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

Forfatterne ønsker å takke Laura Diaz, Kevin Phillips, Willa A. Hsueh, og kong C. Li for sine nyttig kommentarer og teknisk støtte i å utvikle denne metoden.

1. Animal Forberedelse og kuldebehandling <ol><li> Finn og inspisere en 4 ° C kaldt rom som er godkjent for imøtekommende laboratoriet mus. </li><li> Pre-chill dyr merdene natten i kjølerommet. Merdene er montert uten fôr og strø, men med en flaske med vann. </li><li> I morgen av den eksperimentelle dag, sted mus én etter én i hver av de pre-kjølt merdene på 30 min intervaller. Hver enkeltvis bur mus bør bo i kjølerommet for nesten 4 timer før den transporteres til bildebehandling lab. Sikre musene er fast...

<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>

I denne studien en micro-PET/CT-based avbildningsmetode er utviklet for å detektere BAT aktiviteter i voksne mus som bare krever en kuldebehandling og en injeksjon av kommersielt tilgjengelig 18 F-FDG. Hele prosedyren kan gjøres på en dag etter en behandling og avbildning sekvens som starter hver 30 minutter inntil alle dyrene behandles og avbildes. Under de eksperimentelle betingelser som er skissert, kan et totalt 10 mus (eller 2 grupper av 5 mus) testes på samme dag med en enkelt avbildning system. Beg...

<table border="1"><tbody><tr><td> Navnet på reagensen </td><td> Selskapet </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer (valgfritt) </td></tr><tr><td> Micro-PET/CT Imaging System </td><td> Siemens Medical Solutions USA, Inc. </td><td> Inveon Dedicated PET System og Inveon Multimodalitet CT / SPECT System (forankret) </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 hannmus </td><td> Jackson Laboratory </td><td> 000664 </td><td> 3-4 måneder gammel </td></tr></tbody></table>

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

Brunt fettvev (BAT) skiller seg fra hvitt fettvev (WAT) ved sin diskrete beliggenhet og en brun-rød farge på grunn av rike vascularization og høy tetthet av mitokondrier. BAT spiller en viktig rolle i energiforbruk og ikke-skjelvende termotilblivelsen hos nyfødte pattedyr samt voksne 1. BAT-mediert termotilblivelsen er nøye regulert av det sympatiske nervesystemet, hovedsakelig via β adrenerg reseptor 2, 3. Nyere studier har vist at BAT aktiviteter i voksne mennesker er negativt korrelert med body mass index (BMI) og andre diabetiske parametere 4-6. BAT har dermed blitt foreslått som et potensielt mål for anti-obesity/anti-diabetes terapi med fokus på modulering av energibalansen 6-8. Mens flere kalde utfordring-baserte positronemisjonstomografi (PET) metoder er etablert for å oppdage menneskelige BAT 9-13, det er egentlig ingen standardisert protokoll for bildebehandling og quantification av BAT i små dyremodeller som mus. Her beskriver vi en robust PET / CT bildebehandling metode for funksjonell vurdering av BAT i mus. Kort, var voksen C57BL/6J mus kaldt behandlet i fastende tilstand for en varighet på 4 timer før de fikk en dose av 18 F-fluorodeoxyglucose (FDG). Musene ble holdt i kulden i en ytterligere time etter FDG injeksjon og deretter skannes med et lite dyr-dedikert micro-PET/CT system. De oppkjøpte PET bildene var co-registrert med CT-bilder for anatomiske referanser og analysert for FDG opptak i interscapular BAT-området for å presentere BAT aktivitet. Denne standardiserte kald-behandling og avbildning protokollen er validert gjennom testing BAT aktiviteter under farmakologiske intervensjoner, for eksempel den undertrykte BAT aktivering ved behandling av β-adrenoreseptorantagonistaktivitet propranolol 14, 15, eller den forbedrede BAT aktivering ved β3 agonist BRL37344 16. Metoden described her kan brukes til skjermen for narkotika / forbindelser som modulerer BAT aktivitet, eller for å identifisere gener / trasé som er involvert i BAT utvikling og regulering i ulike prekliniske og grunnleggende studier.

Et eksempel på micro-PET/CT avbildning av mus BAT er vist i Figur 1. Mens CT avbildning gir anatomisk informasjon, koder PET imaging fordelingen og mengden av 18 F-FDG opptak i hele kroppen. Disse imaging data kan sees separat (1A og 1B), smeltet (1C), eller demonstrert med en 3D-funksjonen som maksimal intensitet projeksjon (MIP, 1D). Med hjelp av en 3D avbildning verktøy, et volum av interesse (VOI), her den interscapular BAT regionen (angitt ved piler i figur 1), blir tr...

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

Fremgangsmåte av funksjonell avbildning av mus brunt fettvev (BAT) er beskrevet hvori kald-stimulert opptak av 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) i BAT er ikke-invasiv vurderes med en standardisert micro-PET/CT protokoll. Denne metoden er robust og følsom å oppdage forskjeller i BAT aktiviteter i musemodeller.

Funksjonell Imaging av brunt fett i Mus med 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

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

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

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

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

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

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

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

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

Kartlegging av ettervirkninger av Theta Burst Stimulering på Human auditiv cortex med Funksjonell Imaging

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

Fotodiodebasert optisk bildebehandling for opptak av nettverksdynamikk med enkel nevronoppløsning i ikke-transgene hvirvelløse dyr

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