עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי NIH / NCI מענקי מספר 1R01CA158372-01 (לצ&#39;י) ומדינת ניו מפתח סמים הפרויקט גרנט מספר 009ZX09102 -205 (לצ&#39;י). סיוע בכתיבה סופק על ידי ד&quot;ר ג&#39;ודי Racadio, ומומן על ידי המחלקה באוניברסיטה של ​​סינסינטי להמטולוגיה ואונקולוגיה. המעבדה הוואנץ Core הדמיה (VCIL) במכללה לרפואה באוניברסיטה של ​​סינסינטי.

שמירה על אתיקה של שימוש בבעלי חיים. כל המחקרים בבעלי החיים אושרו על ידי הוועדה המוסדית טיפול בבעלי חיים ושימוש באוניברסיטת סינסינטי (מספר IACUC פרוטוקול: 11-05-05-02) וקרן מחקר בית החולים לילדים בסינסינטי (צער בעלי החיים Assurance מספר A3108-01). כל הניסויים מעורבים עכברים בעקבות הנחיות הטיפול בבעלי החיים של אוניברסיטת סינסינטי ובית החולים קרן המחקר של הילדים בסינסינטי. 1. הכן מודלים בבעלי חיים שים לב: שלושה מודלים של בעלי חיים שונים המפורטים להלן שנעשו שימוש במחקרים הקודמים שלנו: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עכבר גידול במוח Orthotopic: השתמש בנקבות עכברי athymic נו / נו כי כבר הזריקו intracranially עם תאי U87-ΔEGFR לוק אנושיים. עכברים אלו לפתח גידול אגרסיבי המציג תכונות אופייניות של גליובלסטומה האנושית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מודלים עכבר גידול במוח מהונדסים גנטי 13: גזע Mut3 (GFAP-cre; Nf1loxP / +; Trp53-/ +) עכברי זכרים עם Trp53loxP/loxP; נקבות PtenloxP / loxP לייצר עכברי Mut6 (GFAP-cre; Nf1loxP / +; Trp53-/loxP; PtenloxP / +). לשמור על עכברי Mut3 במתח B6CBAF1 / י על ידי רבייה עכברי Mut3 גבריים עם עכברי B6CBAF1 הנשי / י. גנוטיפ העכברים בין P9 וP12 ולאשר את גנוטיפים לאחר קצירת הרקמות שלהם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דלקת פרקים / BxN K: עכברים השתמשו C57BL/6J כי כבר מנוהלים intraperitoneally עם 150 סרה μl מעכברי NOD F1 x KRN. עכברים אלו לפתח דלקת מפרקים 24-48 שעות לאחר הזרקת סרה. הדמיה של עכברי דלקת פרקים מתבצעת ביום 7 הבאות ממשל סרה, נקודת זמן שבו עכברי תערוכת דלקת מקרוסקופית גלויה. עכברים צריכים להיות מוערכים באמצעות הקריטריונים שהותוו בשלב הבא. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הערכה של עכברים לדלקת מפרקים שמקרוסקופית באמצעות שיטת ניקוד שיגרון מדד מקרוסקופית כדלקמן: 0 = אין דלקת לגילוי, 1 = נפיחות ו / או אדמומיות של כפה או ספרה אחת, 2 = שני מפרקים מעורבים, 3 = invol שלושה מפרקיםved, ו -4 = דלקת חמורה בכל כף הרגל והספרות. שיטת ניקוד דלקת פרקים משמשת לקביעת מספר המפרקים הפגועים ואת החומרה של דלקת פרקים בכפות העכבר. אפילו עכברים עם דלקת פרקים בציון הגבוה ביותר האפשרי רק לעתים נדירות להראות סימנים של חוסר תנועה. עם זאת, דלקת פרקים הוא 3x/week פיקוח ועכברים בכאב מוגזם (כגון חוסר תנועה חמורה מכפות נפוחות שמעכב מזון וצריכת מים) הם הקריבו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הערה: נוזלים שהוחדרו עירוי לוריד הזנב של עכבר יש לי עקרות נשמרו לאורך כל הניסוי. , מזרקים נקיים, סטרילית וחד פעמי בקבוקונים משמשים להכנת פתרון מחקר ומנהל. </li></ol></li></ol> 2. הכנת nanovesicles SapC-DOPS שכותרתו fluorescently- <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייצור חלבון SapC: חלבון SapC רקומביננטי עם רצף SapC אנושי מדויק הופק בE. תאי coli כפי שתוארו לעיל עם שינויים 4.SapC היה זירז ידי אתנול ואחריו purifications כרומטוגרפיה נוזלית ביצועים גבוהים. לאחר lyophilization, SapC היבש היה בשימוש וריכוזו נקבע לפי המשקל שלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את חלבון SapC כמתואר 7,10,11 בעבר. המיקס DOPS (0.18 מ&quot;ג) וCVM (0.03 מ&quot;ג) בשפופרת זכוכית ולהשתמש בגז חנקן להתאדות ממסים שומנים בדם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף אבקת חלבון SapC (0.32 מ&quot;ג) לתערובת, להשהות את התערובת היבשה ב 1 מיליליטר של PBS חיץ וsonicate אמבט במשך כ 15 דקות כפי שתואר 7,10,11 בעבר. לאחר מכן להעביר את ההשעיה דרך עמודת Sephadex G25 (PD-10) כדי להסיר צבע CVM בחינם. עירור ומקסימום פליטה של המוצר הסופי, nanovesicles SapC-DOPS-CVM כלומר, הם 653 ננומטר ו677 ננומטר, בהתאמה. </li></ol> 3. הדמיה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בגידול במוח ומודלי עכבר דלקת מפרקים (שתואר לעיל בשלב 1) כדי לבדוק את מערכת MAROI. הרדימי עכברים לחולל עם isoflurane 2%. isoflurane 1-2% הוא maintaלעצמה למשך הליך ההדמיה. האוויר חם מועבר ברציפות ובעדינות לחדר ההדמיה למשך הדמיה. חרוז קטן של משחה דמעות מלאכותיות סטרילי מוחל על כל עין של העכבר כך שיכסו ולשמן את העין. הנח עכברים למערכת MARS ידי מיקום העכברים במצב שכיבה עם עמוד השדרה שלהם בתחילה הופנה לכיוון המצלמה (איור 1). כייל את סרט תמיכת ° MARS 380 ומקם את העכבר באמצעות תוכנת הסיבוב בכרטיסיית פרוטוקול ברוקר MI. להשיג תמונות בסיסיות של עכברים לפני מתן SapC-DOPS-CVM באופן מתואר להלן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזרק 200 μl של SapC-DOPS-CVM הווריד לוריד הזנב של העכבר. לנהל לשלוט עכברים ועכברי נושאי גידולים מדלקת פרקים או במוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עכברי תמונה 24 הודעה שעה זריקה ושוב ב7-9 ימים שלאחר הזרקה על ידי לקיחת הקרינה (זמן חשיפה 25 שניות) וקרן ה-X (זמן חשיפה 10 שניות) iהמגים ב10 ° מרווחים מעל במהלך 380 °, יצירת חפיפה קלה כדי להבטיח שאין פערים במערך סיבובי. שימוש בתוכנת ברוקר MI, להרכיב ניאון על גבי תמונות רנטגן ללוקליזציה אנטומיים. </li></ol> 4. ניתוח תמונה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצייר את ההחזר על ההשקעה מלבני המקיפה את הרוחב של שדה ראייה (FOV) של אתר המחלה (גידול ודלקת פרקים). ההחזר על ההשקעה חייבת להיות גדולה מספיק כדי לשמור על תכונת המחלה בתוך FOV כמו המהלכים בבעלי החיים במסגרת סיבוב 380 °. לעכברי גידול במוח (דגמי orthotopic והמהונדסים), השתמש באותה ROI המלבני בכל מודל גידול ושלושה (3) עכברי השליטה בהתאמה שלה לכל נקודות הזמן (תחילת המחקר, 24 שעות, ו 9 ימים). המיקום של ההחזר על ההשקעה מלבנית לכל עכבר נשמר מעל כל נקודות הזמן על ידי ניצול נקודות ציון אנטומיים בתמונות רנטגן המתאימות של כל בעלי חיים. גם ציון הדרך אנטומיים (ים) שזוהה במודל הגידול חייבת להיות בשימוש לPLAלסה&quot;נ ROIs מלבנית זהה על הבקרות המתאימות של כל דגם. ציוני דרך אנטומי זוהו על תמונות רנטגן המאפשרים מיקום החזר על השקעה עקבית כוללים בסיס הגולגולת והחלק האחורי של קשת הזיגומטית. הם דמיינו על ימין ועל שמאל לרוחב גולגולת בתמונה אחורית-קדמי (הרשות הפלסטינית). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר חיסור רקע אוטומטי, לקבוע עוצמת הקרינה ממוצעת לכל תמונה. להמיר את התמונות לקרינת פוטונים / s / 2 מ&quot;מ באמצעות תוכנת הדמיה ברוקר MI. מגרש את ערכי הקרינה כפונקציה של זוויות ההדמיה, ולהחיל כשגיאה מונעת סטיית התקן של ערכי הקרינה הממוצעים שהתקבלו בעכברים שליטה באמצעות Excel או תוכנת גרפים אחרת. </li></ol>

<ol>
	<li>Pizzonia, J., 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=Multimodality+animal+rotation+imaging+system+(Mars)+for+in+vivo+detection+of+intraperitoneal+tumors.">Multimodality animal rotation imaging system (Mars) for in vivo detection of intraperitoneal tumors.</a> Am J Reprod Immunol. 67, 84-90 (2012).</li><li>Al-Mehdi, A. B., 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=Increased+depth+of+cellular+imaging+in+the+intact+lung+using+far-red+and+near-infrared+fluorescent+probes.">Increased depth of cellular imaging in the intact lung using far-red and near-infrared fluorescent probes.</a> Int J Biomed Imaging. , (2006).</li><li>Gertner-Dardenne, J., 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=Lipophilic+fluorochrome+trackers+of+membrane+transfers+between+immune+cells.">Lipophilic fluorochrome trackers of membrane transfers between immune cells.</a> Immunol Invest. 36, 665-685 (2007).</li><li>Qi, X., 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=Functional+human+saposins+expressed+in+Escherichia+coli.+Evidence+for+binding+and+activation+properties+of+saposins+C+with+acid+beta-glucosidase.">Functional human saposins expressed in Escherichia coli. Evidence for binding and activation properties of saposins C with acid beta-glucosidase.</a> J Biol Chem. 269, 16746-16753 (1994).</li><li>Wang, Y., Grabowski, G. A., Qi, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phospholipid+vesicle+fusion+induced+by+saposin.">Phospholipid vesicle fusion induced by saposin.</a> C. Arch Biochem Biophys. 415, 43-53 (2003).</li><li>Qi, X., Chu, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fusogenic+domain+and+lysines+in+saposin.">Fusogenic domain and lysines in saposin.</a> C. Arch Biochem Biophys. 424, 210-218 (2004).</li><li>Qi, X., 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=Cancer-selective+targeting+and+cytotoxicity+by+liposomal-coupled+lysosomal+saposin+C+protein.">Cancer-selective targeting and cytotoxicity by liposomal-coupled lysosomal saposin C protein.</a> Clin Cancer Res. 15, 5840-5851 (2009).</li><li>Kaimal, V., 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=Saposin+C+coupled+lipid+nanovesicles+enable+cancer-selective+optical+and+magnetic+resonance+imaging.">Saposin C coupled lipid nanovesicles enable cancer-selective optical and magnetic resonance imaging.</a> Mol Imaging Biol. 13, 886-897 (2011).</li><li>Lu, K., 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=Toll-like+receptor+4+can+recognize+SapC-DOPS+to+stimulate+macrophages+to+express+several+cytokines.">Toll-like receptor 4 can recognize SapC-DOPS to stimulate macrophages to express several cytokines.</a> Inflamm Res. 60, 153-161 (2011).</li><li>Qi, X., 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=Saposin+C+coupled+lipid+nanovesicles+specifically+target+arthritic+mouse+joints+for+optical+imaging+of+disease+severity.">Saposin C coupled lipid nanovesicles specifically target arthritic mouse joints for optical imaging of disease severity.</a> PLoS One. 7, (2012).</li><li>Abu-Baker, S., Chu, Z., Stevens, A. M., Li, J., Qi, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytotoxicity+and+selectivity+in+skin+cancer+by+SapC-DOPS+nanovesicles.">Cytotoxicity and selectivity in skin cancer by SapC-DOPS nanovesicles.</a> Journal of Cancer Therapy. 3, 321-326 (2012).</li><li>Wojton, J., 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=Systemic+delivery+of+SapC-DOPS+has+antiangiogenic+and+antitumor+effects+against+glioblastoma.">Systemic delivery of SapC-DOPS has antiangiogenic and antitumor effects against glioblastoma.</a> Mol Ther. 21, 1517-1525 (2013).</li><li>Kwon, C. H., 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=Pten+haploinsufficiency+accelerates+formation+of+high-grade+astrocytomas.">Pten haploinsufficiency accelerates formation of high-grade astrocytomas.</a> Cancer Res. 68, 3286-3294 (2008).</li></ol>

אין מה לחשוף.

קביעה מדויקת של המיקום והגודל של גידולים מוצקים ומוקדים דלקתיים בתנאים שגרוניים היא קריטית כדי ליישם את הטיפול הולם ומעקב התקדמות מחלה או למצב של הפוגה. בעוד אסטרטגיות חשובות, נוכחית הדמיה (צילומי רנטגן, MRI, אולטרסאונד, טומוגרפיה ממוחשבת רנטגן) מספקים הערכות לא מלאות של מצב מחלה. לדוגמא, נזק למפרקים בדלקת מפרקים מוערך בדרך כלל על ידי קרני ה-X, המספקת מידע על מבנה עצם, אך לא על דלקת ברקמות רכה והרס, אופייני של המחלה בשלבים מוקדמים. שיטת MAROI מוצגת כאן משלבת את היתרונות של שניהם צילומי רנטגן ושיטות מתוחכמות רכות הדמיה רקמות (לדוגמא MRI או אולטרסאונד) בפלטפורמה משולבת, לא פולשנית ופשוטה שמאפשרת גם למיפוי 3D מלא ושחזור של רקמה או איבר החולה ב בעלי חיים קטנים כמו עכברים. שיטה זו מנצלת את הזיקה סלקטיבית oו SapC-DOPS nanovesicles שאריות phosphatidylserine נחשפו, אשר נמצאות בשפע בקרום של תאים סרטניים או דלקתיים. הקובע של איגוד זה הוא SapC, חלבון lysosomal fusogenic עם זיקה חזקה לפוספוליפידים אניוני כגון phosphatidylserine 7,10,11. כאשר מצומדת לבדיקת ניאון (CVM), הזריק מערכתי SapC-DOPS ניתן לייחס את גידול ואתרים מדלקת פרקים על ידי דימות פלואורסצנטי. מגבלות של השיטה שלנו קשורות לרגישות שלו, שכיום מגבילה את השימוש בה להדמיה של בעלי חיים קטנים כמו עכברים. כמו בשיטות הדמיה אחרות, אות ניאון אופטימלית יחס רעש היא מוגבלת על ידי גודלו של הגידול או המידה של דלקת פרקים, ועלול להיות בסכנה כאשר הדמיה רקמות או איברים עם רקע גבוה (autofluorescence) כגון אוזניים (הדמיה מוחית), מעיים / צואה (הדמיה של בטן) וכפות (הדמיה גפיים אחורית). מבחינה זו, מצאנו כי צבע מרחיק אדום כגון פרו CVMvides טוב יותר הפרדת רפאים ורזולוציה בin vivo ההגדרה מאשר בדיקות ניאון אחרות בטווח הנראה לעין. מלכודות אחרות כוללות תנועה פוטנציאלית של בעלי החיים במהלך הדמיה, הן בזמן (צפידת מוות) בהרדמה ונתיחה שלאחר המוות. מיצוב גפיים האחורי, במיוחד, הוא לעתים קרובות קשה לייצוב כדי למנוע תנועה במהלך סיבוב. במצבו הנוכחי הטכניקה היא גם זמן רב, עם זמני סריקה כל עוד 60 דקות הדרושות כדי להשלים סיבוב מלא ולרכוש תמונות באיכות גבוהות. שיטת MAROI מציגה מספר היתרונות על פני שיטות הדמיה אחרות. יכולת הרקמה חולה תמונה מ38 (או יותר) מזוויות שונות מאפשרת הדמיה של הקרינה שעלולה להיות מעוכבים בעת הערכתו ממטוס אחד; זה הוא בעל ערך במחקרים בבעלי חיים משום שהיא עשויה לעזור לצמצם את מספר השליליים שווא הנובעים מהדמיה בזוויות בלתי הולמות. על ידי overlיינג רנטגן ותמונות הקרינה, לוקליזציה האנטומי מדויקת של האתר החולה ניתן לקבוע. לבסוף, האפשרות של הדמיה חיה (in vivo) מאפשרת למחקרים ארוכי טווח שיש לבצע.

ההדמיה חיה כולה הפכה לכלי רב עוצמה במחקר של physiopathology בעלי החיים. בין מערכות הדמיה הנוכחיות, PRO MS FX מאפשרת לחוקרים שכותרתו (או זורח) תרכובות ו / או רקמות בעכברים חיים, ובו זמנית לקבל תמונות רנטגן במדויק לדמיין fluorescently. עם המערכת הציגה לאחרונה רב מודאלית סיבוב בעלי החיים (MARS) סיבוב מלא ואוטומטי של העכבר מושגת כדי ללכוד הן ניאון / זורח ותמונות רנטגן בזווית ספציפית 1. רכישת תמונה ניתן לתכנת כך שסדרת תמונה רציפה יכולה להיות שנתפסו בזוויות מסוימות, מצטברות קטנות כמו 1 °. זה מאפשר לאדם לזהות את הכיוון האופטימלי של בעל החיים, כלומר. שבו המרחק בין אות ניאון / ניאון שנוצרה באופן פנימי ומכשיר האיתור של המערכת הוא הקצר ביותר. זה, בתורו, מאפשר מיקום מחדש מדויק של בעלי החיים להדמיה הבאה sessions במחקרים ארוכי טווח. בדו&quot;ח זה, אנו מתארים את היישום של מערכת זווית רבת הדמיה אופטית סיבובית (MAROI) כדי לכמת את vivo של עוצמת סמן פלואורסצנטי. ניתוח עקום אות MAROI ניתן להשתמש במחקרים ארוכי טווח לקשר ישיר של חלוקת אות ניאון למפה דווקא אתרים חולים או תהליכים ביולוגיים של עניין. מערכת זו משמשת לניטור קליטה nanovesicles SapC-DOPS שכותרתו fluorescently ידי גידולי orthotopic וספונטניים, כמו גם על ידי מוקדי דלקת פרקים, בעכברים חיים; היא סיפקה ערכות נתונים multispectral ומולטי נגזרות מסיקור סיבוב שלם של בעלי החיים. בין בדיקות ניאון הרבות זמינות כעת עבור in vivo הדמיה, אלה פולטות באזורי הרפאים הקרובים אינפרא אדום ומרחיק אדומים מקנים ההתערבות הנמוכה ביותר עם ​​עור ורקמות, ולספק מיל החדירה ותמונה הגבוה ביותרolution. אנחנו השתמשנו CellVue בורדו (CVM) 2,3, מקשר תא ניאון מרחיק אדום (אקס 647/Em 667), לתייג SapC-DOPS (SapC-DOPS-CVM) 4-12.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1246">
	<colgroup>
		<col /> 
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Dulbecco&#39;s modified eagle medium</td>
			<td style="width:423px;">Gibco (Grand Island, NY)</td>
			<td style="width:307px;">11965</td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Fetal Bovine Serum</td>
			<td style="width:423px;">Gibco (Grand Island, NY)</td>
			<td style="width:307px;">16000077</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Penicillin-streptomycin</td>
			<td style="width:423px;">Hyclone (Logan, Utah)</td>
			<td style="width:307px;">SV30010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Dioleoylphosphatidylserine</td>
			<td style="width:423px;">Avanti Polar Lipids (Alabaster, AL)</td>
			<td style="width:307px;">840035C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">CellVue Maroon</td>
			<td style="width:423px;">Molecular Targeting Technologies, Inc. (Exton, PA)</td>
			<td style="width:307px;">C-1001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Sephadex G25 column PD-10</td>
			<td style="width:423px;">Amersham Pharmacia Biotech, (Piscataway, NJ)</td>
			<td style="width:307px;">17-0851-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:351px;">New Standard Stereotaxic for Rats and Mice</td>
			<td style="width:423px;">Harvard Apparatus (Holliston, MA)</td>
			<td style="width:307px;">726335</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Bransonic Ultrasonic Cleaners Model 1510</td>
			<td style="width:423px;">Branson Ultrasonics (Danbury,CT)</td>
			<td style="width:307px;">CPN-952-118</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Multi-spectral FX system</td>
			<td>Bruker Corporation (Billerica, MA)</td>
			<td style="width:307px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Multi-angle Rotational Optical Imaging Device</td>
			<td>Bruker Corporation (Billerica, MA)</td>
			<td style="width:307px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vivo optical imaging of brain tumors and arthritis using fluorescent sapc-dops nanovesicles

אנו מתארים הדמיה אופטית סיבוב זווית רב במערכת (MAROI) לניטור vivo של תהליכי physiopathological סומנו בסמן פלואורסצנטי. מודלים עכבר (גידול במוח ודלקת פרקים) שימשו כדי להעריך את התועלת של שיטה זו. nanovesicles Saposin C (SapC)-dioleoylphosphatidylserine (DOPS) מתויג עם fluorophore CellVue בורדו (CVM) היו בהזרקה לווריד. בעלי חיים ולאחר מכן הושמו בבעל סיבובי (MARS) של in vivo מערכת ההדמיה. תמונות נרכשו ב10 ° צעדים מעל 380 °. אזור מלבני של עניין (ROI) הונח לרוחב תמונה המלא באתר מחלת המודל. בתוך את ההחזר על ההשקעה, ועל כל תמונה, עוצמת הקרינה ממוצעת חושבה לאחר ניכוי רקע. במודלים של העכברים שנבדקו, nanovesicles כותרתו נלקחו בשני גידולים במוח orthotopic והמהונדסים, ובאתרי דלקת פרקים (אצבעות רגליים וקרסוליים). ניתוח עקום של זווית רבת הר&quot;יge ROIs נקבעה הזווית עם האות הגבוה ביותר. וכך, את הזווית האופטימלית להדמיה כל אתר מחלה אופיינה. שיטת MAROI להחיל הדמיה של תרכובות ניאון היא כלי לא פולשנית, חסכוני, ומדויק לניתוח כמוני vivo של מדינות המחלה במודלים של העכברים שתוארו.

אנו מדגימים כאן שnanovesicles SapC-DOPS שכותרתו עם צבע מרחיק אדום (CVM) במיוחד להצטבר בגידולי מוח עכבר orthotopic וספונטניים, כמו גם בדלקת מפרקים של עכברים / BxN K. תמונות הקרינה / רנטגן סידוריים נרכשו מהחזר על ההשקעה ממוקמת מעל כל אתר מחלה במהלך סיבובים של העכברים שלמים היו נתונים לניתוח עקום MAROI, אשר חשף את זווית ההדמיה האופטימלית עם עוצמת הקרינה הגבוהה ביותר. המטרה העיקרית עבור שימוש במערכת MARS היא לקבוע את הזווית האופטימלית של הקרינה כך שניתן לקחת את המידות מדויקות ביותר. נציג תוצאות משלושה ניסויים באמצעות עכברים עם גידולים במוח או דלקת מפרקים שמוצגות. שימוש SapC-DOPS-CVM ומערכת MARS (איור 1), זווית התמונה הטובה ביותר האפשרית להתבוננות הגידול או דלקת עקב דלקת מפרקים שנקבע. תמונות הקרינה, ואחריו רכישת קרני ה-X, שנרכשו כל 10 °במהלך סיבוב 380 ° של העכבר. תמונות הקרינה היו מעולף על גבי תמונות רנטגן המתאימות לתצוגת תמונה ודור סרט סיבוב. תוצאות ממודל הגידול במוח orthotopic הם הפגינו באיור 2. תמונת הקרינה של עכבר גידול נושאות orthotopic נציג (Ortho1) מוצגת באיור 2 א. זווית התמונה האופטימלית עבור בעל חיים זה היא 10 °, המצב שבו עוצמת הקרינה הפוטונים היא הגדולה ביותר (איור 2). מדידות נלקחו לפני ההזרקה עם SapC-DOPS-CVM (בסיס) ו24 שעות לאחר ההזרקה. עכברי בקרה (גידול חינם) קיבלו טיפול דומה. איור 3 מציג נתונים דומים ממודל העכבר המהונדס גנטי במוח הגידול. תמונות הקרינה ומדידות פוטון נלקחו לפני הזרקה עם SapC-DOPS-CVM (בסיס) ו3A 24 שעות (איורים ו&lt;strong&gt; 3B) ו -9 ימים (איור 3 ג) לאחר הזרקה. גרפים אלו מראים כי זווית ההדמיה האופטימלית בבעלי חי נושאות גידולים (גידול Mut49) היא 20 ° 24 הודעה שעה זריקה אבל שינויים 10 ° הודעה 9 ימי הזרקה. הדבר מצביע על כך שינוי אות הקרינה בקורלציה עם שינויים מורפולוגיים, סביר המשקפים את צמיחת גידול. כפי שניתן לראות בטבלה 1, שיטת MAROI מראה בבירור כי אות הניאון יורדת לתחזיות בהגדלת סיבוב מזווית ההדמיה האופטימלית. בגידולים במוח, 7% ירידה ממוצעת באות ניאון הייתה מתקבלת אם הנטייה הפיסית של החיה הייתה ± 10 ° לקזז מזווית ההדמיה האופטימלית. ירידת 21% בממוצע באות ניאון נמדדה ב± 20 °. לפיכך קיזוז קטן יחסית מהזווית האופטימלית יכול לגרום להנחתת אות משמעותית. ניצול טכניקת MAROI למיצוב תדמית יאפשר investigators לייצר נתונים יותר עקביים ואמינים. שיטת MAROI סופו של דבר משמשת כדי להעריך את המיקוד של דלקת מפרקים על ידי SapC-DOPS-CVM 24 שעות לאחר הזרקת SapC-DOPS-CVM. חיה זו הבקיע 3 עם שלוש דלקת מפרקים. תמונות הקרינה של הבוהן וקרסול של עכבר דלקת פרקים מוצגות באיורי 4 א ו -4 ב. מדידות פוטון מקבילה ב10 ° מרווחי סיבוב בגרף ב4C דמויות ו4D. זוויות ההדמיה אופטימליות נמצאו עבור הבוהן והקרסול הן 140 ° ו120 °, בהתאמה. לסיכום, שילוב של מערכת MAROI עם nanovesicles SapC-DOPS ניאון מייצג אסטרטגיה לא פולשנית, מדויקת ורגישה מאוד עבור הדמיה חיה, המאפשרת למחקרים כמותיים של גידול ולהתפתחות דלקת פרקים בחיות קטנות. האפשרות לרכישת מערך ° הדמיה מולטי 360 משמעותי Improvניתוח נתונים es ופרשנות, בהשוואה עם מה שהוא בר השגה באמצעות טכניקות הדמיה זווית אחת. <img alt="טבלת 1" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51187/51187table1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51187/51187table1.jpg" width="600px" /> טבלת 1. זוויות אופטימליות הדמיה עבור כל דגם עכבר. ההבדלים בין זווית הקרינה מקסימלי פוטון (זווית אופטימלית FLR) והזווית סטנדרטית אנטומיים (X-ray) ניתן לראות. כאשר שתי זוויות אלה הופכים שונות יותר ויותר, האות הנמדד משתנה באופן משמעותי. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51187/51187table1highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a> <img alt="איור 1" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51187/51187fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51187/51187fig1.jpg" width="600px"/&gt; איור 1. זווית Multi-מכשיר סיבובי הדמיה אופטית (MAROI). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51187/51187fig1highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a> <img alt="איור 2" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51187/51187fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51187/51187fig2.jpg" width="600px" /> איור 2. זווית הקרינה אות לעומת תמונה במודל עכבר orthotopic מוח גידול. (). תמונה של אות ניאון שיא בזווית התמונה האופטימלית של 10 °. הקופסה הכחולה מראה את ההחזר על ההשקעה בשימוש לכמת את הפוטונים הנפלטים.. גרף של זווית התמונה לעומת פליטת פוטון (ב &#39;). עכבר גידול נושאות orthotopic הנציג (Ortho1) בגרף כנגד ערכי הקרינה בממוצע מROIs הזהה בשלושת עכברי nontumor. מדידות נלקחו בתחילת המחקר (לפני הזריקה) ופוסט 24 שעות מכוירות יציקהn. ברים שגיאה מייצגים סטיית תקן. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51187/51187fig2highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a> <img alt="איור 3" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51187/51187fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51187/51187fig3.jpg" width="600px" /> איור 3. אות הקרינה לעומת זווית תמונה בגידול במוח ספונטני של מודל עכבר מהונדס גנטי. (). תמונה של אות ניאון השיא של ההחזר על ההשקעה של 1 (תיבה עליונה כחולה) בזווית התמונה האופטימלית של 20 °. (ב) ו (ג). גרפים של זווית התמונה לעומת פליטת פוטון מיום 1 בהחזר על ההשקעה. ערכים מ עכבר נציג מוח הספונטני גידול נושאות, גידול-Mut 49, בגרף כנגד ערכים בממוצע משלושה עכברי גידול שאינו. מדידות נלקחו בתחילת המחקר (לפני הזריקה) ו24 שעות (ב) ו 9 ימים לאחר (ג) להזרקה. שגיאה ב<html> ערס מייצג סטיית תקן. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51187/51187fig3highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a> <img alt="איור 4" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51187/51187fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51187/51187fig4.jpg" width="600px" /> איור 4. זווית הקרינה אות לעומת תמונה בעכבר עם דלקת של הבוהן ומפרקי קרסול. (א) ו (ב). תמונות מראים את השיא של אות הניאון לבוהן () ומפרקי קרסול (ב &#39;), במסגרת ROIs מוצגת בתיבה האדומה. (C). תרשים של זווית לעומת מתכוונים פליטת פוטונים לבוהן. פליטת פוטוני שיא ניתן לראות בזווית של ° 140 (ד &#39;) גרף של זווית לעומת מתכוונת פליטת פוטונים לקרסול..; עוצמה המקסימלית מתרחשת בזווית של ° 120.target = &quot;_blank&quot;&gt; לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Optical Imaging of Brain Tumors and Arthritis Using Fluorescent SapC-DOPS Nanovesicles at JoVE.com

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

אנו מתארים הדמיה אופטית סיבוב זווית רב במערכת (MAROI) כדי לכמת את vivo של סמן פלואורסצנטי מועבר על ידי C saposin (SapC)-dioleoylphosphatidylserine nanovesicles (DOPS). העסקת מודלים עכבר של סרטן ודלקת פרקים, אנו מדגימים כיצד הניתוח עקום אות MAROI יכול לשמש למיפוי המדויק ואפיון ביולוגי של תהליכי מחלה.

בדימות אופטי Vivo של גידולים במוח ודלקת פרקים באמצעות פלורסנט SapC-DOPS nanovesicles

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

in-vivo-optical-imaging-brain-tumors-arthritis-using-fluorescent-sapc

Google

Research

JoVE Journal

Medicine

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

11.2K Views.  University of Cincinnati College of Medicine.  אנו מתארים הדמיה אופטית סיבוב זווית רב במערכת (MAROI) כדי לכמת את vivo של סמן פלואורסצנטי מועבר על ידי C saposin (SapC)-dioleoylphosphatidylserine nanovesicles (DOPS). העסקת מודלים עכבר של סרטן ודלקת פרקים, אנו מדגימים כיצד הניתוח עקום אות MAROI יכול לשמש למיפוי המדויק וא?...

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

Accurate and Simple Measurement of the Pro-inflammatory Cytokine IL-1&beta; using a Whole Blood Stimulation Assay

Inflammatory processes resulting from the secretion of soluble mediators by immune cells, lead to various manifestations in skin, joints and other tissues as well as altered cytokine homeostasis. The innate immune system plays a crucial role in recognizing pathogens and other endogenous danger stimuli. One of the major cytokines released by innate immune cells is Interleukin (IL)-1. Therefore, we utilize a whole blood stimulation assay in order to measure the secretion of inflammatory cytokines and specifically of the pro-inflammatory cytokine IL-1&beta; 1, 2, 3.
Patients with genetic dysfunctions of the innate immune system causing autoinflammatory syndromes show an exaggerated release of mature IL-1&beta; upon stimulation with LPS alone. In order to evaluate the innate immune component of patients who present with inflammatory-associated pathologies, we use a specific immunoassay to detect cellular immune responses to pathogen-associated molecular patterns (PAMPs), such as the gram-negative bacterial endotoxin, lipopolysaccharide (LPS). These PAMPs are recognized by pathogen recognition receptors (PRRs), which are found on the cells of the innate immune system 4, 5, 6, 7. A primary signal, LPS, in conjunction with a secondary signal, ATP, is necessary for the activation of the inflammasome, a multiprotein complex that processes pro-IL-1&beta; to its mature, bioactive form 4, 5, 6, 8, 9, 10.
The whole blood assay requires minimal sample manipulation to assess cytokine production when compared to other methods that require labor intensive isolation and culturing of specific cell populations. This method differs from other whole blood stimulation assays; rather than diluting samples with a ratio of RPMI media, we perform a white blood cell count directly from diluted whole blood and therefore, stimulate a known number of white blood cells in culture 2. The results of this particular whole blood assay demonstrate a novel technique useful in elucidating patient cohorts presenting with autoinflammatory pathophysiologies.

Accurate and Simple Measurement of the Pro-inflammatory Cytokine IL-1&amp;#946; using a Whole Blood Stimulation Assay

We describe a simple immunoassay to measure the production of pro-inflammatory cytokines, such as IL-1 beta production, in patients presenting with autoinflammatory phenotypes. By activating cells in whole blood cultures with pathogen-associated molecular patterns, specifically with lipopolysaccharide, cytokine secretion can be conveniently evaluated in whole blood supernatants.

מדידה מדויקת ופשוטה 1β-IL Pro-ציטוקין דלקתי באמצעות גירוי Assay Whole Blood

Inflammatory processes resulting from the secretion of soluble mediators by immune cells, lead to various manifestations in skin, joints and other tissues ...

Evaluation of Nanoparticle Uptake in Tumors in Real Time Using Intravital Imaging

Current technologies for tumor imaging, such as ultrasound, MRI, PET and CT, are unable to yield high-resolution images for the assessment of nanoparticle uptake in tumors at the microscopic level1,2,3, highlighting the utility of a suitable xenograft model in which to perform detailed uptake analyses. Here, we use high-resolution intravital imaging to evaluate nanoparticle uptake in human tumor xenografts in a modified, shell-less chicken embryo model. The chicken embryo model is particularly well-suited for these in vivo analyses because it supports the growth of human tumors, is relatively inexpensive and does not require anesthetization or surgery 4,5. Tumor cells form fully vascularized xenografts within 7 days when implanted into the chorioallantoic membrane (CAM) 6. The resulting tumors are visualized by non-invasive real-time, high-resolution imaging that can be maintained for up to 72 hours with little impact on either the host or tumor systems. Nanoparticles with a wide range of sizes and formulations administered distal to the tumor can be visualized and quantified as they flow through the bloodstream, extravasate from leaky tumor vasculature, and accumulate at the tumor site. We describe here the analysis of nanoparticles derived from Cowpea mosaic virus (CPMV) decorated with near-infrared fluorescent dyes and/or polyethylene glycol polymers (PEG) 7, 8, 9,10,11. Upon intravenous administration, these viral nanoparticles are rapidly internalized by endothelial cells, resulting in global labeling of the vasculature both outside and within the tumor7,12. PEGylation of the viral nanoparticles increases their plasma half-life, extends their time in the circulation, and ultimately enhances their accumulation in tumors via the enhanced permeability and retention (EPR) effect 7, 10,11. The rate and extent of accumulation of nanoparticles in a tumor is measured over time using image analysis software. This technique provides a method to both visualize and quantify nanoparticle dynamics in human tumors.

We present a novel approach to quantify nanoparticle localization in the vasculature of human xenografted tumors using dynamic, real-time intravital imaging in an avian embryo model.

הערכה של ספיגת nanoparticle ב גידולים בזמן אמת באמצעות הדמיה Intravital

Current technologies for tumor imaging, such as ultrasound, MRI, PET and CT, are unable to yield high-resolution images for the assessment of nanoparticle ...

Probing the Brain in Autism Using fMRI and Diffusion Tensor Imaging

Newly emerging theories suggest that the brain does not function as a cohesive unit in autism, and this discordance is reflected in the behavioral symptoms displayed by individuals with autism. While structural neuroimaging findings have provided some insights into brain abnormalities in autism, the consistency of such findings is questionable. Functional neuroimaging, on the other hand, has been more fruitful in this regard because autism is a disorder of dynamic processing and allows examination of communication between cortical networks, which appears to be where the underlying problem occurs in autism. Functional connectivity is defined as the temporal correlation of spatially separate neurological events1. Findings from a number of recent fMRI studies have supported the idea that there is weaker coordination between different parts of the brain that should be working together to accomplish complex social or language problems2,3,4,5,6. One of the mysteries of autism is the coexistence of deficits in several domains along with relatively intact, sometimes enhanced, abilities. Such complex manifestation of autism calls for a global and comprehensive examination of the disorder at the neural level. A compelling recent account of the brain functioning in autism, the cortical underconnectivity theory,2,7 provides an integrating framework for the neurobiological bases of autism. The cortical underconnectivity theory of autism suggests that any language, social, or psychological function that is dependent on the integration of multiple brain regions is susceptible to disruption as the processing demand increases. In autism, the underfunctioning of integrative circuitry in the brain may cause widespread underconnectivity. In other words, people with autism may interpret information in a piecemeal fashion at the expense of the whole. Since cortical underconnectivity among brain regions, especially the frontal cortex and more posterior areas 3,6, has now been relatively well established, we can begin to further understand brain connectivity as a critical component of autism symptomatology.
A logical next step in this direction is to examine the anatomical connections that may mediate the functional connections mentioned above. Diffusion Tensor Imaging (DTI) is a relatively novel neuroimaging technique that helps probe the diffusion of water in the brain to infer the integrity of white matter fibers. In this technique, water diffusion in the brain is examined in several directions using diffusion gradients. While functional connectivity provides information about the synchronization of brain activation across different brain areas during a task or during rest, DTI helps in understanding the underlying axonal organization which may facilitate the cross-talk among brain areas. This paper will describe these techniques as valuable tools in understanding the brain in autism and the challenges involved in this line of research.

Neuroimaging techniques, such as functional MRI and Diffusion Tensor Imaging have become increasingly useful in characterizing the cognitive and neural deficits in autism. An examination of brain connectivity in autism at a network level along with adaptations for scanning children with developmental disabilities is presented.

לחקור את המוח באוטיזם באמצעות fMRI ו דימות מותח דיפוזי

Newly emerging theories suggest that the brain does not function as a cohesive unit in autism, and this discordance is reflected in the behavioral ...

Non-invasive Optical Measurement of Cerebral Metabolism and Hemodynamics in Infants

Perinatal brain injury remains a significant cause of infant mortality and morbidity, but there is not yet an effective bedside tool that can accurately screen for brain injury, monitor injury evolution, or assess response to therapy. The energy used by neurons is derived largely from tissue oxidative metabolism, and neural hyperactivity and cell death are reflected by corresponding changes in cerebral oxygen metabolism (CMRO2). Thus, measures of CMRO2 are reflective of neuronal viability and provide critical diagnostic information, making CMRO2 an ideal target for bedside measurement of brain health.
Brain-imaging techniques such as positron emission tomography (PET) and single-photon emission computed tomography (SPECT) yield measures of cerebral glucose and oxygen metabolism, but these techniques require the administration of radionucleotides, so they are used in only the most acute cases.
Continuous-wave near-infrared spectroscopy (CWNIRS) provides non-invasive and non-ionizing radiation measures of hemoglobin oxygen saturation (SO2) as a surrogate for cerebral oxygen consumption. However, SO2 is less than ideal as a surrogate for cerebral oxygen metabolism as it is influenced by both oxygen delivery and consumption. Furthermore, measurements of SO2 are not sensitive enough to detect brain injury hours after the insult 1,2, because oxygen consumption and delivery reach equilibrium after acute transients 3. We investigated the possibility of using more sophisticated NIRS optical methods to quantify cerebral oxygen metabolism at the bedside in healthy and brain-injured newborns. More specifically, we combined the frequency-domain NIRS (FDNIRS) measure of SO2 with the diffuse correlation spectroscopy (DCS) measure of blood flow index (CBFi) to yield an index of CMRO2 (CMRO2i) 4,5.
With the combined FDNIRS/DCS system we are able to quantify cerebral metabolism and hemodynamics. This represents an improvement over CWNIRS for detecting brain health, brain development, and response to therapy in neonates. Moreover, this method adheres to all neonatal intensive care unit (NICU) policies on infection control and institutional policies on laser safety. Future work will seek to integrate the two instruments to reduce acquisition time at the bedside and to implement real-time feedback on data quality to reduce the rate of data rejection.

We combined frequency-domain near-infrared spectroscopy measures of cerebral hemoglobin oxygenation with diffuse correlation spectroscopy measures of cerebral blood flow index to estimate an index of oxygen metabolism. We tested the utility of this measure as a bedside screening tool to evaluate the health and development of the newborn brain.

מדידה אופטית לא פולשנית של מטבוליזם ופרמטרים המודינמיים במוח אצל תינוקות

Perinatal brain injury remains a significant cause of infant mortality  and morbidity, but there is not yet an effective bedside tool that can  accurately ...

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

Macrophages are key-cells in the initiation, the development and the regulation of the inflammatory response to bacterial infection. Macrophages are intensively and increasingly recruited in septic joints from the early phases of infection and the infiltration is supposed to regress once efficient removal of the pathogens is obtained. The ability to identify in vivo macrophage activity in an infected joint can therefore provide two main applications: early detection of acute synovitis and monitoring of therapy.
In vivo noninvasive detection of macrophages can be performed with magnetic resonance imaging using iron nanoparticles such as ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO). After intravascular or intraarticular administration, USPIO are specifically phagocytized by activated macrophages, and, due to their magnetic properties, induce signal changes in tissues presenting macrophage infiltration. A quantitative evaluation of the infiltrate is feasible, as the area with signal loss (number of dark pixels) observed on gradient echo MR images after particles injection is correlated with the amount of iron within the tissue and therefore reflects the number of USPIO-loaded cells.
We present here a protocol to perform macrophage imaging using USPIO-enhanced MR imaging in an animal model of septic arthritis, allowing an initial and longitudinal in vivo noninvasive evaluation of macrophages infiltration and an assessment of therapy action.

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

We demonstrate how to perform macrophage MR imaging using ultrasmall superparamagnetic contrast agent (USPIO) in septic arthritis, allowing an initial and longitudinal in vivo non-invasive evaluation of macrophages infiltration and an assessment of therapy efficacy.

In vivo Macrophage ההדמיה באמצעות חומר ניגוד ממוקד MR להערכת אורך של דלקת מפרקים ספיגה

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

Combined In vivo Optical and &#181;CT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice

Multimodality imaging has emerged as a common technological approach used in both preclinical and clinical research. Advanced techniques that combine in vivo optical and &#956;CT imaging allow the visualization of biological phenomena in an anatomical context. These imaging modalities may be especially useful to study conditions that impact bone. In particular, orthopaedic implant infections are an important problem in clinical orthopaedic surgery. These infections are difficult to treat because bacterial biofilms form on the foreign surgically implanted materials, leading to persistent inflammation, osteomyelitis and eventual osteolysis of the bone surrounding the implant, which ultimately results in implant loosening and failure. Here, a mouse model of an infected orthopaedic prosthetic implant was used that involved the surgical placement of a Kirschner-wire implant into an intramedullary canal in the femur in such a way that the end of the implant extended into the knee joint. In this model, LysEGFP mice, a mouse strain that has EGFP-fluorescent neutrophils, were employed in conjunction with a bioluminescent Staphylococcus aureus strain, which naturally emits light. The bacteria were inoculated into the knee joints of the mice prior to closing the surgical site. In vivo bioluminescent and fluorescent imaging was used to quantify the bacterial burden and neutrophil inflammatory response, respectively. In addition, &#956;CT imaging was performed on the same mice so that the 3D location of the bioluminescent and fluorescent optical signals could be co-registered with the anatomical &#956;CT images. To quantify the changes in the bone over time, the outer bone volume of the distal femurs were measured at specific time points using a semi-automated contour based segmentation process. Taken together, the combination of in vivo bioluminescent/fluorescent imaging with &#956;CT imaging may be especially useful for the noninvasive monitoring of the infection, inflammatory response and anatomical changes in bone over time.

Combined In vivo Optical and  &amp;#181;CT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice

Combined optical and &#956;CT imaging in a mouse model of orthopaedic implant infection, utilizing a bioluminescent engineered strain of Staphylococcus aureus, provided the capability to noninvasively and longitudinally monitor the dynamics of the bacterial infection, as well as the corresponding inflammatory response and anatomical changes in the bone.

בשילוב<em&gt; בvivo</em&gt; אופטי וμCT הדמיה למעקב אחר זיהום, דלקת, ועצם אנטומיה בזיהום אורטופדיים שתל בעכברים

Multimodality imaging has emerged as a common technological approach used in both preclinical and clinical research. Advanced techniques that combine in ...

Creating Anatomically Accurate and Reproducible Intracranial Xenografts of Human Brain Tumors

Orthotopic tumor models are currently the best way to study the characteristics of a tumor type, with and without intervention, in the context of a live animal &#8211;&#160;particularly in sites with unique physiological and architectural qualities such as the brain. In vitro and ectopic models cannot account for features such as vasculature, blood brain barrier, metabolism, drug delivery and toxicity, and a host of other relevant factors. Orthotopic models have their limitations too, but with proper technique tumor cells of interest can be accurately engrafted into tissue that most closely mimics conditions in the human brain. By employing methods that deliver precisely measured volumes to accurately defined locations at a consistent rate and pressure, mouse models of human brain tumors with predictable growth rates can be reproducibly created and are suitable for reliable analysis of various interventions. The protocol described here focuses on the technical details of designing and preparing for an intracranial injection, performing the surgery, and ensuring successful and reproducible tumor growth and provides starting points for a variety of conditions that can be customized for a range of different brain tumor models.

The brain is a unique site with qualities that are not well represented by in vitro or ectopic analyses. Orthotopic mouse models with reproducible location and growth characteristics can be reliably created with intracranial injections using a stereotaxic fixation instrument and a low pressure syringe pump.

יצירה אנטומית מדויק והשחזור תוך גולגולת xenografts של גידולים במוח אדם

Orthotopic tumor models are currently the best way to study the characteristics of a tumor type, with and without intervention, in the context of a live ...

Rose Bengal Photothrombosis by Confocal Optical Imaging In Vivo: A Model of Single Vessel Stroke

In vivo imaging techniques have increased in utilization due to recent advances in imaging dyes and optical technologies, allowing for the ability to image cellular events in an intact animal. Additionally, the ability to induce physiological disease states such as stroke in vivo increases its utility. The technique described herein allows for physiological assessment of cellular responses within the CNS following a stroke and can be adapted for other pathological conditions being studied. The technique presented uses laser excitation of the photosensitive dye Rose Bengal in vivo to induce a focal ischemic event in a single blood vessel. 
The video protocol demonstrates the preparation of a thin-skulled cranial window over the somatosensory cortex in a mouse for the induction of a Rose Bengal photothrombotic event keeping injury to the underlying dura matter and brain at a minimum. Surgical preparation is initially performed under a dissecting microscope with a custom-made surgical/imaging platform, which is then transferred to a confocal microscope equipped with an inverted objective adaptor. Representative images acquired utilizing this protocol are presented as well as time-lapse sequences of stroke induction. This technique is powerful in that the same area can be imaged repeatedly on subsequent days facilitating longitudinal in vivo studies of pathological processes following stroke.

Rose Bengal Photothrombosis by Confocal Optical Imaging In Vivo:  A Model of Single Vessel Stroke

Here, we describe a semi-invasive optical microscopy approach for the induction of a Rose Bengal photothrombotic clot in the somatosensory cortex of a mouse in vivo. The technical aspects of the imaging procedure are described from induction of a photothrombotic event to application and data collection.

רוז בנגל Photothrombosis ידי דימות אופטי Confocal<em&gt; In vivo</em&gt;: דגם של שבץ כלי אחד

In vivo imaging techniques have increased in utilization due to recent advances in imaging dyes and optical technologies, allowing for the ability to ...

Depletion of Mouse Cells from Human Tumor Xenografts Significantly Improves Downstream Analysis of Target Cells

The use of in vitro cell line models for cancer research has been a useful tool. However, it has been shown that these models fail to reliably mimic patient tumors in different assays1. Human tumor xenografts represent the gold standard with respect to tumor biology, drug discovery, and metastasis research 2-4. Tumor xenografts can be derived from different types of material like tumor cell lines, tumor tissue from primary patient tumors4 or serially transplanted tumors. When propagated in vivo, xenografted tissue is infiltrated and vascularized by cells of mouse origin. Multiple factors such as the tumor entity, the origin of xenografted material, growth rate and region of transplantation influence the composition and the amount of mouse cells present in tumor xenografts. However, even when these factors are kept constant, the degree of mouse cell contamination is highly variable.
Contaminating mouse cells significantly impair downstream analyses of human tumor xenografts. As mouse fibroblasts show high plating efficacies and proliferation rates, they tend to overgrow cultures of human tumor cells, especially slowly proliferating subpopulations. Mouse cell derived DNA, mRNA, and protein components can bias downstream gene expression analysis, next-generation sequencing, as well as proteome analysis 5. To overcome these limitations, we have developed a fast and easy method to isolate untouched human tumor cells from xenografted tumor tissue. This procedure is based on the comprehensive depletion of cells of mouse origin by combining automated tissue dissociation with the benchtop tissue dissociator and magnetic cell sorting. Here, we demonstrate that human target cells can be can be obtained with purities higher than 96% within less than 20 min independent of the tumor type.

Human tumor xenografts are vascularized and infiltrated by cells of mouse origin during the growth phase in vivo. To circumvent the bias caused by these contaminating cells during downstream analysis, we developed a method allowing for comprehensive depletion of all mouse cells by magnetic cell sorting.

חסך בתאי עכבר מן xenografts גידול האנושי משפר משמעותי ניתוח במורד זרם של תאי יעד

The use of in vitro cell line models for cancer research has been a useful tool. However, it has been shown that these models fail to reliably mimic ...

In Vivo Imaging of Cx3cr1gfp/gfp Reporter Mice with Spectral-domain Optical Coherence Tomography and Scanning Laser Ophthalmoscopy

Spectral domain optical coherence tomography (SD-OCT) and scanning laser ophthalmoscopy (SLO) are extensively used in experimental ophthalmology. In the present protocol, mice expressing green fluorescent protein (gfp) under the promoter of Cx3cr1 (BALB/c-Cx3cr1gfp/gfp) were used to image microglia cells in vivo in the retina. Microglia are resident macrophages of the retina and have been implicated in several retinal diseases1,2,3,4,5,6. This protocol provides a detailed approach for generation of retinal B-scans, with SD-OCT, and imaging of microglia cell distribution in Cx3cr1gfp/gfp mice with SLO in vivo, using an ophthalmic imaging platform system. The protocol can be used in several reporter mouse lines. However, there are some limitations to the protocol presented here. First, both SLO and SD-OCT, when used in the high-resolution mode, collect data with high axial resolution but the lateral resolution is lower (3.5 &#181;m and 6 &#181;m, respectively). Moreover, the focus and saturation level in SLO is highly dependent on parameter selection and correct alignment of the eye. Additionally, using devices designed for human patients in mice is challenging due to the higher total optical power of the mouse eye compared to the human eye; this can lead to lateral magnification inaccuracies7, which are also dependent on the magnification by the mouse lens among others. However, despite that the axial scan position is dependent upon lateral magnification, the axial SD-OCT measurements are accurate8.

In Vivo Imaging of Cx3cr1gfp/gfp Reporter Mice with Spectral-domain Optical Coherence Tomography and Scanning Laser Ophthalmoscopy

This protocol describes how high-resolution imaging techniques such as spectral domain optical coherence tomography and scanning laser ophthalmoscopy can be utilized in small rodents, using an ophthalmic imaging platform system, to obtain information on retinal thickness and microglial cell distribution, respectively.

אין ויוו הדמיה של עכברים כתב Cx3cr1gfp/gfp עם תחומים הספקטרום טומוגרפיה אופטית קוהרנטית, סריקת לייזר Ophthalmoscopy

Spectral domain optical coherence tomography (SD-OCT) and scanning laser ophthalmoscopy (SLO) are extensively used in experimental ophthalmology. In the ...