام البرامج المستندة إلى DICOM (مثل سيريكس) أو برامج معالجة الصور (يماغيج). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام برنامج ImageJ، نفذ تجزئة للمنطقة الزليلي الذي يوضح فقدان إشارة على USPIO محسنة GRE صورة T2 المرجحة باستخدام &quot;غير النظامية منطقة&quot; أداة الرسم. مرة واحدة تم تفصيلها الغشاء الزليلي مع إشارة الظلام، انقر على &quot;تحليل&quot; للحصول على مساحة /عدد وحدات البكسل (الشكل 2). </li></ol>

<ol>
	<li>Madri, J., Kissane, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammation+and+healing.">Inflammation and healing.</a> Anderson's Pathology. , 67-110 (1990).</li><li>Sephel, G., Woodward, S., Rubin, R., Strayer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repair,+regeneration,+and+fibrosis.">Repair, regeneration, and fibrosis.</a> Rubin's Pathology. , 71-98 (2008).</li><li>Verdrengh, M., Tarkowski, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+macrophages+in+Staphylococcus+aureus-induced+arthritis+and+sepsis.">Role of macrophages in Staphylococcus aureus-induced arthritis and sepsis.</a> Arthritis Rheum. 43 (10), 2276-2282 (2000).</li><li>Heale, J., Speert, D., Burke, B., Lewis, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macrophages+in+bacterial+infection.">Macrophages in bacterial infection.</a> The Macrophage. , 210-252 (2008).</li><li>Bierry, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macrophage+activity+in+infected+areas+of+an+experimental+vertebral+osteomyelitis+model:+USPIO-enhanced+MR+imaging--feasibility+study.">Macrophage activity in infected areas of an experimental vertebral osteomyelitis model: USPIO-enhanced MR imaging--feasibility study.</a> Radiology. 248 (1), 114-123 (2008).</li><li>Bierry, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MRI+of+macrophages+in+infectious+knee+synovitis.">MRI of macrophages in infectious knee synovitis.</a> AJR Am. J. Roentgenol. 194 (6), W521-W526 (2010).</li><li>Lutz, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+synovial+macrophages+in+an+experimental+rabbit+model+of+antigen-induced+arthritis:+ultrasmall+superparamagnetic+iron+oxide-enhanced+MR+imaging.">Detection of synovial macrophages in an experimental rabbit model of antigen-induced arthritis: ultrasmall superparamagnetic iron oxide-enhanced MR imaging.</a> Radiology. 233 (1), 149-1457 (2004).</li><li>Weissleder, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasmall+superparamagnetic+iron+oxide:+an+intravenous+contrast+agent+for+assessing+lymph+nodes+with+MR+imaging.">Ultrasmall superparamagnetic iron oxide: an intravenous contrast agent for assessing lymph nodes with MR imaging.</a> Radiology. 175 (2), 494-498 (1990).</li><li>Lefevre, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Septic+arthritis:+monitoring+with+USPIO-enhanced+macrophage+MR+imaging.">Septic arthritis: monitoring with USPIO-enhanced macrophage MR imaging.</a> Radiology. 258 (3), 722-728 (2011).</li><li>Sigovan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid-clearance+iron+nanoparticles+for+inflammation+imaging+of+atherosclerotic+plaque:+initial+experience+in+animal+model.">Rapid-clearance iron nanoparticles for inflammation imaging of atherosclerotic plaque: initial experience in animal model.</a> Radiology. 252 (2), 401-409 (2009).</li></ol>

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

في حين توفر عوامل التباين القائم الجادولينيوم غير محدد معلومات عن حجم ونضح من الفضاء خارج الخلية، بلعم التصوير بواسطة USPIO محسنة MR يسمح للتوطين التشريح الدقيق والتقييم النوعي للتسلل داخل الغشاء الزليلي البلاعم المصابة دون الحاجة إلى أخذ عينات الأنسجة 9. ونظرا ل...

يعتبر التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) لتكون طريقة التصوير من خيار للمظاهرة من الزليل المعدية نتيجة لقرارها مكانية عالية وعلى النقيض من الأنسجة الرخوة. التغيرات إشارة لوحظ على التصوير بالرنين المغناطيسي في التهاب المفاصل منخفض T1 وإشارة T2 عالية مما يعكس تزايد وجود محتوى الماء خارج الخلية، وتعزيز ملحوظ بعد الجادولينيوم الإدارة وكيل القائم على النقيض من ذلك، بما يتفق مع النتائج التي توصل إليها تشريحيا زيادة الأوعية الدموية بسبب توسع الأوعية والأوعية الدموية 1. ومع ذلك، التصوير بالرنين المغناطيسي هو في كثير من الأحيان غير قادر على إثبات القرار من عدوى أثناء العلاج بالمضادات الحيوية كما يمكن ملاحظة زيادة المستمرة في مفاصل المرضى الذين يعانون سريريا وبيولوجيا تلتئم التفسخ التهاب المفاصل بسبب استمرار الفضاء خارج الخلية الموسع (النسيج الحبيبي، ندبة متليفة) 2. وإلى جانب التغييرات خارج الخلية، الخلايا الالتهابية بما في ذلك تجنيد مكثفة من الضامة التسلل على نطاق واسع لفيالمصابة الزليل. الضامة تلعب دورا رئيسيا في كل من المرحلة الحادة والمزمنة من العدوى البكتيرية 3. أنها تحفز رد فعل للالتهابات المطلوبة للقضاء على الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض، وتنسيق القرار التهاب، كما استمرت التهاب البلاعم التي يسببها طالما لا تتم إزالة الأنسجة نخرية، ومنع إصلاح لبدء 4. وبالتالي، يمكن الحد من تسلل داخل البلاعم الزليل المصابة بعد العلاج الفعال يكون مؤشرا موثوقا من القرار من العدوى. الخلوية التصوير هو قادرة على إثبات تسلل الخلوية محددة داخل الأنسجة المرضية. محددة بلعم MR التصوير باستخدام استهدفت وقد تم التحقيق عامل تباين على نطاق واسع وأثبتت قدرته على إظهار التهاب المفاصل أو التهاب 5-7. بعد الحقن في الوريد، وتؤخذ هذه عوامل التباين المستهدفة مثل USPIO (الصغر أكاسيد الحديد مغنطيسية مسايرة فائقة superparamagnetic) جزيئات من قبل الخلايا البلعمية مثل الضامة و،نظرا لخواصها المغناطيسية، تحدث تغييرات في الأنسجة إشارة تقديم بلعم تسلل 8. والطولية متابعة تلك إشارة MR العلاج التغيرات يسمح لفي تقييم موسع المجراة من تسلل بلعم، وسيكون تخفيض USPIO محملة-الضامة التغييرات إشارة ذات صلة تثبت نجاح العلاج. والغرض من هذا التقرير هو تقديم كيفية تنفيذ بلعم MR التصوير لرصد noninvasively التهاب المفاصل الصرف الصحي من خلال البرهنة على الحد من تسلل البلاعم داخل الزليل.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P904</td>
			<td>Guerbet</td>
			<td></td>
			<td>Dose: 150 &#956;mol Fe/kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine (500 mg/ml ketamine)</td>
			<td>Virbac</td>
			<td></td>
			<td>Dose: 30 mg/kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rompun (20 mg/ml Xylazine)</td>
			<td>Axience</td>
			<td></td>
			<td>Dose: 4 mg/kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine</td>
			<td>Vetoquinol</td>
			<td></td>
			<td>Dose: 0.1 mg/kg/8 hr</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD 22 G, 1 inch</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>381423</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD 25 G, 5/8 inch</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>305122</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vivo macrophage imaging using mr targeted contrast agent for longitudinal evaluation of septic arthritis

الضامة هي خلايا رئيسية في بدء وتطوير وتنظيم الاستجابة الالتهابية للعدوى البكتيرية. يتم بشكل مكثف ومتزايد المعينين الضامة في المفاصل التفسخ من المراحل المبكرة من العدوى ويفترض أن تسلل إلى الوراء مرة واحدة يتم الحصول على إزالة فعالة من مسببات الأمراض. وبالتالي يمكن أن القدرة على تحديد النشاط في الجسم الحي في بلعم مشتركة المصابة توفير اثنين من التطبيقات الرئيسية: الكشف المبكر عن داء التهاب الغشاء المفصلي الحاد ورصد العلاج. في الجسم الحي كشف موسع الضامة لا يمكن أن يؤديها مع التصوير بالرنين المغناطيسي استخدام الجسيمات النانوية مثل الحديد الصغر أكسيد الحديد مغنطيسية مسايرة فائقة superparamagnetic (USPIO). بعد تناوله داخل الأوعية الدموية أو داخل المفصل، USPIO يتم phagocytized على وجه التحديد من قبل الضامة تفعيلها، و، نظرا لخواصها المغناطيسية، تحدث تغييرات في الأنسجة إشارة تقديم تسلل البلاعم. A quantitativالتقييم (ه) من التسلل ممكنا، كما المنطقة مع فقدان إشارة (عدد البكسل الظلام) لوحظ على التدرج صدى صور الرنين المغناطيسي بعد حقن جزيئات يرتبط مع كمية من الحديد داخل الأنسجة، وبالتالي يعكس عدد الخلايا USPIO محملة. نقدم هنا البروتوكول لأداء التصوير بلعم باستخدام USPIO محسنة MR التصوير في نموذج حيواني من التهاب المفاصل التفسخ، مما يسمح أولية والطولية في تقييم موسع المجراة من الضامة التسلل وتقييما لعمل العلاج.

على الصور غير معززة، والغشاء الزليلي من الركبتين المصابة يعرض تورم منتشر على إشارة المتوسطة التي هي غير تمييزها عن المناطق المحيطة الأنسجة الرخوة، في حين عظم الفخذ والرضفة تبدو وكأنها هياكل إشارة منخفضة (الشكل 1). على ال...

Watch this Scientific Journal Video about In vivo Macrophage Imaging Using MR Targeted Contrast Agent for Longitudinal Evaluation of Septic Arthritis at JoVE.com

In vivo Macrophage Imaging Using MR Targeted Contrast Agent for Longitudinal Evaluation of Septic Arthritis

ونحن لشرح كيفية تنفيذ بلعم MR التصوير باستخدام الصغر مغنطيسية مسايرة فائقة superparamagnetic عامل تباين (USPIO) في التفسخ التهاب المفاصل، مما يسمح أولية والطولية<em&gt; في الجسم الحي</em&gt; تقييم غير الغازية من الضامة التسلل وتقييم فعالية العلاج.

في الجسم الحي بلعم التصوير باستخدام MR كيل النقيض المستهدفة لتقييم طولية من التفسخ التهاب المفاصل

Macrophages are key-cells in the initiation, the development and the regulation of the inflammatory response to bacterial infection. Macrophages are ...

in-vivo-macrophage-imaging-using-mr-targeted-contrast-agent-for

Research

JoVE Journal

Medicine

In vivo Macrophage Imaging Using MR Targeted Contrast Agent for Longitudinal Evaluation of Septic Arthritis

9.2K Views.  University Hospital of Strasbourg. ونحن لشرح كيفية تنفيذ بلعم MR التصوير باستخدام الصغر مغنطيسية مسايرة فائقة superparamagnetic عامل تباين (USPIO) في التفسخ التهاب المفاصل، مما يسمح أولية والطولية في الجسم الحي تقييم غير الغازية من الضامة التسلل وتقييم فعالية العلاج.

Video: In vivo Macrophage Imaging Using MR Targeted Contrast Agent for Longitudinal Evaluation of Septic Arthritis

Contrast Enhanced Vessel Imaging using MicroCT

Microscopic computed tomography (microCT) offers high-resolution volumetric imaging of the anatomy of living small animals. However, the contrast between different soft tissues and body fluids is inherently poor in micro-CT images 1. Under these circumstances, visualization of blood vessels becomes a nearly impossible task. To overcome this and to improve the visualization of blood vessels exogenous contrast agents can be used. Herein, we present a methodology for visualizing the vascular network in a rodent model. By using a long-acting aqueous colloidal polydisperse iodinated blood-pool contrast agent, eXIA 160XL, we optimized image acquisition parameters and volume-rendering techniques for finding blood vessels in live animals. Our findings suggest that, to achieve a superior contrast between bone and soft tissue from vessel, multiple-frames (at least 5-8/ frames per view), and 360-720 views (for a full 360&deg; rotation) acquisitions were mandatory. We have also demonstrated the use of a two-dimensional transfer function (where voxel color and opacity was assigned in proportion to CT value and gradient magnitude), in visualizing the anatomy and highlighting the structure of interest, the blood vessel network. This promising work lays a foundation for the qualitative and quantitative assessment of anti-angiogenesis preclinical studies using transgenic or xenograft tumor-bearing mice.

Contrast enhanced small animal vessel imaging by microCT is a rapid, cost-effective and high-throughput technique for serial in situ examination for tumor development, for analyzing the network of blood vessels that nourish them, and for following the response of tumors to preclinical therapeutic intervention(s).

التصوير النقيض المحسن باستخدام سفينة MicroCT

Microscopic computed tomography (microCT) offers high-resolution volumetric imaging of the anatomy of living small animals. However, the contrast between ...

Longitudinal Evaluation of Mouse Hind Limb Bone Loss After Spinal Cord Injury using Novel, in vivo, Methodology

Spinal cord injury (SCI) is often accompanied by osteoporosis in the sublesional regions of the pelvis and lower extremities, leading to a higher frequency of fractures 1. As these fractures often occur in regions that have lost normal sensory function, the patient is at a greater risk of fracture-dependent pathologies, including death. SCI-dependent loss in both bone mineral density (BMD, grams/cm2) and bone mineral content (BMC, grams) has been attributed to mechanical disuse 2, aberrant neuronal signaling 3 and hormonal changes 4. The use of rodent models of SCI-induced osteoporosis can provide invaluable information regarding the mechanisms underlying the development of osteoporosis following SCI as well as a test environment for the generation of new therapies 5-7 (and reviewed in 8). Mouse models of SCI are of great interest as they permit a reductionist approach to mechanism-based assessment through the use of null and transgenic mice. While such models have provided important data, there is still a need for minimally-invasive, reliable, reproducible, and quantifiable methods in determining the extent of bone loss following SCI, particularly over time and within the same cohort of experimental animals, to improve diagnosis, treatment methods, and/or prevention of SCI-induced osteoporosis.
An ideal method for measuring bone density in rodents would allow multiple, sequential (over time) exposures to low-levels of X-ray radiation. This study describes the use of a new whole-animal scanner, the IVIS Lumina XR (Caliper Instruments) that can be used to provide low-energy (1-3 milligray (mGy)) high-resolution, high-magnification X-ray images of mouse hind limb bones over time following SCI. Significant bone density loss was seen in the tibiae of mice by 10 days post-spinal transection when compared to uninjured, age-matched control (na&iuml;ve) mice (13% decrease, p&lt;0.0005). Loss of bone density in the distal femur was also detectable by day 10 post-SCI, while a loss of density in the proximal femur was not detectable until 40 days post injury (7% decrease, p&lt;0.05). SCI-dependent loss of mouse femur density was confirmed post-mortem through the use of Dual-energy X-ray Absorptiometry (DXA), the current "gold standard" for bone density measurements. We detect a 12% loss of BMC in the femurs of mice at 40 days post-SCI using the IVIS Lumina XR. This compares favorably with a previously reported BMC loss of 13.5% by Picard and colleagues who used DXA analysis on mouse femurs post-mortem 30 days post-SCI 9. Our results suggest that the IVIS Lumina XR provides a novel, high-resolution/high-magnification method for performing long-term, longitudinal measurements of hind limb bone density in the mouse following SCI.

Longitudinal Evaluation of Mouse Hind Limb Bone Loss After Spinal Cord Injury using Novel, in vivo, Methodology

A longitudinal examination of bone loss in the femurs and tibiae of adult mice was performed following spinal cord injury using sequential low-dose X-ray scans. Tibia bone loss was detected throughout the study, while bone loss in the femur was not detected until 40 days post injury.

التقييم الطولي للهند ماوس الاطراف فقدان العظام بعد اصابة النخاع الشوكي به الرواية ، في الجسم الحي ، منهجية

Spinal cord injury (SCI) is often accompanied by osteoporosis in the sublesional regions of the pelvis and lower extremities, leading to a higher ...

Transplantation into the Anterior Chamber of the Eye for Longitudinal, Non-invasive In vivo Imaging with Single-cell Resolution in Real-time

Intravital imaging has emerged as an indispensable tool in biological research. In the process, many imaging techniques have been developed to study different biological processes in animals non-invasively. However, a major technical limitation in existing intravital imaging modalities is the inability to combine non-invasive, longitudinal imaging with single-cell resolution capabilities. We show here how transplantation into the anterior chamber of the eye circumvents such significant limitation offering a versatile experimental platform that enables non-invasive, longitudinal imaging with cellular resolution in vivo. We demonstrate the transplantation procedure in the mouse and provide representative results using a model with clinical relevance, namely pancreatic islet transplantation. In addition to enabling direct visualization in a variety of tissues transplanted into the anterior chamber of the eye, this approach provides a platform to screen drugs by performing long-term follow up and monitoring in target tissues. Because of its versatility, tissue/cell transplantation into the anterior chamber of the eye not only benefits transplantation therapies, it extends to other in vivo applications to study physiological and pathophysiological processes such as signal transduction and cancer or autoimmune disease development.

Transplantation into the Anterior Chamber of the Eye for Longitudinal, Non-invasive In vivo Imaging with Single-cell Resolution in Real-time

A new approach combining intraocular transplantation and confocal microscopy enables longitudinal, non-invasive real-time imaging with single-cell resolution within grafted tissues in vivo. We demonstrate how to transplant pancreatic islets into the anterior chamber of the mouse eye.

زرع في الغرفة الأمامية للعين لالطولية، غير الغازية<em&gt; في الجسم الحي</em&gt; التصوير مع وحيدة الخلية القرار في الوقت الحقيقي

Intravital imaging has emerged as an indispensable tool in biological research.  In the process, many imaging techniques have been developed to study ...

MR Molecular Imaging of Prostate Cancer with a Small Molecular CLT1 Peptide Targeted Contrast Agent

Tumor extracellular matrix has abundance of cancer related proteins that can be used as biomarkers for cancer molecular imaging. In this work, we demonstrated effective MR cancer molecular imaging with a small molecular peptide targeted Gd-DOTA monoamide complex as a targeted MRI contrast agent specific to clotted plasma proteins in tumor stroma. We performed the experiment of evaluating the effectiveness of the agent for non-invasive detection of prostate tumor with MRI in a mouse orthotopic PC-3 prostate cancer model. The targeted contrast agent was effective to produce significant tumor contrast enhancement at a low dose of 0.03 mmol Gd/kg. The peptide targeted MRI contrast agent is promising for MR molecular imaging of prostate tumor.

To demonstrate MR cancer molecular imaging with a small peptide targeted MRI contrast agent specific to clotted plasma proteins in tumor stroma in a mouse prostate cancer model.

MR التصوير الجزيئي للسرطان البروستاتا مع وكيل النقيض المستهدفة الجزيئية الببتيد الصغيرة CLT1

Tumor extracellular  matrix has abundance of cancer related proteins that can be used as biomarkers  for cancer molecular imaging. In this work,  we ...

In Vivo Optical Imaging of Brain Tumors and Arthritis Using Fluorescent SapC-DOPS Nanovesicles

We describe a multi-angle rotational optical imaging (MAROI) system for in vivo monitoring of physiopathological processes labeled with a fluorescent marker. Mouse models (brain tumor and arthritis) were used to evaluate the usefulness of this method. Saposin C (SapC)-dioleoylphosphatidylserine (DOPS) nanovesicles tagged with CellVue Maroon (CVM) fluorophore were administered intravenously. Animals were then placed in the rotational holder (MARS) of the in vivo imaging system. Images were acquired in 10&#176; steps over 380&#176;. A rectangular&#160;region of interest (ROI) was placed across the full image width at the model disease site. Within the ROI, and for every image, mean fluorescence intensity was computed after background subtraction. In the mouse models studied, the labeled nanovesicles were taken up in both the orthotopic and transgenic brain tumors, and in the arthritic sites (toes and ankles). Curve analysis of the multi angle image ROIs determined the angle with the highest signal. Thus, the optimal angle for imaging each disease site was characterized. The MAROI method applied to imaging of fluorescent compounds is a noninvasive, economical, and precise tool for in vivo quantitative analysis of the disease states in the described mouse models.

In Vivo Optical Imaging of Brain Tumors and Arthritis Using Fluorescent SapC-DOPS Nanovesicles

We describe a multi-angle rotational optical imaging (MAROI) system for in vivo quantitation of a fluorescent marker delivered by saposin C (SapC)-dioleoylphosphatidylserine (DOPS) nanovesicles. Employing mouse models of cancer and arthritis, we demonstrate how the MAROI signal curve analysis can be used for the precise mapping and biological characterization of disease processes.

في فيفو التصوير الضوئي من أورام الدماغ والتهاب المفاصل عن طريق نيون SapC-DOPS Nanovesicles

We describe a multi-angle rotational optical imaging (MAROI) system for in vivo monitoring of physiopathological processes labeled with a fluorescent ...

Longitudinal In Vivo Imaging of the Cerebrovasculature: Relevance to CNS Diseases

Remodeling of the brain vasculature is a common trait of brain pathologies. In vivo imaging techniques are fundamental to detect cerebrovascular plasticity or damage occurring overtime and in relation to neuronal activity or blood flow. In vivo two-photon microscopy allows the study of the structural and functional plasticity of large cellular units in the living brain. In particular, the thinned-skull window preparation allows the visualization of cortical regions of interest (ROI) without inducing significant brain inflammation. Repetitive imaging sessions of cortical ROI are feasible, providing the characterization of disease hallmarks over time during the progression of numerous CNS diseases. This technique accessing the pial structures within 250 &#956;m of the brain relies on the detection of fluorescent probes encoded by genetic cellular markers and/or vital dyes. The latter (e.g., fluorescent dextrans) are used to map the luminal compartment of cerebrovascular structures. Germane to the protocol described herein is the use of an in vivo marker of amyloid deposits, Methoxy-O4, to assess Alzheimer&#39;s disease (AD) progression. We also describe the post-acquisition image processing used to track vascular changes and amyloid depositions. While focusing presently on a model of AD, the described protocol is relevant to other CNS disorders where pathological cerebrovascular changes occur.

Longitudinal In Vivo Imaging of the Cerebrovasculature: Relevance to CNS Diseases

This manuscript describes a procedure to track the remodeling of the cerebrovasculature during amyloid plaque accumulation in vivo using longitudinal two-photon microscopy. A thinned-skull preparation enables the visualization of fluorescent dyes to assess the progression of cerebrovascular damage in a mouse model of Alzheimer&#39;s disease.

طولي<em&gt; في فيفو</em&gt; التصوير من Cerebrovasculature: الأقرب للأمراض الجهاز العصبي المركزي

Remodeling of the brain vasculature is a common trait of brain pathologies. In vivo imaging techniques are fundamental to detect cerebrovascular ...

Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging in the Rat Common Carotid Artery

Phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI) is a noninvasive approach that can quantify flow-related parameters such as blood flow. Previous studies have shown that abnormal blood flow may be associated with systemic vascular risk. Thus, PC-MRI can facilitate the translation of data obtained from animal models of cardiovascular diseases to pertinent clinical investigations. In this report, we describe the procedure for measuring blood flow in the common carotid artery (CCA) of rats using cine-gated PC-MRI and discuss relevant analysis methods. This procedure can be performed in a live, anesthetized animal and does not require euthanasia after the procedure. The proposed scanning parameters yield repeatable measurements for blood flow, indicating excellent reproducibility of the results. The PC-MRI procedure described in this article can be used for pharmacological testing, pathophysiological assessment, and cerebral hemodynamics evaluation.

The overall goal of this procedure is to measure the blood flow in the rat common carotid artery by using noninvasive phase contrast magnetic resonance imaging.

مرحلة التباين صور الرنين المغناطيسي في الشريان السباتي المشترك الفئران

Phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI) is a noninvasive approach that can quantify flow-related parameters such as blood flow. Previous ...

Quantitative [18F]-Naf-PET-MRI Analysis for the Evaluation of Dynamic Bone Turnover in a Patient with Facetogenic Low Back Pain

Imaging techniques that reflect dynamic bone turnover may aid in characterizing a wide range of bone pathologies. Bone is a dynamic tissue undergoing continuous remodeling with the competing activity of osteoblasts, which produce the new bone matrix, and osteoclasts, whose function is to eliminate mineralized bone. [18F]-NaF is a positron emission tomography (PET) radiotracer that enables visualization of bone metabolism. [18F]-NaF is chemically absorbed into hydroxyapatite in the bone matrix by osteoblasts and can thus noninvasively detect osteoblastic activity, which is occult to conventional imaging techniques. Kinetic modeling of dynamic [18F]-NaF-PET data provides detailed quantitative measures of bone metabolism. Conventional semi-quantitative PET data, which utilizes standardized uptake values (SUVs) as a measure of radiotracer activity, is referred to as a static technique due to its snapshot of tracer uptake in time.&#160; Kinetic modeling, however, utilizes dynamic image data where tracer levels are continuously acquired providing tracer uptake temporal resolution. From the kinetic modeling of dynamic data, quantitative values like blood flow and metabolic rate (i.e., potentially informative metrics of tracer dynamics) can be extracted, all with respect to the measured activity in the image data. When combined with dual modality PET-MRI, region-specific kinetic data can be correlated with anatomically registered high-resolution structural and pathologic information afforded by MRI. The goal of this methodological manuscript is to outline detailed techniques for performing and analyzing dynamic [18F]-NaF-PET-MRI data. The lumbar facet joint is a common site of degenerative arthritis disease and a common cause for axial low back pain.&#160; Recent studies suggest [18F]-NaF-PET may serve as a useful biomarker of painful facetogenic disease.&#160; The human lumbar facet joint will, therefore, be used as a prototypical region of interest for dynamic [18F]-NaF-PET-MRI analysis in this manuscript.

Quantitative [18F]-Naf-PET-MRI Analysis for the Evaluation of Dynamic Bone Turnover in a Patient with Facetogenic Low Back Pain

Imaging techniques that reflect dynamic bone turnover may aid in characterizing a wide range of bone pathologies. We present detailed methodologies for performing and analyzing dynamic [18F]-NaF-PET-MRI data in a patient with facetogenic low back pain using the lumbar facet joints as a prototypical region of interest.

تحليل كمي [18F]-NAF-PET-MRI لتقييم دوران العظام الديناميكية في مريض يعاني من آلام الظهر المنخفضة في Facetogenic

Imaging techniques that reflect dynamic bone turnover may aid in characterizing a wide range of bone pathologies. Bone is a dynamic tissue undergoing ...

Quantitative Mapping of Specific Ventilation in the Human Lung using Proton Magnetic Resonance Imaging and Oxygen as a Contrast Agent

Specific ventilation imaging (SVI) is a functional magnetic resonance imaging technique capable of quantifying specific ventilation &#8213; the ratio of the fresh gas entering a lung region divided by the region&#8217;s end-expiratory volume &#8213; in the human lung, using only inhaled oxygen as a contrast agent. Regional quantification of specific ventilation has the potential to help identify areas of pathologic lung function. Oxygen in solution in tissue shortens the tissue&#8217;s longitudinal relaxation time (T1), and thus a change in tissue oxygenation can be detected as a change in T1-weighted signal with an inversion recovery acquired image. Following an abrupt change between two concentrations of inspired oxygen, the rate at which lung tissue within a voxel equilibrates to a new steady-state reflects the rate at which resident gas is being replaced by inhaled gas. This rate is determined by specific ventilation. To elicit this sudden change in oxygenation, subjects alternately breathe 20-breath blocks of air (21% oxygen) and 100% oxygen while in the MRI scanner. A stepwise change in inspired oxygen fraction is achieved through use of a custom three-dimensional (3D)-printed flow bypass system with a manual switch during a short end-expiratory breath hold. To detect the corresponding change in T1, a global inversion pulse followed by a single shot fast spin echo sequence was used to acquire two-dimensional T1-weighted images in a 1.5&#160;T MRI scanner, using an eight-element torso coil. Both single slice and multi-slice imaging are possible, with slightly different imaging parameters. Quantification of specific ventilation is achieved by correlating the time-course of signal intensity for each lung voxel with a library of simulated responses to the air/oxygen stimulus. SVI estimations of specific ventilation heterogeneity have been validated against multiple breath washout and proved to accurately determine the heterogeneity of the specific ventilation distribution.

Specific ventilation imaging is a functional magnetic resonance imaging technique that allows for quantification of regional specific ventilation in the human lung, using inhaled oxygen as a contrast agent. Here, we present a protocol to collect and analyze specific ventilation imaging data.

الخرائط الكمية للتهوية الخاصة في الرئة البشرية باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي البروتون والأكسجين كعامل تباين

Specific ventilation imaging (SVI) is a functional magnetic resonance imaging technique capable of quantifying specific ventilation &#8213; the ratio of ...

Stabilized Longitudinal In Vivo Cellular-Level Visualization of the Pancreas in a Murine Model with a Pancreatic Intravital Imaging Window

Direct in vivo cellular-resolution imaging of the pancreas in a live small animal model has been technically challenging. A recent intravital imaging study, with an abdominal imaging window, enabled visualization of the cellular dynamics in abdominal organs in vivo. However, due to the soft sheet-like architecture of the mouse pancreas that can be easily influenced by physiologic movement (e.g., peristalsis and respiration), it was difficult to perform stabilized longitudinal in vivo imaging over several weeks at the cellular level to identify, track, and quantify islets or cancer cells in the mouse pancreas. Herein, we describe a method for implanting a novel supporting base, an integrated pancreatic intravital imaging window, that can spatially separate the pancreas from the bowel for longitudinal time-lapse intravital imaging of the pancreas microstructure. Longitudinal in vivo imaging with the imaging window enables stable visualization, allowing for the tracking of islets over a period of 3 weeks and high-resolution three-dimensional imaging of the microstructure, as evidenced here in an orthotopic pancreatic cancer model. With our method, further intravital imaging studies can elucidate the pathophysiology of various diseases involving the pancreas at the cellular level.

Stabilized Longitudinal In Vivo Cellular-Level Visualization of the Pancreas in a Murine Model with a Pancreatic Intravital Imaging Window

In vivo high-resolution imaging of the pancreas was facilitated with the pancreatic intravital imaging window.

استقر الطولي في فيفو الخلوية المستوى التصور من البنكرياس في نموذج مورين مع نافذة التصوير داخل الجسم البنكرياس

Direct in vivo cellular-resolution imaging of the pancreas in a live small animal model has been technically challenging. A recent intravital imaging ...