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nanoparticles의 세포 biodistribution을 평가하는 데 사용 Bioimaging 방법은 nanoformulated 화합물의 치료 및 진단 모니터링에 적용할 수 있습니다. histological coregistration에 의해 평가하면 여기에 설명된 방법은 민감하고 구체적인 수 있습니다. 방법은 설치류에서 인간의 응용 프로그램에 translational 경로를 제공합니다.
Nanomedications은 reticuloendothelial 시스템 (RES, 비장, 간, 림프절)로 혈액 단핵구 - macrophages 부담으로 진행 될 수 있으며 장기를 종료합니다. 후자 폐, RES, 그리고 두뇌를 포함하고 인간 면역 결핍 바이러스 하나를 입력합니다 (HIV - 1) 감염 동안 수술입니다. 조직 대식 세포에 항목이 활성 HIV - 1 복제 및 염증의 사이트 영역에 주목할 수 있습니다. nanocarriers, superparamagnetic의 철 - 산화 및 / 또는 계면 활성제로 코팅 약을 라덴 입자로 macrophages의 잠재력을 평가하기 위해서는 parenterally HIV - 1 encephalitic 생쥐에 주입했다. 이것은 양적 입자 및 마약 biodistribution을 평가하기 위해 이루어졌다. 자기 공명 영상 (MRI) 검사 결과는 histological coregistration 및 향상된 이미지 프로세싱에 의해 확인되었다. 최종 장기 질환으로 변경 뇌 조직학에 의해 될꺼는 MRI에 의해 평가되었다. 초점 뇌염 분야에 nanoformulations의 강력한 마이 그 레이션의 시연은 '대식 세포의 마이 그 레이션을 모니터링하는 고급 bioimaging 기술의 사용에 대해 "개념 증명"을 제공합니다. 중요한 것은 머리에 histopathological aberrations가 가능한 질병의 세포 분포 연구에서 MRI의 일반 유틸리티를 만드는 매개 변수를 bioimaging와 상관 관계. 이러한 방법을 사용하면 인간 translational 잠재력을 지닌 질병 부담 및 치료 효능의 실시간 색인을 제공할 수있는 우리는 멋부리다.
1. 소개
적극적인 질환과 지속적인 미생물 감염의 세포와 조직 사이트에 약물과 치료 macromolecules (펩티드, 단백질 및 핵산)의 선택적 배달 질병과 1-3 동안 제약 반응을 향상시킬 것입니다. 하나의 특정 세포 사이트는 매력 높은 모바일 및 면역 모두이며, 인체 면역 결핍 바이러스 (HIV)에 대한 일관성있는 주요 대상입니다 대식 세포이다. 4 중요한 것은, 대식 세포 참여 염증도 퇴행성, 염증, 감염을 포함 질환의 광범위한 underlies 그리고 암 질병, 그리고 조직 부상 5-9의 질병 사이트 underlies의 진행에 세포의 이동성. 중요한 것은, 마약, macromolecule 및 신호 통신 사업자로 혈액 부담 macrophages의 사용은 translational 가능성에 대해 최근 관심을 받고있다. 그러나, 치료 잠재력을 실현에 큰 방해가 macromolecules과 단백질의 스펙트럼에 스며들지 다른 조직의 장벽 속에서 혈액 뇌 장벽 (BBB)입니다. 이, 장벽, 그럼에도 불구하고, 세포 통로를 허용 않습니다. 모두 함께 그것은 예상 것을 우회 장벽은 감염이나 염증의 사이트에 공식화 약품, 마커, 그리고 펩티드를 운반 수있는 질병 주변 macrophages 자연 과정 인치 그럼에도 불구하고, 이러한 기술은 개발에 남아 있습니다. 그것은 세포 매개 전달이 인간의 질병에 10-12의 실험실과 동물 모델에서 지원하는 진단 및 치료 응용 프로그램과 같은 어플 리케이션을 위해 개발된 수있는 우리의 작품을 통해이다.
2. Nanomaterial 준비
약물 전달 및 biodistribution에 대한 연구 nanomaterials의 작성이 문제에 병렬 원고 (참조 병렬 원고)의 주제이다. 결정 nanoparticle 제조에 대한 모든 절차는 층류 후드에서 수행됩니다. 모든 표면은 70 % 알코올로 사용하기 전에 소독하고 있습니다. 이것은 작업 표면, 장갑의 외관 및 유출이 포함됩니다. 모든 잎사귀 즉시 복제 70 % 알코올 용액으로 덮여있다. 장갑은 사용 후 폐기하고 다른 실험실 영역을 입력할 때 착용하지 않습니다. 절차에 필요한 경우 / 마약 라덴 입자의 제조에 대한 모든 / 모든 시약을 포함와 부형제, 마약, 멸균 물은 작업 영역으로 이동됩니다. 무균 포장 pipettes는 생물 학적 폐기물 컨테이너에서만 사용하고 사용 후 삭제됩니다. 젖은 기꺼이기구는 사전에 사용에 따라 알코올로 소독합니다. 작업 영역은 70 % 알코올로 전과 후 즉시 청소됩니다. Nanoparticle 솔루션은 동물에 사용되는 약물 입자 솔루션에 박테리아 내독소의 부재를 평가하기 위해 FDA의 지침에 따라 pyrogen에 대해 테스트됩니다. 간단히,
3. 방법 및 절차 : 동물 준비
4. 데이터 수집
5. 데이터 분석
6. 대표 결과
DTI와 1HMRS의 예는 그림 1과 2에 표시됩니다. 1H MRS 24-26와 DTI 27 결과의 추가 예제는 이전 출판물에서 볼 수 있습니다. preinjection T 2 예는 노란색으로 표시 세포의 위치의 오버레이와 함께 * 가중 MRI는 그림 3에 표시됩니다. 마우스 monocytes에게 꼬리 정맥에 주입 파생 macrophages을 표시했다. 5 일 후, T 2 * 가중 MRI는 인수되었으며 설명된대로 위의 처리. 마우스는 마우스 감지 monocytes 파생 macrophages의 라인으로 볼 수있는 두뇌로 HIV에 감염된 인간 macrophages의 주입에 의해 준비되었다. 조직학으로 표시 셀 및 coregistration 모두 검출의 자세한 예제는 이전 출판물 10,12에서 볼 수 있습니다.
그림 1. DTI 통계에 대한 분석 지역의 묘사.
그림 2. jMRUI 신호 처리 제품군에 퀘스트를 사용 Spectroscopic 피팅.
그림 3. 말초 혈액에서 초점 뇌염과 뇌 영역으로 마이 그 레이션 SPIO 레이블 세포 감지. T 2 셀 위치 (노란색) 오버레이 대표 슬라이스 텍스트에 대한 자세한 등 * 가중치 MRI 획득.
인 - 생체내 이미징 결과와 조직학의 정확한 등록의 연결을 질병의 감지 및 준비를위한 영상 생체 개발에 중요한 단계입니다. 일부 이미징 통계 흰색 물질 질환과 암의 존재를 탐지에 사용되는 조직의 자기 이완 특성의 변화를 포함하여 총 형태학의 변화와 상관 될 가능성이 높습니다. 같은 DTI와 같은 다른 더 미묘한 방법, 질병으로 인한 histological 변화가 질병의 나중 단계에까지 나타나지 않습니다으로 감지되지 않을 수 있습니다 초기 세포 변화를 감지할 수있다. 같은 spectroscopic 마커와 같은 아직도 다른 마커, 심지어 subtlest 휴대폰 변경을 앞에 일찍 가역 변화의 지표 수 있습니다.
Biodistribution는 다양한 방법을 사용하여 비 invasively 결정하실 수 있습니다. 기본 비침습 방법은 양전자 방출 tomography (PET), 단일 광자 방출 계산 tomography (SPECT), 광학 이미징, 그리고 MRI 있습니다. 이미지 기반의 원자력 의학은 (PET 및 SPECT) 많은 biodistribution에 대한 년 동안 사용되고 있지만 이러한 방법은 특히 애완 동물 추적기에 대한 화합물이나 nanomaterials를 라벨에 사용되는 radiotracers의 절반 삶에 의해 제한됩니다. 광학 이미징 작은 설치류에 사용할 수 있지만 같은 빛의 흡수 및 빛의 산란에 의한 표면 종양으로 쉽게 접근이 지역을 제외한 인간의 번역 사용하실 수 없습니다. 또한,이 같은 이유로 광학 신호를 계량하기가 어렵습니다. MRI 주 기간에 걸쳐 몸에 추적할 수 등 SPIO와 같은 영구적인 태그를 사용합니다. 라벨이 다른 세포로 전송하거나 기관 reabsorbed 수 있듯이, 역시,주의와 함께 사용해야합니다.
MRI에서 SPIO에 대한 검색 특이성은 다양한 방법으로 제공될 수 있습니다. 긍정뿐만 아니라 부정적인 신호를 제공하는 검색 방식은, 조직에서 SPIO의 존재를 감지에 대한 MRI의 특이성을 향상시키는 데 사용됩니다. 이 작품에 사용된 빼기 방법은 물론 28으로, 타인에 의해 사용되고 있습니다. 다른 접근 방법 공명 감지 29-31, 위상 SPIO의 공백 32, 및 SPIO 33 지역에 긍정적인 신호 강도를 생산 T1 가중치를 사용하여 제로 에코 시간 이미지 근처에 특정 패턴을 생성 민감한 이미징을 포함합니다. 라벨의 quantitation 개선을위한 이러한 방법의 발전은 민감도와 특이성 활성 연구 분야 오늘입니다.
작품은 국립 보건원에서 보조금 1K25MH089851, 1P01DA028555 - 01A1, 2R01 NS034239, 2R37 NS36126, P01 NS31492, P20RR 15635, P01MH64570 및 P01 NS43985 지원했다. 저자는 원고와 뛰어난 그래픽과 문학 지원 중요한 읽기위한 양 로빈 테일러 감사합니다. 저자는 또한 기술 지원 에린 매킨티르, 멜리사 멜론, 그리고 린지 라이스 감사하고 싶습니다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Isoflurane | |||
Medical Oxygen | |||
Isoflurane vaporizer | |||
Rodent gas anesthesia mask | |||
MRI compatible Stereotactic head holder | |||
Syringe | |||
Polyethylene catheter tubing | |||
Non-magnetic needle | |||
Eye lubricant | |||
Gauze | |||
Tape | |||
Perfusion media | |||
OCT compound for embedding tissue | |||
MRI system | |||
Digital Camera | |||
Tissue Sectioning Cryostat |
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