Biz onların değerli yardım için Nadine Henn ve Arend Heerschap kabul etmek istiyorum. Bu çalışma Rejeneratif Tıp Hollanda Enstitüsü (Nirm, FES0908), AB 7.ÇP programı ENCITE (SAĞLIK-F5-2008-201842) ve TargetBraIn (SAĞLIK-F2-2012-279017), Volkswagen Vakfı hibe (tarafından desteklenen I/83 443), Hollanda Bilimsel Araştırma Örgütü (VENI 700.10.409 ve Vidi 917.76.363), ERC (Advanced Grant 269.019), ve Radboud Üniversitesi Nijmegen Tıp Merkezi (AGIKO 2008-2-4).

Not: hayvanları içeren tüm deneyler ve işlemler, ilgili etik kurallara uygun olarak yürütülen ve standart hayvan bakımı ve insani gereklilikleri ile uyumlu olmalıdır. 1.. Hücre Etiketleme (Coincubation Standart Protokolü) <ol><li> (2 ml ortam içinde) 4 mg/10 6 hücre konsantrasyonunda olgunlaşmamış DC&#39;lerin 19 F etiket 8 ekleyin. Karıştırmak için hafifçe karıştırılır. </li><li> DH&#39;lerin olgunlaşma ve hasat için 3 gün önce etiketli hücreleri inkübe. </li><li> DH&#39;lerin toplayın ve PBS yıkama en az 3&#39;lü tarafından aşırı etiketi çıkarın. Hücreleri saymak. </li><li> Enjeksiyon ya da daha fazla test için PBS küçük bir hacmi içinde yeniden süspanse edin. </li></ol> Not: Bu protokol, bu özel DClerin ve etiket için geçerlidir. Bu protokolün odak görüntüleme üzerinde olduğundan prosedür, başka bir yayın 8 optimize edilmiş ve dahil burada görüntü için bir numune hazırlamak için sadece adım oldu. Hence, izolasyon, kültür ve belirli bir hücre tipi etiketleme için protokol literatürde bulunan veya araştırmacı tarafından optimize edilmesi gerekir ya. Literatürde kullanılmış olan diğer tüm 19F etiketlerin bir özeti başka 6 sunulmuştur. 2. 19F NMR kullanarak 19 F / hücre tayini <ol><li> Bir NMR tüpü içinde etiketlenmiş hücre bilinen bir dizi (tipik olarak en fazla 0.5 x 10 6, ya da yeterli sinyali ile sonuçlanan bir dizi) koyun. </li><li> % 5 trifloroasetik asit (TFA) 10 ul ekle. TFA rezonans frekansı etiket ile üst üste nedeniyle uygun değilse, tercihen tek bir 19 K rezonans ile, alternatif bir çözünür bir bileşik kullanımı. </li><li> Bir NMR spektrometresinde örnek yerleştirin ve 19 F spektrumu elde. Bant genişliği TFA (referans) ve ajanın her ikisi için yeterli olduğundan emin olun. </li></ol> Not: TR f için yeterince uzun olmalıdırull referans gevşeme ve örnek spin (tüp en uzun T 1 bileşenin yaklaşık 5 kat T 1 gevşeme süresi genellikle TR ~ 5-8 saniye). Bazı spektrometre bir frekans kilit sinyali için D 2 O gerektirir. Standart bir 19 F spektrum yeterlidir. Hücre sayıları düşük ise etiketin hücre alımı yetersiz ise veya geniş ortalama veya yüksek hücre sayıları gerekli olacaktır. Düzeltmeler kısmi uyarma için hesap yapılmadıkça spektrumu, referans ve ilgili etiket zirveleri arasında merkezli olmalıdır. <ol start="4"><li> Referans ve numune (ya da numune ana tepe noktası) tepe değeri altında bu alanlara göreli hesaplayın ve daha sonra numune 19 F&#39;nin / hücre ortalama sayısını hesaplamak. </li></ol> Not: Tüm işlem tekrarlandı ve istatistiksel anlamlılık ulaşmak için yeterli yoğun ortalama gerekir. Bu, MRI tarayıcı doğrudan spektroskopisi kullanılarak da yapılabilir. However, bu prosedür, hücrelerin geniş bir sayısı değil, hücreler arasındaki değişkenlik için yalnızca ortalama 19 F yükleme ortaya unutmayın. Hücre alımının kontrol edilmesi tekdüzelik 19 F maddenin bir floresan bileşeninin varlığını gerektirir, bu nedenle bu hücre alımı mikroskobu kullanarak ya da akış sitometrisi analiz edilebilir. 3. Hücre Enjeksiyonu - Deneysel Tasarım Hususlar Nedeniyle hücre takibi, hücreler, çok sayıda lokalize olacak bir hayvan modelinde boyunca 19 F MR nispeten zayıf hassasiyet vivo görüntüleme başarılı için gereklidir. Tipik duyarlılık değerleri 10 11 13 -10 flor atomu aralığında bir hücre yükleme ile, 1,000-100,000 cells/voxel/1 saat ikinci tarama süresini 6 arasında değişir. Bu anestezik seçimi etkiler gibi görüntüleme oturumları sayısı ve sıklığı dikkatle planlanmış olmalıdır. Isofloranın suitabl olmayabilir Not19 F MR için e izofluran 19 F rezonans frekansı kullanılan etiket bileşiğin buna yakın ise. görüntüleme oturumları önemli birikmesini önlemek için yeterince kısa ise izofluran hala uygun olabilir. Birçok alternatif anestezik literatürde 10,11 kullanılmaktadır, bir örnek görüntüleme protokolü dahildir. Anestezikler farklı fare suşları ve hastalık modelleri için optimize edilmesi gerekebilir. 4. Harici 19 F Referans tasarım <ol><li> 12 ölçümü için 19 F sinyalinin bilinen bir miktarını içeren bir dış başvuru kullanın. Konuyla beklenen kabaca karşılaştırılabilir olması için referans sinyal yoğunluğunu seçin. </li></ol> Not: referans bileşiği gevşeme parametreleri maç için, hücre etiket olarak aynı ise Genel olarak, basit,. Uzamsal lokalizasyonu olmayan spektroskopik sekansları veya dizilerinin kullanıldığı takdirde, o zaman acompound farklı kimyasal kayma ile gerekli olabilir. <ol start="2"><li> Faiz (ROI) bölgeye bağımlı gerekli yerleştirme, boyut ve başvuru şekli, değiştirin. Not: Bu başvuru için üniform kesitli tüpler genellikle kullanımı kolay değildir. </li></ol> 5. Görüntüleme ve Fare Hazırlık <ol><li> 10 mg / ml ketamin stok solüsyonları ve 2 mg / ml ksilazin elde etmek üzere fizyolojik tuzlu su ile ticari olarak temin edilebilir ketamin ve ksilazin 1:10 v / v seyreltin. </li><li> Fare görüntülü önce delik sıcak olacak sağlamak için tarayıcı (genellikle sıcak hava) ısıtma sistemi açın. </li><li> 100 mg / kg ketamin enjekte edilir ve 10 mg / kg xylazine intraperitoneal anestezi başlatmak için. Not: Bu dozlar CD1 (ICR) ve NU-Foxn1 nu 8 haftalık erkek fareler için test edilmiştir. Diğer suşlar ayrı deneyde optimize edilmelidir biraz farklı dozlar gerekebilir. Bu doz için anestezi fare tutacakmaçın 45 dk. Not: Hayvan bir ayak tutam herhangi bir tepki gösterirse anestezi derinliği normal olarak yeterlidir. </li><li> Anestezi sonra, bir hayvan beşiği hayvan koyun ve MRI sırasında hareket etmesini önlemek için hareketsiz. Gerekirse, yanındaki hayvana dış başvuru yerleştirin. Referans ile ROI (enjekte edilen hücrelerin beklenen konumu) Her iki bobinin merkezinde olmalıdır. Hayvan tarama sırasında fizyolojik izlenmesi için sıcaklık ve nefes kontrol bağlı olmalıdır. </li><li> Uzun görüntüleme oturumları sırasında kurumasını önlemek için steril göz merhemi ile fare gözlerini örtün. </li><li> Görüntüleme süresi 40 dakika geçerse hayvan uyanabilir önce ek ketamin / ksilizin enjeksiyon için ek kateterler hazırlamak. Ketamin ve ksilizin çalışma çözümleri ile pozisyon iki ayrı cilt altı kateter. Fareye ilk 40 dakika sonra, ketamin ek 2.5 mg, her 20 dakika vermek için bu kateter. Eğer gerekirse, bundan başka, ilk enjeksiyondan sonra, kateter yoluyla ek 0.5 mg ksilazin enjeksiyonu ile 100 dakika anestezi uzatır. Her durumda, deney süresi muhtemelen terminali anestezi altında 3 saat dışında, geçmemelidir. </li><li> Fare, ilk enjeksiyondan hemen sonra ısıtılmış ve 37 ° C vücut sıcaklığında muhafaza olduğundan emin olun. Bu protokol ile, &lt;% 80, kan oksijenlenme atmosfer havası nefes altında tespit edildi. , Indirdi kan oksijenlenme yan etkileri önlemek% 100 oksijen (0.3 L / dk) kullanın. Vücut sıcaklığı ve nefes bütün deney boyunca ve hayvanın tam iyileşme kadar kontrol edilmelidir. Ketamin / xylazine altında spontan solunum oranı (200-250/min) çok yüksek olduğunu unutmayın. Solunum model yerine, solunum oranı düzensizlikler, daha yüksek bir doz, uygun bir anestezi durumunu korumak için gerekli olduğunu gösterebilir. Fare nere 20-30 dakika içinde kendiliğinden uyanacakr anestezik son dozu. </li></ol> Not: Hücre takibi için, birden fazla aynı hayvan görüntü için gereklidir. Bu durumda, görüntüleme oturumları enstitü sistemi ve hayvan kullanımı kılavuzlardan anestezi temizlenmesi için gerekli süre dikkate alınarak planlanmalıdır. 6. Görüntüleme 1H ayarlamaları ve görüntüleme <ol><li> ROI farklı dilim yönelimleri ile düşük çözünürlüklü, anatomik tarama (a yerelleştirici) kullanarak İzomerkez olduğunu böylece tarayıcı içinde hayvan yerleştirin. </li><li> Örneğin bobin içindeki bütün hacmi üzerinde küresel altlıkla 1 H üzerinde düzenli layneri protokolünü kullanın. </li><li> Satıcı tarafından sağlanan ayar tarama kullanarak, Hermite 90 ° RF pulse 1 msn için dB olarak ölçülen verici gücü, yani referans darbe kazanç (RG), ayarlayın. </li></ol> Not: Bu ayar olacakRF bobin türüne göre değişir ve 19 F frekansta sinyal doğrudan ayarlamalar için genellikle çok düşük olduğu için 19 F MRI için gereklidir. Bunun bir sonucu olarak, RG bir tahmin 1H sinyali üzerinde ölçümler yapılmalıdır. Bir yüzey bobin ile RF iletim için, 1 H RG homojen B 1 profili ile bir hacim bobin için, faiz kısmından bobinine bir düzleme paralel ayarlanabilir olmalıdır, ayarı tam ayarları daha az önemlidir. <ol start="4"><li> 1H ve 19F RF iletim her ikisi de aynı (tek veya çift-ayarlı) RF bobini ile gerçekleştirilir sadece 19F referans nabız kazanç ayarlaması aşağıdaki protokol çalışır. Böyle bir görüntüleme kurulum için, 1 H üzerinde bobin profil (B 1 iletim alanı) sabit RG uygulanan 19 F bobin profili, orantılı olmalıdır, yani B 1,1 H = C * B 1,19 F bir pervane ileortionality sabit C. <ol><li> Bu bobin profilleri belirli bir kurulum için orantılıdır onaylamak için, 1 H ve 19 F fiske açısı haritayı kazanmak derece (1:1 v suda 19 F, örneğin TFA konsantre olan bir tüp (B 1 düzeltme üzerine aşağıdaki bölüme bakınız) / v) (Şekil 3) önceden,) özdeş alanlar-view (FOVs kullanarak. </li><li> Aynı RG kullanarak, her iki haritanın küresel faktörü C haricinde aynıdır kontrol </li><li> 1 H RG belirlendikten sonra, bu numarayı not. </li></ol></li><li> Yürütmek geleneksel 1H MR 19 F görüntüleme için bir anatomik referans olarak tarayın. Hücre marker 19 F frekans ayar sistemi ve 19 F MR tarama yürütmek. İdeal 19 F MRI taraması olacaktır aynı alan-görünümü ve 1H MR gibi dilim seçimi, genellikle daha düşük çözünürlüğe sahip olmasına rağmen. Hayvan kısa sürede IMAGI olarak canlandırıldı edilebilirng tamamlandı. Görüntü işleme sonra çevrimdışı yapılabilir. </li><li> Ilgili dB 19F = dB 1H yoluyla 19 F RG belirlemek -20 * 10 (C) log. Ayrı bir in vitro deneyde 19 F madde frekans tahmin. </li></ol> Not: in vivo, tam frekans farklı layneri koşulları nedeniyle deneme deney biraz değişebilir. Mümkünse tam frekans nedenle, 19 F MRS her deneyde tespit edilmelidir kimyasal kayma eserler önlemek için. Çok düşük 19 F sinyali için tipik bir tarama küresel (darbe edinin) spektroskopisi (TR = 200 msn, NEX = 3,000, TA = 10 dk, BW = 50 kHz) olacaktır. NEX, bu nedenle TA, önemli ölçüde yüksek 19F sinyali için azaltılabilir. 19 F madde frekans Fourier dönüşümü ve faz düzeltme sonra spektrumundan belirlenir. NEX uyarılmalar sayısını ifade eder, TA elde etme zamanı ve BW olduğubant genişliği. Not: Bir 11.7T/16 cm adanmış hayvan tarayıcıya Tipik görüntüleme parametreleri 9 şunlardır: Bir anatomik 1H görüntüleme bir turbo spin eko (TSE) dizi TR / etkili eko zamanı (TE eff) ile kullanarak tarama = 2.200 msec/42.8 msn, uyarma başına 8 yankıları, NEX = 2, 10 ardışık, 1 mm kalınlığında dilimler, FOV = 1.92 x 1.92 cm 2, 128 x 128 matris, yani 150 x 150 x 1.000 mikron 3, TA = 1 dak, BW = 50 çözünürlük kHz ve doğrusal bir faz kodlama düzeni. 19. F görüntüler aynı sırayla ve uygun geometri ile elde, ancak edildi alt düzlem çözünürlük ve düşük BW (NEX = 256, 48 x 48 matris, yani 400 x 400 x 1000 çözünürlüğe um 3, TA = 57 dakika, BW = 10 kHz). <ol start="7"><li> B 1 düzeltme Sinyal bağlıdır çünkü homojen olmayan B 1 profili, örneğin bir yüzey bobini ile RF bobini kullanılarak, 19 F veri miktarının engel olabilirsadece 19 F konsantrasyonuna hem de bobinden mesafe. Retrospektif doğru 19 F veri amacıyla 1H kanalda B 1 harita edinin. Bu, 1H ve 19F bobin profilleri orantılılık faktörü C haricinde aynı olduğu gerektirir ve yeterli 1H arka plan sinyali 19 F bölgelerde sağlanmaktadır 19 F spin eko dizisinin düzeltilmesi için bir örnek protokol 1 H ve 19 F hem de bir tek ayarlı Tx / Rx yüzey bobin ayarlanabilir kullanarak, sunulan ve oransal B 1 profil 13 ile almaktadır. <ol><li> Iki fiske açısı yöntemi 14 ile 1H çevirme açısı haritası edinin. Hemen altında 90 ° &#39;lik bir tahmini çevirme açısına sahip bir degrade yankı tarama ile çok uzun TR (&gt; 3 kez 1 HT 1) edinin. Bobinine kapatın. Bir RG ile ikinci bir gradyan eko taraması Edinme = dB 1H -6, yani iki kez kapakİlk tarama açısı. </li><li> 1H çevirme açısı hesaplayın, α, vokselin birinci ve ikinci gradiyent eko taramasından sinyal yoğunluklarının (SI) ile (x, y, z): α (x, y, z) = arcos (SI GE (1, x, y, z) / GE 2Si, 2 (x, y, z)) 14. 19 F fiske açısı nedeniyle oransal B 1 profiller için (faktör 1 / C hariç) aynıdır. Karşılıklılık 15, sinyal alımı sırasında spin eko sekansı (uyarma çevirme açısı α, sapma açısı 2α refocusing) 19 F sinyal yoğunluğu zayıflama Faraday ilkesine göre Rx (x, y, z) ~ α (x, y att olduğunu , z). Nedeniyle kusurlu uyarım zayıflama Tx (x, y, z) ~ 3 sin (α (x, y, z)) 16 bir att. Genel zayıflama att = attRx * attTx = α * günah 3 (α) / 90 ° olarak yazılır. Mükemmel 90 ° / 180 ° uyarma / odaklanma çevirmek açısı durumunda 1&#39;e normalize olduğunu unutmayın. B 1 düzeltilmiş19 F görüntü sinyal yoğunlukları SI 19F, 19F corr SI, corr (x, y, z) = SI 19F (x, y, z) / att (x, y, z) üzerinden hesaplanmaktadır. </li><li> Farklı deneylerden elde edilen sinyal yoğunluklarını karşılaştırmak görüş alanında tanımlanan F 19 konsantrasyonuna sahip bir referans tüpü yerleştirin ve referans ortalama sinyali SI 19F, corr normalleştirmek için. </li></ol></li></ol> Not: Diğer 1 HB 1 / flip açısı, haritalama yöntemleri kullanılabilir ve farklı 19 F darbe dizileri Tx, 19F att değişiklikler yapmak da gerekebilir. B1 düzeltme düzeni her türlü hücre miktar prosedüre ek hata tanıtacak. Doğru hücre miktar ana öncül ise, homojen B1 profili olan bir RF bobin protokol bu bölümü aşmak için kullanılabilir. 7. Görüntü İşleme <ol><li> 1 H ve 19 F bindirme görüntüleri Yapımı <ol><li> Resim verilerinison 1 H ve tarayıcıdan 19 F büyüklüğü görüntüler için. </li><li> Böyle ImageJ (ücretsiz, NIH) gibi bir görüntü işleme programında dosyaları açın. </li><li> Tüm görüntüler için aynı ayarlamaları tutarak gerekli (kırpma, parlaklık, kontrast) gibi görüntü ayarlamaları yapınız. 19 F görüntüler genellikle karşılık gelen 1 H görüntüleri maç için daha yüksek bir çözünürlüğe yükseltilmiş olması gerekir. </li><li> (Görüntü J &quot;görüntü&quot; menüsü altında, farklı bir görünüm tablosunu seçin) ve ardından sinyal lokalize amacıyla gelen 1 H görüntülerin üzerine bindirmek yanlış renkte 19 F görüntüleri Render. </li></ol></li><li> 19 F Kantitasyonu <ol><li> Ilgili hücreler ve görünür referans ile 19 F görüntüsü (büyüklüğü görüntü) seçin. </li><li> Gibi Image J gibi bir programda, ilgili hücreler, konu (gürültü) dışında referans ve bir bölge üzerinde İB&#39;leri çizin. </li><li> Komut analiz kullanınve sonra ölçün (veya basitçe Ctrl + M) bu bölgeler içinde ortalama piksel yoğunluğunu hesaplamak ve bunların alan. S (hücreler) hücrelerin üzerine ROI içindeki ortalama piksel yoğunluğunun bakınız olsun. Toplam sinyalini hesaplamak için hacim (= alan x dilim kalınlığı) ile çarpın. </li><li> SNR hesaplayın, formül SNR kullanarak, örneğin = 0.65 x S (hücre) / σ, burada σ (tipik olarak arka havada) herhangi bir kimyasal kayma dışlayıcı serbest olan örnek bir dış ROI içinde piksel yoğunluğunun standart sapmasıdır 17. SNR 5 altında ise, gürültü nedeniyle sinyal için bir düzeltme gerekli olabilir ve başka bir yerde 11, 10 tarif edildiği gibi gerçekleştirilebilir. </li><li> Aksi takdirde, referans 19 F konsantrasyonuna göre dilim kalınlığında (hacmi hesaplamak için) ile dilim referans alanı ile çarpılarak, referansa kıyasla ROI sinyal sorumlu 19 F toplam miktarının hesaplanması,bilinen ve homojen olduğu kabul edilmektedir. </li><li> Hücrelerin 19 F miktarını hesaplamak için, referansa kıyasla toplam sinyali ile bölünmesiyle hücreleri üzerinde ROI toplam sinyali, bu değeri çarpın. </li><li> Bölüm 2&#39;de hesaplanmıştır 19 F / hücre değeri tarafından bu sayı bölünerek hücre sayısını hesaplayın. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Srinivas, 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=Imaging+of+cellular+therapies.">Imaging of cellular therapies.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 62, 1080-1093 (2010).</li><li>de Vries, I. 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=Magnetic+resonance+tracking+of+dendritic+cells+in+melanoma+patients+for+monitoring+of+cellular+therapy.">Magnetic resonance tracking of dendritic cells in melanoma patients for monitoring of cellular therapy.</a> Nat. Biotechnol. 23, 1407-1413 (2005).</li><li>Srinivas, M., Heerschap, A., Ahrens, E. T., Figdor, C. G., de Vries, I. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MRI+for+quantitative+in+vivo+cell+tracking.">MRI for quantitative in vivo cell tracking.</a> Trends Biotechnol. 28, 363-370 (2010).</li><li>Ruiz-Cabello, J., Barnett, B. P., Bottomley, P. A., Bulte, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorine+(19F)+MRS+and+MRI+in+biomedicine.">Fluorine (19F) MRS and MRI in biomedicine.</a> NMR Biomed. 24, 114-129 (2011).</li><li>Stoll, G., Basse-Lusebrink, T., Weise, G., Jakob, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+of+inflammation+using+19F-magnetic+resonance+imaging+and+perfluorocarbons.">Visualization of inflammation using 19F-magnetic resonance imaging and perfluorocarbons.</a> Wires Nanomed. Nanobiol. 4, 438-447 (2012).</li><li>Srinivas, M., Boehm-Sturm, P., Figdor, C. G., de Vries, I. J., Hoehn, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Labeling+cells+for+in+vivo+tracking+using+(19)F.">Labeling cells for in vivo tracking using (19)F.</a> MRI. Biomaterials. 33, 8830-8840 (2012).</li><li>Ahrens, E. T., Flores, R., Xu, H., Morel, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+imaging+platform+for+tracking+immunotherapeutic+cells.">In vivo imaging platform for tracking immunotherapeutic cells.</a> Nat. Biotechnol. 23, 983-987 (2005).</li><li>Srinivas, 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=Customizable,+multi-functional+fluorocarbon+nanoparticles+for+quantitative+in+vivo+imaging+using+19F+MRI+and+optical+imaging.">Customizable, multi-functional fluorocarbon nanoparticles for quantitative in vivo imaging using 19F MRI and optical imaging.</a> Biomaterials. 31, 7070-7077 (2010).</li><li>Boehm-Sturm, P., Mengler, L., Wecker, S., Hoehn, M., Kallur, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+tracking+of+human+neural+stem+cells+with+19F+magnetic+resonance+imaging.">In vivo tracking of human neural stem cells with 19F magnetic resonance imaging.</a> PLoS One. 6, e29040 (2011).</li><li>Srinivas, 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=In+vivo+cytometry+of+antigen-specific+t+cells+using+(19)F.">In vivo cytometry of antigen-specific t cells using (19)F.</a> MRI. Magn. Reson. Med. , (2009).</li><li>Srinivas, M., Morel, P. A., Ernst, L. A., Laidlaw, D. H., Ahrens, E. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorine-19+MRI+for+visualization+and+quantification+of+cell+migration+in+a+diabetes+model.">Fluorine-19 MRI for visualization and quantification of cell migration in a diabetes model.</a> Magn. Reson. Med. 58, 725-734 (2007).</li><li>Mangala Srinivas, E. T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+labeling+and+quantification+for+nuclear+magnetic+resonance+techniques.">Cellular labeling and quantification for nuclear magnetic resonance techniques.</a> US patent. , (2007).</li><li>Boehm-Sturm, P., Pracht, E. D., Aswendt, M., Henn, N., Hoehn, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Proceedings of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine. , (2012).</li><li>Insko, E. K., Bolinger, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+of+the+Radiofrequency+Field.">Mapping of the Radiofrequency Field.</a> J. Magn. Res. A. 103, 82-85 (1993).</li><li>Haacke, E. M., Brown, R. W., Thompson, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Magnetic resonance imaging: physical principles and sequence design. , (1999).</li><li>Scheffler, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+pictorial+description+of+steady-states+in+rapid+magnetic+resonance+imaging.">A pictorial description of steady-states in rapid magnetic resonance imaging.</a> Concepts Magn. Res. 11, 291-304 (1999).</li><li>Firbank, M. J., Coulthard, A., Harrison, R. M., Williams, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+two+methods+for+measuring+the+signal+to+noise+ratio+on+MR+images.">A comparison of two methods for measuring the signal to noise ratio on MR images.</a> Phys. Med. Biol. 44, 261-264 (1999).</li><li>de Chickera, S. N., 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=Labelling+dendritic+cells+with+SPIO+has+implications+for+their+subsequent+in+vivo+migration+as+assessed+with+cellular+MRI.">Labelling dendritic cells with SPIO has implications for their subsequent in vivo migration as assessed with cellular MRI.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 6, 314-327 (2011).</li></ol>

Yazarlar ifşa etmek herhangi bir çıkar çatışmaları var.

Burada belirtilen protokol in vivo 19F MRI hücre takibi için genel prosedür açıklanmaktadır. Tarif edilen birlikte kuluçka yöntemi rağmen, 19F madde ile hücrelerin etiketlenmesi için çeşitli protokoller mevcuttur. Bununla birlikte, ko-inkubasyon en sık kullanılan ve daha fazla transfeksiyon ajanları 6 ilavesiyle, örneğin optimize edilebilir. Gerçek hücre etiketleme protokol, hücre tipine bağlı olacaktır. Sadece anahtar etiketleme adımları burad...

Vivo hücre izleme hücresel tedavilerin 1 optimizasyonu ve izlenmesi için gereklidir. Nedeniyle invaziv olmayan doğası, görüntüleme in vivo hücreleri izlemek için mükemmel fırsatlar sunuyor. Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) iyonizan radyasyon bağımsız ve üstün bir görüntü çözünürlüğü ve içsel yumuşak doku kontrast sağlar. MR-esaslı hücre izleme zaten melanom hastalarında 2 dendritik hücreler takip klinik olarak kullanılmıştır. Klasik klinik MRI dokularda mobil su içinde mevcut olan 1 H çekirdeği üzerinde gerçekleştirilir. Bu, örneğin 13 ° C, 19 23, F ve Na gibi diğer aktif çekirdekler, MRG gerçekleştirmek de mümkündür. Ancak, yalnızca 19 F MRI o 1 H. sonra en yüksek hassasiyeti sunuyor in vivo hücre izleme başarıyla uygulandı Dokularda tespit endojen MR-19 F olmaması için yüksek sinyal seçiciliğe izin verireksojen 19 F kontrast maddelerin tespiti ve olanak görüntü verileri doğrudan flor konsantrasyon ölçümü. 19 F MR ayrıntılı bir tartışma için, 3-5 bakın. 19 F MR ile önemli bir sorun birkaç etiketler modelli ajanları 6 yönünde bir eğilim ile, geliştirilmiş olmasına rağmen, uygun 19 F hücre etiketleri geliştirmek ve optimize etmek için ihtiyaçtır. Biz burada açıklamak protokol 10,11 izleme vivo niceliksel 19 F MR tabanlı hücre açıklanan ilk makalelerinde dahil olmak üzere grupları 7-9, tarafından yapılan çalışmalara dayanmaktadır. 19 F MRI kullanılarak hücre izleme genel prosedür, Şekil 1 &#39;de özetlenmiştir. Biz ısmarlama bir perflüorokarbon kontrast madde 8 kullanarak dendritik hücreler (DC) etiketleme ve görüntüleme için genel bir protokol açıklar. Görüntüleme protokol hücre tipleri, etiketler ve başka hayvan modelleri genel olarak uygulanabilir.Burada anlatılan hücre tipi ve hayvan modeli sadece bir örnek olarak alınmalı ve böylece hücre izolasyonu ve etiketleme ile ilgili ayrıntıları değil, görüntüleme protokolü odaklanmak değil. Değişiklikler, her etiket, hücre tipi, hayvan modeli ve görüntüleme kurulumu için gerekli olacaktır ve bu literatürde bulunabilir veya araştırmacılar tarafından optimize edilmesi gerekebilir. Bazı yaygın modifikasyonlar tartışma dahildir.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>REAGENTS</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>PBS</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>MFCD00131855</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>TFA</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>76-05-1 </td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Ketamine (Ketavet)</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td>778-551</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Xylazine (Rompun)</td>
			<td>Bayer</td>
			<td>QN05 cm92</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Ophtosan </td>
			<td>Produlab Pharma</td>
			<td>2702</td>
			<td>eye ointment</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Material name </td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>MRI scanner</td>
			<td>Bruker Biospec</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>NMR spectrometer</td>
			<td>Bruker Biospec</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

in vivo 19f mri for cell tracking

19, in vivo olarak F MRI iyonlaştırıcı radyasyon kullanılmadan niceliksel hücre izleme sağlar. Bu insanlara uygulanabilen bir invazif olmayan bir tekniktir. Burada, biz cep etiketleme, görüntüleme ve görüntü işleme için genel bir protokol açıklar. Burada kemirgen bağışıklık hücrelerini izleme için tipik bir fare modeli üzerinde durulacak, ancak bu teknik, hücre tipleri ve çeşitli hayvan modelleri için de geçerlidir. Bu tüm modeller alakalı olarak hücre etiketleme için en önemli sorunlar, tarif edilmiştir. Ayrıntılar MRI sistemi ve bireysel özelliklerine bağlı olarak değişir, ancak Benzer bir şekilde, önemli bir görüntüleme parametreleri listelenmiştir. Son olarak, miktar tayini için bir görüntü işleme protokolü bulunmaktadır. Bu için Çeşitlemeler, ve diğer protokol kısımları, Tartışma bölümünde değerlendirilir. Burada açıklanan detaylar prosedüre göre, kullanıcı her özel hücre tipi, hücre etiket, hayvan modeli ve görüntüleme kurulum için protokol uyarlamak gerekir. Not potokol da sürece klinik sınırlamaları karşılandığı gibi, insan kullanımı için uyarlanabilir.

Burada bir lenf düğümüne güdümlü 19F-işaretli hücrelerin transferini içeren bir protokol için tipik sonuçları gösterir. Şekil 2, bir TFA referans kullanarak 10 6 etiketli hücre 19F NMR spektrumunu göstermektedir. Protokolü (Şekil 3) &#39;de tarif edildiği gibi görüntü ayar gerçekleştirilmiştir. In vivo görüntüleme için, fare ayakları arasına yerleştirilen hücreler için kullanılan aynı etiketin sızdırmaz şe...

Watch this Scientific Journal Video about In vivo 19F MRI for Cell Tracking at JoVE.com

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

Ex vivo olarak etiketlenmiş hücreler ile bir fare modelinde, MRI kullanılarak in vivo hücre takibi için genel bir protokol açıklar. Hücre etiketleme, görüntü alma ve işleme ölçümü için tipik bir protokol dahildir.

Hücre Takip için vivo 19 F MRG

In vivo 19F MRI allows quantitative cell tracking without the use of ionizing radiation. It is a noninvasive technique that can be applied to humans. ...

Research

JoVE Journal

Medicine

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

14.6K Görüntüleme.  Radboud University Medical Center.  Ex vivo olarak etiketlenmiş hücreler ile bir fare modelinde, MRI kullanılarak in vivo hücre takibi için genel bir protokol açıklar. Hücre etiketleme, görüntü alma ve işleme ölçümü için tipik bir protokol dahildir. 

Video: In vivo 19F MRI for Cell Tracking

Sequential In vivo Imaging of Osteogenic Stem/Progenitor Cells During Fracture Repair

Bone turns over continuously and is highly regenerative following injury. Osteogenic stem/progenitor cells have long been hypothesized to exist, but in vivo demonstration of such cells has only recently been attained. Here, in vivo imaging techniques to investigate the role of endogenous osteogenic stem/progenitor cells (OSPCs) and their progeny in bone repair are provided. Using osteo-lineage cell tracing models and intravital imaging of induced microfractures in calvarial bone, OSPCs can be directly observed during the first few days after injury, in which critical events in the early repair process occur. Injury sites can be sequentially imaged revealing that OSPCs relocate to the injury, increase in number and differentiate into bone forming osteoblasts. These methods offer a means of investigating the role of stem cell-intrinsic and extrinsic molecular regulators for bone regeneration and repair.

Sequential In vivo Imaging of Osteogenic Stem/Progenitor Cells During Fracture Repair

Quantitative measurement of bone progenitor function in fracture healing requires high resolution serial imaging technology. Here, protocols are provided for using intravital microscopy and osteo-lineage tracking to sequentially image and quantify the migration, proliferation and differentiation of endogenous osteogenic stem/progenitor cells in the process of repairing bone fracture.

Ardışık<em&gt; In vivo</em&gt; Kırık Onarım sırasında Osteojenik Kök / Progenitör Hücrelerinin Görüntüleme

Bone turns over continuously and is highly regenerative following injury. Osteogenic stem/progenitor cells have long been hypothesized to exist, but in ...

Tıp

Candida albicans Biofilm Development on Medically-relevant Foreign Bodies in a Mouse Subcutaneous Model Followed by Bioluminescence Imaging

Candida albicans biofilm development on biotic and/or abiotic surfaces represents a specific threat for hospitalized patients. So far, C. albicans biofilms have been studied predominantly in vitro but there is a crucial need for better understanding of this dynamic process under in vivo conditions. We developed an in vivo subcutaneous rat model to study C. albicans biofilm formation. In our model, multiple (up to 9) Candida-infected devices are implanted to the back part of the animal. This gives us a major advantage over the central venous catheter model system as it allows us to study several independent biofilms in one animal. Recently, we adapted this model to study C. albicans biofilm development in BALB/c mice. In this model, mature C. albicans biofilms develop within 48 hr and demonstrate the typical three-dimensional biofilm architecture. The quantification of fungal biofilm is traditionally analyzed post mortem and requires host sacrifice. Because this requires the use of many animals to perform kinetic studies, we applied non-invasive bioluminescence imaging (BLI) to longitudinally follow up in vivo mature C. albicans biofilms developing in our subcutaneous model. C. albicans cells were engineered to express the Gaussia princeps luciferase gene (gLuc) attached to the cell wall. The bioluminescence signal is produced by the luciferase that converts the added substrate coelenterazine into light that can be measured. The BLI signal resembled cell counts obtained from explanted catheters. Non-invasive imaging for quantifying in vivo biofilm formation provides immediate applications for the screening and validation of antifungal drugs under in vivo conditions, as well as for studies based on host-pathogen interactions, hereby contributing to a better understanding of the pathogenesis of catheter-associated infections.

Candida albicans Biofilm Development on Medically-relevant Foreign Bodies in a Mouse Subcutaneous Model Followed by Bioluminescence Imaging

We present an experimental procedure of Candida albicans biofilm development in a mouse subcutaneous model. Fungal biofilms were quantified by determining the number of colony forming units and by a non-invasive bioluminescence imaging, where the amount of light that is produced corresponds with the number of viable cells.

Biyoparlaklık Görüntüleme Ardından Fare Subkutan Modeli Tıbben-ilgili yabancı Organları Candida albicans Biyofilm Geliştirme

Candida albicans biofilm development on biotic and/or abiotic surfaces represents a specific threat for hospitalized patients. So far, C. albicans ...

In Vivo Imaging and Tracking of Technetium-99m Labeled Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells in Equine Tendinopathy

Recent advances in the application of bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSC) for the treatment of tendon and ligament injuries in the horse suggest improved outcome measures in both experimental and clinical studies. Although the BMMSC are implanted into the tendon lesion in large numbers (usually 10 - 20 million cells), only a relatively small number survive (&#60;10%) although these can persist for up to 5 months after implantation. This appears to be a common observation in other species where BMMSC have been implanted into other tissues and it is important to understand when this loss occurs, how many survive the initial implantation process and whether the cells are cleared into other organs. Tracking the fate of the cells can be achieved by radiolabeling the BMMSC prior to implantation which allows non-invasive in vivo imaging of cell location and quantification of cell numbers.
This protocol describes a cell labeling procedure that uses Technetium-99m (Tc-99m), and tracking of these cells following implantation into injured flexor tendons in horses. Tc-99m is a short-lived (t1/2 of 6.01 hr) isotope that emits gamma rays and can be internalized by cells in the presence of the lipophilic compound hexamethylpropyleneamine oxime (HMPAO). These properties make it ideal for use in nuclear medicine clinics for the diagnosis of many different diseases. The fate of the labeled cells can be followed in the short term (up to 36 hr) by gamma scintigraphy to quantify both the number of cells retained in the lesion and distribution of the cells into lungs, thyroid and other organs. This technique is adapted from the labeling of blood leukocytes and could be utilized to image implanted BMMSC in other organs.

In Vivo Imaging and Tracking of Technetium-99m Labeled Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells in Equine Tendinopathy

This protocol describes the radiolabeling of equine mesenchymal stem cells and their implantation into tendon injuries in the horse in order to determine cell survival and tissue distribution using gamma scintigraphy.

Atçılık tendinopatisinde Kemik İliği Mezenkimal Kök Hücreler Etiketli Teknesyum- 99m Vivo Görüntüleme ve Takip

Recent advances in the application of bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSC) for the treatment of tendon and ligament injuries in the horse suggest ...

Use of Ultra-high Field MRI in Small Rodent Models of Polycystic Kidney Disease for In Vivo Phenotyping and Drug Monitoring

Several in vivo pre-clinical studies in Polycystic Kidney Disease (PKD) utilize orthologous rodent models to identify and study the genetic and molecular mechanisms responsible for the disease, and are very convenient for rapid drug screening and testing of promising therapies. A limiting factor in these studies is often the lack of efficient non-invasive methods for sequentially analyzing the anatomical and functional changes in the kidney. Magnetic resonance imaging (MRI) is the current gold standard imaging technique to follow autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD) patients, providing excellent soft tissue contrast and anatomic detail and allowing Total Kidney Volume (TKV) measurements.A major advantage of MRI in rodent models of PKD is the possibility for in vivo imaging allowing for longitudinal studies that use the same animal and therefore reducing the total number of animals required. In this manuscript, we will focus on using Ultra-high field (UHF) MRI to non-invasively acquire in vivo images of rodent models for PKD. The main goal of this work is to introduce the use of MRI as a tool for in vivo phenotypical characterization and drug monitoring in rodent models for PKD.

Use of Ultra-high Field MRI in Small Rodent Models of Polycystic Kidney Disease for In Vivo Phenotyping and Drug Monitoring

The use of ultra-high field MRI as a non-invasive way to obtain phenotypic information of rodent models for polycystic kidney disease and to monitor interventions is described. Compared with the traditional histological approach, MRI images can be acquired in vivo, allowing for longitudinal follow-up.

Için Polikistik Böbrek Hastalığında Küçük Kemirgen modelleri Ultra yüksek Saha MRI Kullanımı<em&gt; In Vivo</em&gt; Fenotiplendirme ve İlaç İzleme

Several in vivo pre-clinical studies in Polycystic Kidney Disease (PKD) utilize orthologous rodent models to identify and study the genetic and molecular ...

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.

İnsan Tümör ksenogratflarının gelen Fare Hücrelerinin tükenmesi Anlamlı Hedef Hücre Alt Analizi geliştirir

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 Tracking of Edema Development and Microvascular Pathology in a Model of Experimental Cerebral Malaria Using Magnetic Resonance Imaging

Cerebral malaria is a sign of severe malarial disease and is often a harbinger of death. While aggressive management can be life-saving, the detection of cerebral malaria can be difficult. We present an experimental mouse model of cerebral malaria that shares multiple features of the human disease, including edema and microvascular pathology. Using magnetic resonance imaging (MRI), we can detect and track the blood-brain barrier disruption, edema development, and subsequent brain swelling. We describe multiple MRI techniques that can visualize these pertinent pathological changes. Thus, we show that MRI represents a valuable tool to visualize and track pathological changes, such as edema, brain swelling, and microvascular pathology, in vivo.

In Vivo Tracking of Edema Development and Microvascular Pathology in a Model of Experimental Cerebral Malaria Using Magnetic Resonance Imaging

We describe a mouse model of experimental cerebral malaria and show how inflammatory and microvascular pathology can be tracked in vivo using magnetic resonance imaging.

Manyetik Rezonans Görüntüleme Kullanarak Deneysel Serebral Sıtma Bir Modelinde Ödem Gelişimi ve Mikrovasküler Patolojinin İn Vivo Takibi

Cerebral malaria is a sign of severe malarial disease and is often a harbinger of death. While aggressive management can be life-saving, the detection of ...

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

Endochondral fracture healing is a complex process involving the development of fibrous, cartilaginous, and osseous tissue in the fracture callus. The amount of the different tissues in the callus provides important information on the fracture healing progress. Available in vivo techniques to longitudinally monitor the callus tissue development in preclinical fracture-healing studies using small animals include digital radiography and &#181;CT imaging. However, both techniques are only able to distinguish between mineralized and non-mineralized tissue. Consequently, it is impossible to discriminate cartilage from fibrous tissue. In contrast, magnetic resonance imaging (MRI) visualizes anatomical structures based on their water content and might therefore be able to noninvasively identify soft tissue and cartilage in the fracture callus. Here, we report the use of an MRI-compatible external fixator for the mouse femur to allow MRI scans during bone regeneration in mice. The experiments demonstrated that the fixator and a custom-made mounting device allow repetitive MRI scans, thus enabling longitudinal analysis of fracture-callus tissue development.

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

The evaluation of tissue development in the fracture callus during endochondral bone healing is essential to monitor the healing process. Here, we report the use of a magnetic resonance imaging (MRI)-compatible external fixator for the mouse femur to allow MRI scans during bone regeneration in mice.

Vivo Fare uyluk için bir MRI uyumlu Osteosentez aygıtı kullanma farelerde kemik iyileşme sırasında kırık Kallus gelişimi değerlendirme

Endochondral fracture healing is a complex process involving the development of fibrous, cartilaginous, and osseous tissue in the fracture callus. The ...

Whole-brain Segmentation and Change-point Analysis of Anatomical Brain MRI&#8212;Application in Premanifest Huntington's Disease

Recent advances in MRI offer a variety of useful markers to identify neurodegenerative diseases. In Huntington&#39;s disease (HD), regional brain atrophy begins many years prior to the motor onset (during the &#34;premanifest&#34; period), but the spatiotemporal pattern of regional atrophy across the brain has not been fully characterized. Here we demonstrate an online cloud-computing platform, &#34;MRICloud&#34;, which provides atlas-based whole-brain segmentation of T1-weighted images at multiple granularity levels, and thereby, enables us to access the regional features of brain anatomy. We then describe a regression model that detects statistically significant inflection points, at which regional brain atrophy starts to be noticeable, i.e. the &#34;change-point&#34;, with respect to a disease progression index. We used the CAG-age product (CAP) score to index the disease progression in HD patients. Change-point analysis of the volumetric measurements from the segmentation pipeline, therefore, provides important information of the order and pattern of structural atrophy across the brain. The paper illustrates the use of these techniques on T1-weighted MRI data of premanifest HD subjects from a large multicenter PREDICT-HD study. This design potentially has wide applications in a range of neurodegenerative diseases to investigate the dynamic changes of brain anatomy.

Whole-brain Segmentation and Change-point Analysis of Anatomical Brain MRI&amp;#8212;Application in Premanifest Huntington&#039;s Disease

This paper describes a statistical model for volumetric MRI data analysis, which identifies the &#34;change-point&#34; when brain atrophy begins in premanifest Huntington&#39;s disease. Whole-brain mapping of the change-points is achieved based on brain volumes obtained using an atlas-based segmentation pipeline of T1-weighted images.

Bütün beyin segmentasyon ve değişim noktası analizi anatomik beyin MR'ı — uygulama Premanifest Huntington hastalığı

Recent advances in MRI offer a variety of useful markers to identify neurodegenerative diseases. In Huntington&#39;s disease (HD), regional brain atrophy ...

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.

Nicel [18F]-Facetogenic alçak sırt ağrısı olan bir hastada dinamik kemik cirosunun değerlendirilmesi Için NAF-Pet-MRI Analizi

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

An Ex Vivo Tissue Culture Model for Fibrovascular Complications in Proliferative Diabetic Retinopathy

Diabetic retinopathy (DR) is the most common microvascular complication of diabetes and one of the leading causes of blindness in working-age adults. No current animal models of diabetes and oxygen-induced retinopathy develop the full-range progressive changes manifested in human proliferative diabetic retinopathy (PDR). Therefore, understanding of the disease pathogenesis and pathophysiology has relied largely on the use of histological sections and vitreous samples in approaches that only provide steady-state information on the involved pathogenic factors. Increasing evidence indicates that dynamic cell-cell and cell-extracellular matrix (ECM) interactions in the context of three-dimensional (3D) microenvironments are essential for the mechanistic and functional studies towards the development of new treatment strategies. Therefore, we hypothesized that the pathological fibrovascular tissue surgically excised from eyes with PDR could be utilized to reliably unravel the cellular and molecular mechanisms of this devastating disease and to test the potential for novel clinical interventions. Towards this end, we developed a novel method for 3D ex vivo culture of surgically-excised patient-derived fibrovascular tissue (FT), which will serve as a relevant model of human PDR pathophysiology. The FTs are dissected into explants and embedded in fibrin matrix for ex vivo culture and 3D characterization. Whole-mount immunofluorescence of the native FTs and end-point cultures allows thorough investigation of tissue composition and multicellular processes, highlighting the importance of 3D tissue-level characterization for uncovering relevant features of PDR pathophysiology. This model will allow the simultaneous assessment of molecular mechanisms, cellular/tissue processes and treatment responses in the complex context of dynamic biochemical and physical interactions within the PDR tissue architecture and microenvironment. Since this model recapitulates PDR pathophysiology, it will also be amenable for testing or developing new treatments.

Here, we present a protocol to study the pathophysiology of proliferative diabetic retinopathy by using patient-derived, surgically-excised, fibrovascular tissues for three-dimensional native tissue characterization and ex vivo culture. This ex vivo culture model is also amenable for testing or developing new treatments.

Bir Ex Vivo doku kültürü modeli Fibrovascular komplikasyon proliferatif diyabetik retinopati

Diabetic retinopathy (DR) is the most common microvascular complication of diabetes and one of the leading causes of blindness in working-age adults. No ...