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

Författarna vill tacka Laura Diaz, Kevin Phillips, Willa A. Hsueh, och kung C. Li för deras hjälp synpunkter och teknisk support för att utveckla denna metod.

1. Djurens Förberedelser och kylbehandling <ol><li> Leta upp och inspektera en 4 ° C kallt rum som har godkänts för att ta emot laboratoriemöss. </li><li> Pre-chill djurburar natten i det kalla rummet. Burarna är monterade utan foder och strö men med en flaska vatten. </li><li> På morgonen den experimentella dagen, placera möss en efter en i var och en av de i förväg kylda burar vid 30 minuters intervall. Varje enskilt bur mus bör stanna i kylrummet för nästan 4 timmar innan det transporteras till bildbe...

<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 denna studie en micro-PET/CT-based avbildningsmetod har utvecklats för att upptäcka BAT verksamhet i vuxna möss som helt enkelt kräver en kylbehandling och en injektion av kommersiellt tillgänglig 18 F-FDG. Hela proceduren kan göras på en dag efter en behandling och bildbehandling sekvens som startar varje 30 minuter tills alla djuren behandlas och avbildas. Under de beskrivna försöksbetingelserna, kan totalt 10 möss (eller 2 grupper av 5 möss) testas på samma dag med ett enda bildsystem. Begrä...

<table border="1"><tbody><tr><td> Namnet av reagenset </td><td> Företag </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer (tillval) </td></tr><tr><td> Micro-PET/CT Imaging System </td><td> Siemens Medical Solutions USA, Inc. </td><td> Inveon Dedikerad PET System och Inveon multimodalitet CT / SPECT-system (dockad) </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 hanmöss </td><td> Jackson Laboratory </td><td> 000.664 </td><td> 3-4 månader </td></tr></tbody></table>

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

Brun fettvävnad (BAT) skiljer sig från vit fettvävnad (WAT) genom sin diskret läge och en brun-röd färg på grund rika vaskularisering och hög densitet av mitokondrier. BAT spelar en viktig roll i energiförbrukning och icke-frossa thermogenesis hos nyfödda däggdjur samt vuxna 1. BAT-medierad termogenes är hårt reglerad av det sympatiska nervsystemet, huvudsakligen via β adrenergisk receptor 2, 3. Nyligen genomförda studier har visat att BAT verksamhet i vuxna människor negativt korrelerade med body mass index (BMI) och andra parametrar diabetes 4-6. BAT har därför föreslagits som ett potentiellt mål för anti-obesity/anti-diabetes terapi med fokus på modulering av energibalansen 6-8. Medan flera kalla utmaning-baserade positronemissionstomografi (PET) metoder fastställs för att detektera mänsklig BAT 9-13, egentligen inte finns någon standardiserat protokoll för avbildning och quantifblue av BAT i små djurmodeller såsom möss. Här beskriver vi en robust PET / CT metod för funktionell bedömning av BAT i möss. Kortfattat var vuxna C57BL/6J-möss kall behandlas under fastande betingelser under en varaktighet av 4 timmar innan de fick en dos av 18 F-fluordeoxiglukos (FDG). Mössen förblev i kyla under ytterligare en timme efter FDG injektion och sedan skannas med en liten djur-dedikerad micro-PET/CT systemet. De förvärvade PET-bilderna var tillsammans registrerad hos CT-bilder för anatomiska referenser och analyseras för FDG upptag i interskapulära BAT området för att presentera BAT aktivitet. Denna standardiserade kalla behandling och bildbehandling protokoll har validerats genom testning BAT aktiviteter under farmakologiska interventioner, till exempel undertryckta BAT aktivering genom behandling av β-adrenoceptorantagonist propranolol 14, 15, eller den förbättrade BAT aktivering av β3 agonist BRL37344 16. Metoden described här kan tillämpas för att screena för läkemedel / föreningar som modulerar BAT aktivitet eller för att identifiera gener / vägar som är involverade i BAT utveckling och reglering i olika prekliniska och grundläggande studier.

Ett exempel på micro-PET/CT avbildning av mus BAT visas i figur 1. Medan CT ger anatomisk information, kodar PET avbildning distribution och mängden 18 F-FDG upptag genom hela kroppen. Dessa bilddata kan ses separat (1A och 1B), smält (1C), eller med en 3D-funktionen som maximal intensitet projektion (MIP, 1D). Med hjälp av ett 3D-röntgen verktyg, en volym av intresse (VOI), här interskapulära BAT regionen (indikeras med pilar i figur 1), dras över PET-bilderna och de...

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

Ett förfarande för funktionell avbildning av mus brun fettvävnad (BAT) beskrivs där kall-stimulerad upptagning av 18F-fluordeoxiglukos (FDG) i BAT är icke-invasivt bedömas med ett standardiserat protokoll micro-PET/CT. Denna metod är robust och känsligt för att upptäcka skillnader i BAT aktiviteter i musmodeller.

Funktionell avbildning av brunt fett hos möss 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

Ljus / mörk Transition Test för möss

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

Märkning hESCs och hMSCs med nanopartiklar av järnoxid för icke-invasiv in vivo-spårning med MR

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

Märkning stamceller med fluorescerande färger för icke-invasiv Detection med optisk avbildning

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

Funktionell avbildning med armering, Eyetracking och fysiologiska övervakning

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

Förhöjda Plus Maze för möss

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

Montering, lastning och Uppriktning av en analytisk ultracentrifugen 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

Tekniker för Imaging Ca 2 + Signalering i mänskliga spermier

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

En Alternant metod till den traditionella NASA bakdelen Lossning modell hos möss

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

Kartläggning av efterverkningarna av Theta skurstimuleringen om den mänskliga hörselbarken med funktionella 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

Fotodiodbaserad optisk avbildning för inspelning av nätverksdynamik med en neuronupplösning hos icke-transgena ryggradslösa djur

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