Name: functional imaging of brown fat in mice with 18f-fdg micro-pet/ct
Uploaded: 2012-11-23T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Functional Imaging of Brown Fat in Mice with 18F-FDG micro-PET/CT at JoVE.com

De auteurs willen graag Laura Diaz, Kevin Phillips, Willa A. Hsueh, en King C. Li bedanken voor hun nuttige opmerkingen en technische ondersteuning bij de ontwikkeling van deze methode.

1. Animal Voorbereiding en Cold Treatment <ol><li> Zoek en inspecteren van een 4 ° C koud kamer die is goedgekeurd voor het onderbrengen van laboratorium muizen. </li><li> Pre-chill dierenkooien nacht in de koude kamer. De kooien worden geassembleerd zonder voeder en strooisel, maar met een fles water. </li><li> In de ochtend van de experimentele dag plaats muizen een voor een in elk van de voorgekoeld kooien op 30 min intervallen. Elk afzonderlijk gekooide muis moet blijven in de koude kamer voor bijna 4 uur voordat...

<ol>
	<li>Cypess, A. M., Kahn, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+and+importance+of+brown+adipose+tissue+in+energy+homeostasis.">The role and importance of brown adipose tissue in energy homeostasis.</a> Curr. Opin. Pediatr. 22, 478-484 (2010).</li><li>Cannon, B., Nedergaard, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brown+adipose+tissue:+function+and+physiological+significance.">Brown adipose tissue: function and physiological significance.</a> Physiol. Rev. 84, 277-359 (2004).</li><li>Collins, S., Surwit, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+beta-adrenergic+receptors+and+the+control+of+adipose+tissue+metabolism+and+thermogenesis.">The beta-adrenergic receptors and the control of adipose tissue metabolism and thermogenesis.</a> Recent Prog. Horm. Res. 56, 309-328 (2001).</li><li>Ouellet, 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=Outdoor+temperature,+age,+sex,+body+mass+index,+and+diabetic+status+determine+the+prevalence,+mass,+and+glucose-uptake+activity+of+18F-FDG-detected+BAT+in+humans.">Outdoor temperature, age, sex, body mass index, and diabetic status determine the prevalence, mass, and glucose-uptake activity of 18F-FDG-detected BAT in humans.</a> J. Clin. Endocrinol. Metab. 96, 1115-1125 (2011).</li><li>Cypess, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+and+importance+of+brown+adipose+tissue+in+adult+humans.">Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans.</a> N. Engl. J. Med. 360, 1509-1517 (2009).</li><li>Fruhbeck, G., Becerril, S., Sainz, N., Garrastachu, P., Garcia-Velloso, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BAT:+a+new+target+for+human+obesity.">BAT: a new target for human obesity.</a> Trends Pharmacol. Sci. 30, 387-396 (2009).</li><li>Cypess, A. M., Kahn, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brown+fat+as+a+therapy+for+obesity+and+diabetes.">Brown fat as a therapy for obesity and diabetes.</a> Curr. Opin. Endocrinol. Diabetes Obes. 17, 143-149 (2010).</li><li>Virtanen, K. A., 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+brown+adipose+tissue+in+healthy+adults.">Functional brown adipose tissue in healthy adults.</a> N. Engl. J. Med. 360, 1518-1525 (2009).</li><li>van Marken Lichtenbelt, W. D., 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=Cold-activated+brown+adipose+tissue+in+healthy+men.">Cold-activated brown adipose tissue in healthy men.</a> N. Engl. J. Med. 360, 1500-1508 (2009).</li><li>Cohade, C., Mourtzikos, K. A., Wahl, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term="USA-Fat":+prevalence+is+related+to+ambient+outdoor+temperature-evaluation+with+18F-FDG+PET/CT.">"USA-Fat": prevalence is related to ambient outdoor temperature-evaluation with 18F-FDG PET/CT.</a> J. Nucl. Med. 44, 1267-1270 (2003).</li><li>Garcia, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduction+of+brown+fat+2-deoxy-2-[F-18]fluoro-D-glucose+uptake+by+controlling+environmental+temperature+prior+to+positron+emission+tomography+scan.">Reduction of brown fat 2-deoxy-2-[F-18]fluoro-D-glucose uptake by controlling environmental temperature prior to positron emission tomography scan.</a> Mol. Imaging Biol. 8, 24-29 (2006).</li><li>Saito, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+incidence+of+metabolically+active+brown+adipose+tissue+in+healthy+adult+humans:+effects+of+cold+exposure+and+adiposity.">High incidence of metabolically active brown adipose tissue in healthy adult humans: effects of cold exposure and adiposity.</a> Diabetes. 58, 1526-1531 (2009).</li><li>Agrawal, A., Nair, N., Baghel, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+approach+for+reduction+of+brown+fat+uptake+on+FDG+PET.">A novel approach for reduction of brown fat uptake on FDG PET.</a> Br. J. Radiol. 82, 626-631 (2009).</li><li>Soderlund, V., Larsson, S. A., Jacobsson, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduction+of+FDG+uptake+in+brown+adipose+tissue+in+clinical+patients+by+a+single+dose+of+propranolol.">Reduction of FDG uptake in brown adipose tissue in clinical patients by a single dose of propranolol.</a> Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 34, 1018-1022 (2007).</li><li>Zhao, J., Cannon, B., Nedergaard, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermogenesis+is+beta3-+but+not+beta1-adrenergically+mediated+in+rat+brown+fat+cells,+even+after+cold+acclimation.">Thermogenesis is beta3- but not beta1-adrenergically mediated in rat brown fat cells, even after cold acclimation.</a> Am. J. Physiol. 275, 2002-2011 (1998).</li><li>Rowland, D. J., Garbow, J. R., Laforest, R., Snyder, A. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Registration+of+[18F]FDG+microPET+and+small-animal+MRI.">Registration of [18F]FDG microPET and small-animal MRI.</a> Nucl. Med. Biol. 32, 567-5672 (2005).</li></ol>

In deze studie micro-PET/CT-based imaging methode ontwikkeld voor het detecteren BAT activiteiten in volwassen muizen slechts sprake is van een koudebehandeling en een injectie in de handel verkrijgbare F-18 FDG. De gehele procedure kan op een dag na een behandeling en imaging sequentie die elke 30 minuten begint tot alle dieren behandeld en afgebeeld. Onder de beschreven experimentele condities, kunnen in totaal 10 muizen (of 2 groepen van 5 muizen) worden getest op dezelfde dag met een beeldvormingssysteem....

<table border="1"><tbody><tr><td> Naam van het reagens </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogusnummer </td><td> Opmerkingen (optioneel) </td></tr><tr><td> Micro-PET/CT Imaging System </td><td> Siemens Medical Solutions USA, Inc </td><td> Inveon Dedicated PET-systeem en Inveon Multimodaliteit CT / SPECT-systeem (gekoppeld) </td><td></td></tr><tr><td> Propranolol </td><td> Sigma </td><td> P0884 </td><td></td></tr><tr><td> BRL 37344 </td><td> Sigma </td><td> B169 </td><td></td></tr><tr><td> 18 F-FDG </td><td> Cyclotope Inc </td><td></td><td></td></tr><tr><td> C57BL/6J mannelijke muizen </td><td> Jackson Laboratory </td><td> 000664 </td><td> 3-4 maanden oud </td></tr></tbody></table>

functional imaging of brown fat in mice with 18f-fdg micro-pet/ct

Bruin vetweefsel (BAT) verschilt van wit vetweefsel (WAT) door zijn discrete locatie en een bruin-rode kleur te wijten aan een rijke vascularisatie en hoge dichtheid van mitochondriën. BAT speelt een belangrijke rol in energieverbruik en non-rillen thermogenese in pasgeboren zoogdieren en volwassenen 1. BAT-gemedieerde thermogenese is sterk gereguleerd door het sympathische zenuwstelsel, voornamelijk door middel van β-adrenerge receptor 2, 3. Recente studies hebben aangetoond dat de BBT-activiteiten bij volwassen mensen negatief gecorreleerd zijn met een body mass index (BMI) en andere diabetische parameters 4-6. BAT is dus voorgesteld als een potentieel doelwit voor therapie gericht op anti-obesity/anti-diabetes modulatie van de energiebalans 6-8. Hoewel verscheidene kou challenge-based positron emissie tomografie (PET) werkwijzen worden vastgesteld voor het detecteren van menselijke BAT 9-13, nagenoeg geen gestandaardiseerd protocol voor beeldvorming en quantificatie van BBT in kleine diermodellen zoals muizen. Hier beschrijven we een robuuste PET / CT beeldvorming werkwijze voor functionele beoordeling van BAT in muizen. In het kort, volwassen C57BL/6J-muizen waren koud behandeld in nuchtere toestand voor een periode van 4 uur voordat ze kregen een dosis van 18 F-Fluorodeoxyglucose (FDG). De muizen werden bleven in de kou voor een extra uur na FDG injectie, en vervolgens gescand met een klein dier-dedicated micro-PET/CT systeem. De verworven PET-beelden waren samen ingeschreven bij de CT-beelden voor anatomische referenties en geanalyseerd op FDG-opname in de interscapular BAT gebied BAT activiteit te presenteren. Deze gestandaardiseerde koude-behandeling en beeldvorming protocol werd gevalideerd door het testen BAT activiteiten in farmacologische interventies, bijvoorbeeld de activatie onderdrukt BAT door de behandeling van β-adrenerge antagonist propranolol 14, 15, of de verbeterde BAT activering door β3 agonist BRL37344 16. Werkwijze described hier kan worden toegepast voor het screenen op geneesmiddelen / verbindingen die BAT moduleren, of genen / routes die betrokken zijn bij ontwikkeling en regulering BAT in verschillende preklinische en basisonderzoek identificeren.

Een voorbeeld van micro-PET/CT beeldvorming van muis BAT wordt getoond in Figuur 1. Terwijl de CT-beeldvorming biedt anatomische informatie, de PET-beeldvorming codeert de verdeling en de hoeveelheid van 18 F-FDG-opname door het hele lichaam. Deze beeldgegevens kunnen afzonderlijk worden bekeken (1A en 1B), gefuseerd (1C), of gedemonstreerd met een 3D-functie, zoals maximale intensiteit projectie (MIP, 1D). Met behulp van een 3D modaliteit een volume van belang (VOI), hier de interscapular BA...

Watch this Scientific Journal Video about Functional Imaging of Brown Fat in Mice with 18F-FDG micro-PET/CT at JoVE.com

Functional Imaging of Brown Fat in Mice with 18F-FDG micro-PET/CT

Werkwijze van functionele beeldvorming van muis bruin vetweefsel (BAT) beschreven waarin koud-gestimuleerde opname van 18F-Fluorodeoxyglucose (FDG) in BAT niet-invasief gemeten met een gestandaardiseerd protocol micro-PET/CT. Deze methode is robuust en gevoelig zijn voor verschillen in BAT activiteiten in muismodellen detecteren.

Functionele Beeldvorming van bruin vet in Muizen met FDG micro-PET/CT

Brown adipose tissue (BAT) differs from white adipose  tissue (WAT) by its discrete location and a brown-red color due to rich  vascularization and high ...

Research

JoVE Journal

Biology

Functional Imaging of Brown Fat in Mice with 18F-FDG micro-PET/CT

Light/dark Transition Test for Mice

Licht / donker Overgang test voor Muizen

Although all of the mouse genome sequences have been determined, we do not yet know the functions of most of these genes. Gene-targeting techniques, ...

Labeling hESCs and hMSCs with Iron Oxide Nanoparticles for Non-Invasive in vivo Tracking with MR Imaging

Etikettering hESC &#39;s en hMSCs met ijzeroxide nanodeeltjes voor niet-invasieve in vivo Tracking met MR Imaging

In recent years, stem cell research has led to a better understanding of developmental biology, various diseases and its potential impact on regenerative ...

Labeling Stem Cells with Fluorescent Dyes for non-invasive Detection with Optical Imaging

Labeling stamcellen met fluorescente kleurstoffen voor niet-invasieve detectie met optische beeldvorming

Optical imaging (OI) is an easy, fast and inexpensive tool for in vivo monitoring of new stem cell based therapies. The technique is based on ex vivo ...

Functional Imaging with Reinforcement, Eyetracking, and Physiological Monitoring

Functionele Beeldvorming met Wapening, Eyetracking, en Fysiologische Monitoring

We use functional brain imaging (fMRI) to study neural circuits that underlie decision-making.  To understand how outcomes affect decision processes, ...

Elevated Plus Maze for Mice

Verhoogd Plus Maze voor muizen

Although the mouse genome is now completely sequenced, the functions of most of the genes expressed in the brain are not known. The influence of a given ...

Assembly, Loading, and Alignment of an Analytical Ultracentrifuge Sample Cell

Montage, laden, en uitlijning van een Analytical Ultracentrifuge Sample Cell

The analytical ultracentrifuge (AUC) is a powerful biophysical tool that allows us to record macromolecular sedimentation profiles during high speed ...

Techniques for Imaging Ca2+ Signaling in Human Sperm

Techniques for Imaging Ca2+ Signaling in Human Sperm

Technieken voor Imaging Ca 2 + Signalering in Human Sperm

Fluorescence microscopy of cells loaded with fluorescent, Ca2+-sensitive dyes is used for measurement of spatial and temporal aspects of Ca2+ signaling in ...

An Alternant Method to the Traditional NASA Hindlimb Unloading Model in Mice

Een Alternant Methode om de traditionele NASA achterbeen Lossen Model in Muizen

The Morey-Holton hindlimb unloading (HU) method is a widely accepted National Aeronautics and Space Administration (NASA) ground-based model for studying ...

Mapping the After-effects of Theta Burst Stimulation on the Human Auditory Cortex with Functional Imaging

Het in kaart brengen van de na-effecten van Theta Burst stimulatie over de menselijke auditieve cortex met Functionele Beeldvorming

Auditory cortex pertains to the processing of sound, which is at the basis of speech or music-related processing1. However, despite considerable recent ...

Photodiode-Based Optical Imaging for Recording Network Dynamics with Single-Neuron Resolution in Non-Transgenic Invertebrates

Op fotodiode gebaseerde optische beeldvorming voor het opnemen van netwerkdynamica met single-neuronresolutie in niet-transgene ongewervelde dieren

The development of transgenic invertebrate preparations in which the activity of specifiable sets of neurons can be recorded and manipulated with light ...