Name: in vivo optical imaging of brain tumors and arthritis using fluorescent sapc-dops nanovesicles
Uploaded: 2014-05-02T14:00:00
Duration: 9 min 4 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Optical Imaging of Brain Tumors and Arthritis Using Fluorescent SapC-DOPS Nanovesicles at JoVE.com

עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי NIH / NCI מענקי מספר 1R01CA158372-01 (לצ&#39;י) ומדינת ניו מפתח סמים הפרויקט גרנט מספר 009ZX09102 -205 (לצ&#39;י). סיוע בכתיבה סופק על ידי ד&quot;ר ג&#39;ודי Racadio, ומומן על ידי המחלקה באוניברסיטה של ​​סינסינטי להמטולוגיה ואונקולוגיה. המעבדה הוואנץ Core הדמיה (VCIL) במכללה לרפואה באוניברסיטה של ​​סינסינטי.

שמירה על אתיקה של שימוש בבעלי חיים. כל המחקרים בבעלי החיים אושרו על ידי הוועדה המוסדית טיפול בבעלי חיים ושימוש באוניברסיטת סינסינטי (מספר IACUC פרוטוקול: 11-05-05-02) וקרן מחקר בית החולים לילדים בסינסינטי (צער בעלי החיים Assurance מספר A3108-01). כל הניסויים מעורבים עכברים בעקבות הנחיות הטיפול בבעלי החיים של אוניברסיטת סינסינטי ובית החולים קרן המחקר של הילדים בסינסינטי. 1. הכן מודלים בבעלי חיים שים לב: שלושה מודלים של בעלי חיים שונים המפורטים להלן שנעשו שימוש במחקרים הקודמים שלנו: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עכבר גידול במוח Orthotopic: השתמש בנקבות עכברי athymic נו / נו כי כבר הזריקו intracranially עם תאי U87-ΔEGFR לוק אנושיים. עכברים אלו לפתח גידול אגרסיבי המציג תכונות אופייניות של גליובלסטומה האנושית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מודלים עכבר גידול במוח מהונדסים גנטי 13: גזע Mut3 (GFAP-cre; Nf1loxP / +; Trp53-/ +) עכברי זכרים עם Trp53loxP/loxP; נקבות PtenloxP / loxP לייצר עכברי Mut6 (GFAP-cre; Nf1loxP / +; Trp53-/loxP; PtenloxP / +). לשמור על עכברי Mut3 במתח B6CBAF1 / י על ידי רבייה עכברי Mut3 גבריים עם עכברי B6CBAF1 הנשי / י. גנוטיפ העכברים בין P9 וP12 ולאשר את גנוטיפים לאחר קצירת הרקמות שלהם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דלקת פרקים / BxN K: עכברים השתמשו C57BL/6J כי כבר מנוהלים intraperitoneally עם 150 סרה μl מעכברי NOD F1 x KRN. עכברים אלו לפתח דלקת מפרקים 24-48 שעות לאחר הזרקת סרה. הדמיה של עכברי דלקת פרקים מתבצעת ביום 7 הבאות ממשל סרה, נקודת זמן שבו עכברי תערוכת דלקת מקרוסקופית גלויה. עכברים צריכים להיות מוערכים באמצעות הקריטריונים שהותוו בשלב הבא. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הערכה של עכברים לדלקת מפרקים שמקרוסקופית באמצעות שיטת ניקוד שיגרון מדד מקרוסקופית כדלקמן: 0 = אין דלקת לגילוי, 1 = נפיחות ו / או אדמומיות של כפה או ספרה אחת, 2 = שני מפרקים מעורבים, 3 = invol שלושה מפרקיםved, ו -4 = דלקת חמורה בכל כף הרגל והספרות. שיטת ניקוד דלקת פרקים משמשת לקביעת מספר המפרקים הפגועים ואת החומרה של דלקת פרקים בכפות העכבר. אפילו עכברים עם דלקת פרקים בציון הגבוה ביותר האפשרי רק לעתים נדירות להראות סימנים של חוסר תנועה. עם זאת, דלקת פרקים הוא 3x/week פיקוח ועכברים בכאב מוגזם (כגון חוסר תנועה חמורה מכפות נפוחות שמעכב מזון וצריכת מים) הם הקריבו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הערה: נוזלים שהוחדרו עירוי לוריד הזנב של עכבר יש לי עקרות נשמרו לאורך כל הניסוי. , מזרקים נקיים, סטרילית וחד פעמי בקבוקונים משמשים להכנת פתרון מחקר ומנהל. </li></ol></li></ol> 2. הכנת nanovesicles SapC-DOPS שכותרתו fluorescently- <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייצור חלבון SapC: חלבון SapC רקומביננטי עם רצף SapC אנושי מדויק הופק בE. תאי coli כפי שתוארו לעיל עם שינויים 4.SapC היה זירז ידי אתנול ואחריו purifications כרומטוגרפיה נוזלית ביצועים גבוהים. לאחר lyophilization, SapC היבש היה בשימוש וריכוזו נקבע לפי המשקל שלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את חלבון SapC כמתואר 7,10,11 בעבר. המיקס DOPS (0.18 מ&quot;ג) וCVM (0.03 מ&quot;ג) בשפופרת זכוכית ולהשתמש בגז חנקן להתאדות ממסים שומנים בדם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף אבקת חלבון SapC (0.32 מ&quot;ג) לתערובת, להשהות את התערובת היבשה ב 1 מיליליטר של PBS חיץ וsonicate אמבט במשך כ 15 דקות כפי שתואר 7,10,11 בעבר. לאחר מכן להעביר את ההשעיה דרך עמודת Sephadex G25 (PD-10) כדי להסיר צבע CVM בחינם. עירור ומקסימום פליטה של המוצר הסופי, nanovesicles SapC-DOPS-CVM כלומר, הם 653 ננומטר ו677 ננומטר, בהתאמה. </li></ol> 3. הדמיה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בגידול במוח ומודלי עכבר דלקת מפרקים (שתואר לעיל בשלב 1) כדי לבדוק את מערכת MAROI. הרדימי עכברים לחולל עם isoflurane 2%. isoflurane 1-2% הוא maintaלעצמה למשך הליך ההדמיה. האוויר חם מועבר ברציפות ובעדינות לחדר ההדמיה למשך הדמיה. חרוז קטן של משחה דמעות מלאכותיות סטרילי מוחל על כל עין של העכבר כך שיכסו ולשמן את העין. הנח עכברים למערכת MARS ידי מיקום העכברים במצב שכיבה עם עמוד השדרה שלהם בתחילה הופנה לכיוון המצלמה (איור 1). כייל את סרט תמיכת ° MARS 380 ומקם את העכבר באמצעות תוכנת הסיבוב בכרטיסיית פרוטוקול ברוקר MI. להשיג תמונות בסיסיות של עכברים לפני מתן SapC-DOPS-CVM באופן מתואר להלן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזרק 200 μl של SapC-DOPS-CVM הווריד לוריד הזנב של העכבר. לנהל לשלוט עכברים ועכברי נושאי גידולים מדלקת פרקים או במוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עכברי תמונה 24 הודעה שעה זריקה ושוב ב7-9 ימים שלאחר הזרקה על ידי לקיחת הקרינה (זמן חשיפה 25 שניות) וקרן ה-X (זמן חשיפה 10 שניות) iהמגים ב10 ° מרווחים מעל במהלך 380 °, יצירת חפיפה קלה כדי להבטיח שאין פערים במערך סיבובי. שימוש בתוכנת ברוקר MI, להרכיב ניאון על גבי תמונות רנטגן ללוקליזציה אנטומיים. </li></ol> 4. ניתוח תמונה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצייר את ההחזר על ההשקעה מלבני המקיפה את הרוחב של שדה ראייה (FOV) של אתר המחלה (גידול ודלקת פרקים). ההחזר על ההשקעה חייבת להיות גדולה מספיק כדי לשמור על תכונת המחלה בתוך FOV כמו המהלכים בבעלי החיים במסגרת סיבוב 380 °. לעכברי גידול במוח (דגמי orthotopic והמהונדסים), השתמש באותה ROI המלבני בכל מודל גידול ושלושה (3) עכברי השליטה בהתאמה שלה לכל נקודות הזמן (תחילת המחקר, 24 שעות, ו 9 ימים). המיקום של ההחזר על ההשקעה מלבנית לכל עכבר נשמר מעל כל נקודות הזמן על ידי ניצול נקודות ציון אנטומיים בתמונות רנטגן המתאימות של כל בעלי חיים. גם ציון הדרך אנטומיים (ים) שזוהה במודל הגידול חייבת להיות בשימוש לPLAלסה&quot;נ ROIs מלבנית זהה על הבקרות המתאימות של כל דגם. ציוני דרך אנטומי זוהו על תמונות רנטגן המאפשרים מיקום החזר על השקעה עקבית כוללים בסיס הגולגולת והחלק האחורי של קשת הזיגומטית. הם דמיינו על ימין ועל שמאל לרוחב גולגולת בתמונה אחורית-קדמי (הרשות הפלסטינית). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר חיסור רקע אוטומטי, לקבוע עוצמת הקרינה ממוצעת לכל תמונה. להמיר את התמונות לקרינת פוטונים / s / 2 מ&quot;מ באמצעות תוכנת הדמיה ברוקר MI. מגרש את ערכי הקרינה כפונקציה של זוויות ההדמיה, ולהחיל כשגיאה מונעת סטיית התקן של ערכי הקרינה הממוצעים שהתקבלו בעכברים שליטה באמצעות Excel או תוכנת גרפים אחרת. </li></ol>

<ol>
	<li>Pizzonia, 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=Multimodality+animal+rotation+imaging+system+(Mars)+for+in+vivo+detection+of+intraperitoneal+tumors.">Multimodality animal rotation imaging system (Mars) for in vivo detection of intraperitoneal tumors.</a> Am J Reprod Immunol. 67, 84-90 (2012).</li><li>Al-Mehdi, A. B., 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=Increased+depth+of+cellular+imaging+in+the+intact+lung+using+far-red+and+near-infrared+fluorescent+probes.">Increased depth of cellular imaging in the intact lung using far-red and near-infrared fluorescent probes.</a> Int J Biomed Imaging. , (2006).</li><li>Gertner-Dardenne, 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=Lipophilic+fluorochrome+trackers+of+membrane+transfers+between+immune+cells.">Lipophilic fluorochrome trackers of membrane transfers between immune cells.</a> Immunol Invest. 36, 665-685 (2007).</li><li>Qi, X., 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+human+saposins+expressed+in+Escherichia+coli.+Evidence+for+binding+and+activation+properties+of+saposins+C+with+acid+beta-glucosidase.">Functional human saposins expressed in Escherichia coli. Evidence for binding and activation properties of saposins C with acid beta-glucosidase.</a> J Biol Chem. 269, 16746-16753 (1994).</li><li>Wang, Y., Grabowski, G. A., Qi, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phospholipid+vesicle+fusion+induced+by+saposin.">Phospholipid vesicle fusion induced by saposin.</a> C. Arch Biochem Biophys. 415, 43-53 (2003).</li><li>Qi, X., Chu, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fusogenic+domain+and+lysines+in+saposin.">Fusogenic domain and lysines in saposin.</a> C. Arch Biochem Biophys. 424, 210-218 (2004).</li><li>Qi, X., 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=Cancer-selective+targeting+and+cytotoxicity+by+liposomal-coupled+lysosomal+saposin+C+protein.">Cancer-selective targeting and cytotoxicity by liposomal-coupled lysosomal saposin C protein.</a> Clin Cancer Res. 15, 5840-5851 (2009).</li><li>Kaimal, 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=Saposin+C+coupled+lipid+nanovesicles+enable+cancer-selective+optical+and+magnetic+resonance+imaging.">Saposin C coupled lipid nanovesicles enable cancer-selective optical and magnetic resonance imaging.</a> Mol Imaging Biol. 13, 886-897 (2011).</li><li>Lu, K., 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=Toll-like+receptor+4+can+recognize+SapC-DOPS+to+stimulate+macrophages+to+express+several+cytokines.">Toll-like receptor 4 can recognize SapC-DOPS to stimulate macrophages to express several cytokines.</a> Inflamm Res. 60, 153-161 (2011).</li><li>Qi, X., 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=Saposin+C+coupled+lipid+nanovesicles+specifically+target+arthritic+mouse+joints+for+optical+imaging+of+disease+severity.">Saposin C coupled lipid nanovesicles specifically target arthritic mouse joints for optical imaging of disease severity.</a> PLoS One. 7, (2012).</li><li>Abu-Baker, S., Chu, Z., Stevens, A. M., Li, J., Qi, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytotoxicity+and+selectivity+in+skin+cancer+by+SapC-DOPS+nanovesicles.">Cytotoxicity and selectivity in skin cancer by SapC-DOPS nanovesicles.</a> Journal of Cancer Therapy. 3, 321-326 (2012).</li><li>Wojton, 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=Systemic+delivery+of+SapC-DOPS+has+antiangiogenic+and+antitumor+effects+against+glioblastoma.">Systemic delivery of SapC-DOPS has antiangiogenic and antitumor effects against glioblastoma.</a> Mol Ther. 21, 1517-1525 (2013).</li><li>Kwon, C. H., 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=Pten+haploinsufficiency+accelerates+formation+of+high-grade+astrocytomas.">Pten haploinsufficiency accelerates formation of high-grade astrocytomas.</a> Cancer Res. 68, 3286-3294 (2008).</li></ol>

אין מה לחשוף.

קביעה מדויקת של המיקום והגודל של גידולים מוצקים ומוקדים דלקתיים בתנאים שגרוניים היא קריטית כדי ליישם את הטיפול הולם ומעקב התקדמות מחלה או למצב של הפוגה. בעוד אסטרטגיות חשובות, נוכחית הדמיה (צילומי רנטגן, MRI, אולטרסאונד, טומוגרפיה ממוחשבת רנטגן) מספקים הערכות לא מלאות של מצב מחלה. לדוגמא, נזק למפרקים בדלקת מפרקים מוערך בדרך כלל על ידי קרני ה-X, המספקת מידע על מבנה עצם, אך לא על דלקת ברקמות רכה והרס, אופייני של המחלה בשלבים מוקדמים. שיטת MAROI מוצגת כאן משלבת את היתרונות של שניהם צילומי רנטגן ושיטות מתוחכמות רכות הדמיה רקמות (לדוגמא MRI או אולטרסאונד) בפלטפורמה משולבת, לא פולשנית ופשוטה שמאפשרת גם למיפוי 3D מלא ושחזור של רקמה או איבר החולה ב בעלי חיים קטנים כמו עכברים. שיטה זו מנצלת את הזיקה סלקטיבית oו SapC-DOPS nanovesicles שאריות phosphatidylserine נחשפו, אשר נמצאות בשפע בקרום של תאים סרטניים או דלקתיים. הקובע של איגוד זה הוא SapC, חלבון lysosomal fusogenic עם זיקה חזקה לפוספוליפידים אניוני כגון phosphatidylserine 7,10,11. כאשר מצומדת לבדיקת ניאון (CVM), הזריק מערכתי SapC-DOPS ניתן לייחס את גידול ואתרים מדלקת פרקים על ידי דימות פלואורסצנטי. מגבלות של השיטה שלנו קשורות לרגישות שלו, שכיום מגבילה את השימוש בה להדמיה של בעלי חיים קטנים כמו עכברים. כמו בשיטות הדמיה אחרות, אות ניאון אופטימלית יחס רעש היא מוגבלת על ידי גודלו של הגידול או המידה של דלקת פרקים, ועלול להיות בסכנה כאשר הדמיה רקמות או איברים עם רקע גבוה (autofluorescence) כגון אוזניים (הדמיה מוחית), מעיים / צואה (הדמיה של בטן) וכפות (הדמיה גפיים אחורית). מבחינה זו, מצאנו כי צבע מרחיק אדום כגון פרו CVMvides טוב יותר הפרדת רפאים ורזולוציה בin vivo ההגדרה מאשר בדיקות ניאון אחרות בטווח הנראה לעין. מלכודות אחרות כוללות תנועה פוטנציאלית של בעלי החיים במהלך הדמיה, הן בזמן (צפידת מוות) בהרדמה ונתיחה שלאחר המוות. מיצוב גפיים האחורי, במיוחד, הוא לעתים קרובות קשה לייצוב כדי למנוע תנועה במהלך סיבוב. במצבו הנוכחי הטכניקה היא גם זמן רב, עם זמני סריקה כל עוד 60 דקות הדרושות כדי להשלים סיבוב מלא ולרכוש תמונות באיכות גבוהות. שיטת MAROI מציגה מספר היתרונות על פני שיטות הדמיה אחרות. יכולת הרקמה חולה תמונה מ38 (או יותר) מזוויות שונות מאפשרת הדמיה של הקרינה שעלולה להיות מעוכבים בעת הערכתו ממטוס אחד; זה הוא בעל ערך במחקרים בבעלי חיים משום שהיא עשויה לעזור לצמצם את מספר השליליים שווא הנובעים מהדמיה בזוויות בלתי הולמות. על ידי overlיינג רנטגן ותמונות הקרינה, לוקליזציה האנטומי מדויקת של האתר החולה ניתן לקבוע. לבסוף, האפשרות של הדמיה חיה (in vivo) מאפשרת למחקרים ארוכי טווח שיש לבצע.

ההדמיה חיה כולה הפכה לכלי רב עוצמה במחקר של physiopathology בעלי החיים. בין מערכות הדמיה הנוכחיות, PRO MS FX מאפשרת לחוקרים שכותרתו (או זורח) תרכובות ו / או רקמות בעכברים חיים, ובו זמנית לקבל תמונות רנטגן במדויק לדמיין fluorescently. עם המערכת הציגה לאחרונה רב מודאלית סיבוב בעלי החיים (MARS) סיבוב מלא ואוטומטי של העכבר מושגת כדי ללכוד הן ניאון / זורח ותמונות רנטגן בזווית ספציפית 1. רכישת תמונה ניתן לתכנת כך שסדרת תמונה רציפה יכולה להיות שנתפסו בזוויות מסוימות, מצטברות קטנות כמו 1 °. זה מאפשר לאדם לזהות את הכיוון האופטימלי של בעל החיים, כלומר. שבו המרחק בין אות ניאון / ניאון שנוצרה באופן פנימי ומכשיר האיתור של המערכת הוא הקצר ביותר. זה, בתורו, מאפשר מיקום מחדש מדויק של בעלי החיים להדמיה הבאה sessions במחקרים ארוכי טווח. בדו&quot;ח זה, אנו מתארים את היישום של מערכת זווית רבת הדמיה אופטית סיבובית (MAROI) כדי לכמת את vivo של עוצמת סמן פלואורסצנטי. ניתוח עקום אות MAROI ניתן להשתמש במחקרים ארוכי טווח לקשר ישיר של חלוקת אות ניאון למפה דווקא אתרים חולים או תהליכים ביולוגיים של עניין. מערכת זו משמשת לניטור קליטה nanovesicles SapC-DOPS שכותרתו fluorescently ידי גידולי orthotopic וספונטניים, כמו גם על ידי מוקדי דלקת פרקים, בעכברים חיים; היא סיפקה ערכות נתונים multispectral ומולטי נגזרות מסיקור סיבוב שלם של בעלי החיים. בין בדיקות ניאון הרבות זמינות כעת עבור in vivo הדמיה, אלה פולטות באזורי הרפאים הקרובים אינפרא אדום ומרחיק אדומים מקנים ההתערבות הנמוכה ביותר עם ​​עור ורקמות, ולספק מיל החדירה ותמונה הגבוה ביותרolution. אנחנו השתמשנו CellVue בורדו (CVM) 2,3, מקשר תא ניאון מרחיק אדום (אקס 647/Em 667), לתייג SapC-DOPS (SapC-DOPS-CVM) 4-12.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1246">
	<colgroup>
		<col /> 
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Dulbecco&#39;s modified eagle medium</td>
			<td style="width:423px;">Gibco (Grand Island, NY)</td>
			<td style="width:307px;">11965</td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Fetal Bovine Serum</td>
			<td style="width:423px;">Gibco (Grand Island, NY)</td>
			<td style="width:307px;">16000077</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Penicillin-streptomycin</td>
			<td style="width:423px;">Hyclone (Logan, Utah)</td>
			<td style="width:307px;">SV30010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Dioleoylphosphatidylserine</td>
			<td style="width:423px;">Avanti Polar Lipids (Alabaster, AL)</td>
			<td style="width:307px;">840035C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">CellVue Maroon</td>
			<td style="width:423px;">Molecular Targeting Technologies, Inc. (Exton, PA)</td>
			<td style="width:307px;">C-1001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Sephadex G25 column PD-10</td>
			<td style="width:423px;">Amersham Pharmacia Biotech, (Piscataway, NJ)</td>
			<td style="width:307px;">17-0851-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:351px;">New Standard Stereotaxic for Rats and Mice</td>
			<td style="width:423px;">Harvard Apparatus (Holliston, MA)</td>
			<td style="width:307px;">726335</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Bransonic Ultrasonic Cleaners Model 1510</td>
			<td style="width:423px;">Branson Ultrasonics (Danbury,CT)</td>
			<td style="width:307px;">CPN-952-118</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:351px;">Multi-spectral FX system</td>
			<td>Bruker Corporation (Billerica, MA)</td>
			<td style="width:307px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Multi-angle Rotational Optical Imaging Device</td>
			<td>Bruker Corporation (Billerica, MA)</td>
			<td style="width:307px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vivo optical imaging of brain tumors and arthritis using fluorescent sapc-dops nanovesicles

אנו מתארים הדמיה אופטית סיבוב זווית רב במערכת (MAROI) לניטור vivo של תהליכי physiopathological סומנו בסמן פלואורסצנטי. מודלים עכבר (גידול במוח ודלקת פרקים) שימשו כדי להעריך את התועלת של שיטה זו. nanovesicles Saposin C (SapC)-dioleoylphosphatidylserine (DOPS) מתויג עם fluorophore CellVue בורדו (CVM) היו בהזרקה לווריד. בעלי חיים ולאחר מכן הושמו בבעל סיבובי (MARS) של in vivo מערכת ההדמיה. תמונות נרכשו ב10 ° צעדים מעל 380 °. אזור מלבני של עניין (ROI) הונח לרוחב תמונה המלא באתר מחלת המודל. בתוך את ההחזר על ההשקעה, ועל כל תמונה, עוצמת הקרינה ממוצעת חושבה לאחר ניכוי רקע. במודלים של העכברים שנבדקו, nanovesicles כותרתו נלקחו בשני גידולים במוח orthotopic והמהונדסים, ובאתרי דלקת פרקים (אצבעות רגליים וקרסוליים). ניתוח עקום של זווית רבת הר&quot;יge ROIs נקבעה הזווית עם האות הגבוה ביותר. וכך, את הזווית האופטימלית להדמיה כל אתר מחלה אופיינה. שיטת MAROI להחיל הדמיה של תרכובות ניאון היא כלי לא פולשנית, חסכוני, ומדויק לניתוח כמוני vivo של מדינות המחלה במודלים של העכברים שתוארו.

אנו מדגימים כאן שnanovesicles SapC-DOPS שכותרתו עם צבע מרחיק אדום (CVM) במיוחד להצטבר בגידולי מוח עכבר orthotopic וספונטניים, כמו גם בדלקת מפרקים של עכברים / BxN K. תמונות הקרינה / רנטגן סידוריים נרכשו מהחזר על ההשקעה ממוקמת מעל כל אתר מחלה במהלך סיבובים של העכברים שלמים היו נתונים לניתוח עקום MAROI, אשר חשף את זווית ההדמיה האופטימלית עם עוצמת הקרינה הגבוהה ביותר. המטרה העיקרית עבור שימוש במערכת MARS היא לקבוע את הזווית האופטימלית של הקרינה כך שניתן לקחת את המידות מדויקות ביותר. נציג תוצאות משלושה ניסויים באמצעות עכברים עם גידולים במוח או דלקת מפרקים שמוצגות. שימוש SapC-DOPS-CVM ומערכת MARS (איור 1), זווית התמונה הטובה ביותר האפשרית להתבוננות הגידול או דלקת עקב דלקת מפרקים שנקבע. תמונות הקרינה, ואחריו רכישת קרני ה-X, שנרכשו כל 10 °במהלך סיבוב 380 ° של העכבר. תמונות הקרינה היו מעולף על גבי תמונות רנטגן המתאימות לתצוגת תמונה ודור סרט סיבוב. תוצאות ממודל הגידול במוח orthotopic הם הפגינו באיור 2. תמונת הקרינה של עכבר גידול נושאות orthotopic נציג (Ortho1) מוצגת באיור 2 א. זווית התמונה האופטימלית עבור בעל חיים זה היא 10 °, המצב שבו עוצמת הקרינה הפוטונים היא הגדולה ביותר (איור 2). מדידות נלקחו לפני ההזרקה עם SapC-DOPS-CVM (בסיס) ו24 שעות לאחר ההזרקה. עכברי בקרה (גידול חינם) קיבלו טיפול דומה. איור 3 מציג נתונים דומים ממודל העכבר המהונדס גנטי במוח הגידול. תמונות הקרינה ומדידות פוטון נלקחו לפני הזרקה עם SapC-DOPS-CVM (בסיס) ו3A 24 שעות (איורים ו&lt;strong&gt; 3B) ו -9 ימים (איור 3 ג) לאחר הזרקה. גרפים אלו מראים כי זווית ההדמיה האופטימלית בבעלי חי נושאות גידולים (גידול Mut49) היא 20 ° 24 הודעה שעה זריקה אבל שינויים 10 ° הודעה 9 ימי הזרקה. הדבר מצביע על כך שינוי אות הקרינה בקורלציה עם שינויים מורפולוגיים, סביר המשקפים את צמיחת גידול. כפי שניתן לראות בטבלה 1, שיטת MAROI מראה בבירור כי אות הניאון יורדת לתחזיות בהגדלת סיבוב מזווית ההדמיה האופטימלית. בגידולים במוח, 7% ירידה ממוצעת באות ניאון הייתה מתקבלת אם הנטייה הפיסית של החיה הייתה ± 10 ° לקזז מזווית ההדמיה האופטימלית. ירידת 21% בממוצע באות ניאון נמדדה ב± 20 °. לפיכך קיזוז קטן יחסית מהזווית האופטימלית יכול לגרום להנחתת אות משמעותית. ניצול טכניקת MAROI למיצוב תדמית יאפשר investigators לייצר נתונים יותר עקביים ואמינים. שיטת MAROI סופו של דבר משמשת כדי להעריך את המיקוד של דלקת מפרקים על ידי SapC-DOPS-CVM 24 שעות לאחר הזרקת SapC-DOPS-CVM. חיה זו הבקיע 3 עם שלוש דלקת מפרקים. תמונות הקרינה של הבוהן וקרסול של עכבר דלקת פרקים מוצגות באיורי 4 א ו -4 ב. מדידות פוטון מקבילה ב10 ° מרווחי סיבוב בגרף ב4C דמויות ו4D. זוויות ההדמיה אופטימליות נמצאו עבור הבוהן והקרסול הן 140 ° ו120 °, בהתאמה. לסיכום, שילוב של מערכת MAROI עם nanovesicles SapC-DOPS ניאון מייצג אסטרטגיה לא פולשנית, מדויקת ורגישה מאוד עבור הדמיה חיה, המאפשרת למחקרים כמותיים של גידול ולהתפתחות דלקת פרקים בחיות קטנות. האפשרות לרכישת מערך ° הדמיה מולטי 360 משמעותי Improvניתוח נתונים es ופרשנות, בהשוואה עם מה שהוא בר השגה באמצעות טכניקות הדמיה זווית אחת. <img alt="טבלת 1" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51187/51187table1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51187/51187table1.jpg" width="600px" /> טבלת 1. זוויות אופטימליות הדמיה עבור כל דגם עכבר. ההבדלים בין זווית הקרינה מקסימלי פוטון (זווית אופטימלית FLR) והזווית סטנדרטית אנטומיים (X-ray) ניתן לראות. כאשר שתי זוויות אלה הופכים שונות יותר ויותר, האות הנמדד משתנה באופן משמעותי. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51187/51187table1highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a> <img alt="איור 1" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51187/51187fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51187/51187fig1.jpg" width="600px"/&gt; איור 1. זווית Multi-מכשיר סיבובי הדמיה אופטית (MAROI). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51187/51187fig1highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a> <img alt="איור 2" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51187/51187fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51187/51187fig2.jpg" width="600px" /> איור 2. זווית הקרינה אות לעומת תמונה במודל עכבר orthotopic מוח גידול. (). תמונה של אות ניאון שיא בזווית התמונה האופטימלית של 10 °. הקופסה הכחולה מראה את ההחזר על ההשקעה בשימוש לכמת את הפוטונים הנפלטים.. גרף של זווית התמונה לעומת פליטת פוטון (ב &#39;). עכבר גידול נושאות orthotopic הנציג (Ortho1) בגרף כנגד ערכי הקרינה בממוצע מROIs הזהה בשלושת עכברי nontumor. מדידות נלקחו בתחילת המחקר (לפני הזריקה) ופוסט 24 שעות מכוירות יציקהn. ברים שגיאה מייצגים סטיית תקן. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51187/51187fig2highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a> <img alt="איור 3" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51187/51187fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51187/51187fig3.jpg" width="600px" /> איור 3. אות הקרינה לעומת זווית תמונה בגידול במוח ספונטני של מודל עכבר מהונדס גנטי. (). תמונה של אות ניאון השיא של ההחזר על ההשקעה של 1 (תיבה עליונה כחולה) בזווית התמונה האופטימלית של 20 °. (ב) ו (ג). גרפים של זווית התמונה לעומת פליטת פוטון מיום 1 בהחזר על ההשקעה. ערכים מ עכבר נציג מוח הספונטני גידול נושאות, גידול-Mut 49, בגרף כנגד ערכים בממוצע משלושה עכברי גידול שאינו. מדידות נלקחו בתחילת המחקר (לפני הזריקה) ו24 שעות (ב) ו 9 ימים לאחר (ג) להזרקה. שגיאה ב<html> ערס מייצג סטיית תקן. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51187/51187fig3highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a> <img alt="איור 4" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51187/51187fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51187/51187fig4.jpg" width="600px" /> איור 4. זווית הקרינה אות לעומת תמונה בעכבר עם דלקת של הבוהן ומפרקי קרסול. (א) ו (ב). תמונות מראים את השיא של אות הניאון לבוהן () ומפרקי קרסול (ב &#39;), במסגרת ROIs מוצגת בתיבה האדומה. (C). תרשים של זווית לעומת מתכוונים פליטת פוטונים לבוהן. פליטת פוטוני שיא ניתן לראות בזווית של ° 140 (ד &#39;) גרף של זווית לעומת מתכוונת פליטת פוטונים לקרסול..; עוצמה המקסימלית מתרחשת בזווית של ° 120.target = &quot;_blank&quot;&gt; לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Optical Imaging of Brain Tumors and Arthritis Using Fluorescent SapC-DOPS Nanovesicles at JoVE.com

In Vivo Optical Imaging of Brain Tumors and Arthritis Using Fluorescent SapC-DOPS Nanovesicles

אנו מתארים הדמיה אופטית סיבוב זווית רב במערכת (MAROI) כדי לכמת את vivo של סמן פלואורסצנטי מועבר על ידי C saposin (SapC)-dioleoylphosphatidylserine nanovesicles (DOPS). העסקת מודלים עכבר של סרטן ודלקת פרקים, אנו מדגימים כיצד הניתוח עקום אות MAROI יכול לשמש למיפוי המדויק ואפיון ביולוגי של תהליכי מחלה.

בדימות אופטי Vivo של גידולים במוח ודלקת פרקים באמצעות פלורסנט SapC-DOPS nanovesicles

We describe a multi-angle rotational optical imaging (MAROI) system for in vivo monitoring of physiopathological processes labeled with a fluorescent ...

Research

JoVE Journal

Medicine

In Vivo Optical Imaging of Brain Tumors and Arthritis Using Fluorescent SapC-DOPS Nanovesicles

Accurate and Simple Measurement of the Pro-inflammatory Cytokine IL-1&beta; using a Whole Blood Stimulation Assay

Accurate and Simple Measurement of the Pro-inflammatory Cytokine IL-1&#946; using a Whole Blood Stimulation Assay

מדידה מדויקת ופשוטה 1β-IL Pro-ציטוקין דלקתי באמצעות גירוי Assay Whole Blood

Inflammatory processes resulting from the secretion of soluble mediators by immune cells, lead to various manifestations in skin, joints and other tissues ...

Evaluation of Nanoparticle Uptake in Tumors in Real Time Using Intravital Imaging

הערכה של ספיגת nanoparticle ב גידולים בזמן אמת באמצעות הדמיה Intravital

Current technologies for tumor imaging, such as ultrasound, MRI, PET and CT, are unable to yield high-resolution images for the assessment of nanoparticle ...

Probing the Brain in Autism Using fMRI and Diffusion Tensor Imaging

לחקור את המוח באוטיזם באמצעות fMRI ו דימות מותח דיפוזי

Newly emerging theories suggest that the brain does not function as a cohesive unit in autism, and this discordance is reflected in the behavioral ...

Non-invasive Optical Measurement of Cerebral Metabolism and Hemodynamics in Infants

מדידה אופטית לא פולשנית של מטבוליזם ופרמטרים המודינמיים במוח אצל תינוקות

Perinatal brain injury remains a significant cause of infant mortality  and morbidity, but there is not yet an effective bedside tool that can  accurately ...

In vivo Macrophage Imaging Using MR Targeted Contrast Agent for Longitudinal Evaluation of Septic Arthritis

In vivo Macrophage Imaging Using MR Targeted Contrast Agent for Longitudinal Evaluation of Septic Arthritis

In vivo Macrophage ההדמיה באמצעות חומר ניגוד ממוקד MR להערכת אורך של דלקת מפרקים ספיגה

Macrophages are key-cells in the initiation, the development and the regulation of the inflammatory response to bacterial infection. Macrophages are ...

Combined In vivo Optical and &#181;CT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice

Combined In vivo Optical and  &#181;CT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice

בשילוב<em&gt; בvivo</em&gt; אופטי וμCT הדמיה למעקב אחר זיהום, דלקת, ועצם אנטומיה בזיהום אורטופדיים שתל בעכברים

Multimodality imaging has emerged as a common technological approach used in both preclinical and clinical research. Advanced techniques that combine in ...

Creating Anatomically Accurate and Reproducible Intracranial Xenografts of Human Brain Tumors

יצירה אנטומית מדויק והשחזור תוך גולגולת xenografts של גידולים במוח אדם

Orthotopic tumor models are currently the best way to study the characteristics of a tumor type, with and without intervention, in the context of a live ...

Rose Bengal Photothrombosis by Confocal Optical Imaging In Vivo: A Model of Single Vessel Stroke

Rose Bengal Photothrombosis by Confocal Optical Imaging In Vivo:  A Model of Single Vessel Stroke

רוז בנגל Photothrombosis ידי דימות אופטי Confocal<em&gt; In vivo</em&gt;: דגם של שבץ כלי אחד

In vivo imaging techniques have increased in utilization due to recent advances in imaging dyes and optical technologies, allowing for the ability to ...

Depletion of Mouse Cells from Human Tumor Xenografts Significantly Improves Downstream Analysis of Target Cells

חסך בתאי עכבר מן xenografts גידול האנושי משפר משמעותי ניתוח במורד זרם של תאי יעד

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 Imaging of Cx3cr1gfp/gfp Reporter Mice with Spectral-domain Optical Coherence Tomography and Scanning Laser Ophthalmoscopy

In Vivo Imaging of Cx3cr1gfp/gfp Reporter Mice with Spectral-domain Optical Coherence Tomography and Scanning Laser Ophthalmoscopy

אין ויוו הדמיה של עכברים כתב Cx3cr1gfp/gfp עם תחומים הספקטרום טומוגרפיה אופטית קוהרנטית, סריקת לייזר Ophthalmoscopy

Spectral domain optical coherence tomography (SD-OCT) and scanning laser ophthalmoscopy (SLO) are extensively used in experimental ophthalmology. In the ...