종방향 MicroPET/MicroCT 이미지를 사용한 심혈관 석회화 진행을 위한 새로운 정량화 프로토콜

요약

이 새로운 프로토콜은 소형 연구 동물의 연속 마이크로 양전자 방출 단층 촬영(PET)/마이크로 컴퓨터 단층 촬영(CT) 이미지에서 심혈관 석회화 진행을 정량화하는 것을 수반합니다.

초록

마이크로 양전자 방출 단층 촬영(PET) 및 마이크로 컴퓨터 단층 촬영(CT) 영상은 심혈관 석회화의 진행을 추적하기 위한 강력하고 이상적인 연구 도구입니다. 비침습적 특성으로 인해 작은 연구 동물은 여러 시점에서 이미징할 수 있습니다. 문제는 심혈관 석회화의 정확한 정량화에 있습니다. 여기에서는 종단 연구에서 심혈관 석회화의 진행을 정확하게 정량화하기 위해 후기 질병 단계의 이미지를 템플릿으로 사용하는 프로토콜을 제공합니다. 이 프로토콜에는 1) 첫 번째 단계와 같은 종단 연구 중 동일한 동물의 여러 이미지에서 흉부 부위의 정렬, 2) 이후 이미지에서 명백해지는 더 큰 칼슘 침착 부위의 심장 및 대동맥 내에 위치한 관심 영역(ROI)의 정의, 3) 종단 연구 중에 획득한 모든 이미지에서 칼슘 침전물의 동시 분할 및 정량화가 포함됩니다. 이 간소화된 방법은 ROI 정의의 정밀도를 개선하고 개별 스캔을 독립적으로 분석하는 이전 기술과 관련된 변동성을 줄임으로써 심혈관 석회화의 진행을 추적할 때 이미지 분석의 정확도를 향상시킵니다.

서문

심혈관 질환은 전 세계적으로 이환율과 사망률의 주요 원인이며, 그 메커니즘을 밝히고 효과적인 예방 및 치료 전략을 고안하기 위해서는 엄격한 연구가 필요합니다. 관상동맥 석회화(CAC)는 심혈관 질환의 예측 인자로 이 분야의 전문가들에 의해 널리 인정받고 있으며, 심혈관 질환으로 인한 사망률의 위험을 크게 높입니다 1,2,3,4,5. 현미경적 석회화는 석회화 죽상동맥경화증의 초기 단계로 간주되며, "미세석회화"라는 용어는 직경이 0.5에서 50μm 6,7,8,9 사이의 칼슘 침전물을 지칭하는 데 사용되었습니다. 이러한 작은 석회화는 합쳐져 더 큰 칼슘 침전물을 형성하여 석회질 플라크

프로토콜

대표적인 이미지는 암컷 아포지단백-E-결핍(Apoe^-/-) 마우스입니다. 실험 프로토콜은 캘리포니아 대학교 로스 앤젤레스 (University of California, Los Angeles)의 기관 동물 보호 및 사용 위원회 (Institutional Animal Care and Use Committee)에서 검토하고 승인했습니다.

1. 동물 스캐닝

1. 두 가지 이미지 획득 사이에 어떠한 개입 없이 마우스에게 표준 식단을 공급합니다. 그러나 생후 15개월에 첫 번째 이미지를 보기 전에 12개월에서 14개월 사이에 서양식 식단(지방 21%, 콜레스테롤 0.2%)으로 전환하여 기준선 대동맥 석회화를 유도하십시오.
2. 최적의 PET 데이터 수집 및 CT 공동 정합을 위해 microPET/CT 스캐너를 정기적으로 보정해야 합니다. 제조업체의 지침에 따라 보정을 수행하십시오.
3. 이미징하기 전에 챔버에서 2% 이소플루란 가스를 사용하여 10분 동안 마우스를 마취합니다. 반응이 없는 동물의 발가락을 꼬집어 마취를 확인합니다.
4. ¹⁸F-NaF의 3.7....

결과

분석 방법
이 섹션에서는 대표 결과를 통한 성공적인 활용을 보여줍니다. 여기에서는 생후 12개월에서 14개월 사이에 서양식 식단(지방 21%, 콜레스테롤 0.2%)을 섭취한 후 생후 15개월과 18개월에 스캔한 단일 마우스의 microPET/microCT 결합 이미지를 보여줍니다. 석회화 정량화를 위한 프로토콜 섹션 2-8에 따라 4명의 독립적인 연구원이 15개월 및 18개월 시점에서 ?.......

토론

이 새로운 프로토콜은 심혈관 석회화의 정량화에 대한 개선된 접근 방식입니다. 이미징의 비침습적 특성으로 인해 작은 동물에서 심혈관 석회화의 진행을 추적하기 위해 종방향 microCT 이미지를 획득할 수 있습니다. microCT 이미지만으로도 칼슘 함량의 진행 상황을 보여줄 수 있지만, 사용 가능한 경우 microPET 이미지는 추가적인 수준의 정보를 제공할 수 있으며, 특히 표면?.......

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.5 cc Sterile Insulin Syringes	Exel International	#26028	Used for IV injection of 18F-NaF PET Tracer
18F-NaF PET Tracer	CNSI Cyclotron
Biorender	Biorender		Used for figure 1
Female Apoe-/- mouse	Jackson Laboratories	#002052	B6.129P2-Apoetm1Unc/J
GNEXT PET/CT	Sofie Biosciences, Dulles, Virginia
Isoflurane	Piramal Critical Care		Used as anesthesia for mouse imaging
ORS Dragonfly	Comet Technologies Canada Inc.
SPSS Statistics	IBM
Western diet for mice	Envigo	#TD88139	21% fat, 0.2% cholesterol