Name: pet imaging of neuroinflammation using [11c]dpa-713 in a mouse model of ischemic stroke
Uploaded: 2018-06-14T13:00:00
Duration: 12 min 1 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about PET Imaging of Neuroinflammation Using [11C]DPA-713 in a Mouse Model of Ischemic Stroke at JoVE.com

Forfatterne vil gjerne takke Buckwalter lab (spesielt Dr. Todd Peterson) gir musemodell og utføre dMCAO og humbug operasjoner. I tillegg vil vi gjerne takke Thomas Liguori fra Invicro for hans teknisk hjelp med VivoQuant bildet analyseprogramvare, Dr. Tim Doyle, Dr. Laura Pisani, Dr. Frezghi Habte fra SCi3 liten dyr imaging anlegg ved Stanford for deres råd og hjelp til å utvikle denne tenkelig protokollen og Radiochemistry anlegg (spesielt Dr. Jun Park) for deres hjelp med syntese av [11C] DPA-713.

<ol>
	<li>Benjamin, E. 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=Heart+disease+and+stroke+statistics-2017+update:+A+report+from+the+american+heart+association.">Heart disease and stroke statistics-2017 update: A report from the american heart association.</a> Circulation. 135 (10), 146-603 (2017).</li><li>Jin, R., Yang, G., Li, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammatory+mechanisms+in+ischemic+stroke:+role+of+inflammatory+cells.">Inflammatory mechanisms in ischemic stroke: role of inflammatory cells.</a> J Leukoc Biol. 87 (5), 779-789 (2010).</li><li>Wang, Q., Tang, X. N., Yenari, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+inflammatory+response+in+stroke.">The inflammatory response in stroke.</a> J Neuroimmunol. 184 (1-2), 53-68 (2007).</li><li>Brown, R. C., Papadopoulos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+the+peripheral-type+benzodiazepine+receptor+in+adrenal+and+brain+steroidogenesis.">Role of the peripheral-type benzodiazepine receptor in adrenal and brain steroidogenesis.</a> Int Rev Neurobiol. 46, 117-143 (2001).</li><li>Papadopoulos, V., Lecanu, L., Brown, R. C., Han, Z., Yao, Z. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peripheral-type+benzodiazepine+receptor+in+neurosteroid+biosynthesis,+neuropathology+and+neurological+disorders.">Peripheral-type benzodiazepine receptor in neurosteroid biosynthesis, neuropathology and neurological disorders.</a> Neuroscience. 138 (3), 749-756 (2006).</li><li>Scarf, A. M., Kassiou, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+translocator+protein.">The translocator protein.</a> J Nucl Med. 52 (5), 677-680 (2011).</li><li>Cerami, C., Perani, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+neuroinflammation+in+ischemic+stroke+and+in+the+atherosclerotic+vascular+disease.">Imaging neuroinflammation in ischemic stroke and in the atherosclerotic vascular disease.</a> Curr Vasc Pharmacol. 13 (2), 218-222 (2015).</li><li>Stefaniak, J., O'Brien, J. <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+neuroinflammation+in+dementia:+a+review.">Imaging of neuroinflammation in dementia: a review.</a> J Neurol Neurosurg Psychiatry. 87 (1), 21-28 (2016).</li><li>Gerhard, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TSPO+imaging+in+parkinsonian+disorders.">TSPO imaging in parkinsonian disorders.</a> Clin Transl Imaging. 4, 183-190 (2016).</li><li>Airas, L., Rissanen, E., Rinne, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+neuroinflammation+in+multiple+sclerosis+using+TSPO-PET.">Imaging neuroinflammation in multiple sclerosis using TSPO-PET.</a> Clin Transl Imaging. 3, 461-473 (2015).</li><li>Fan, J., Lindemann, P., Feuilloley, M. G., Papadopoulos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+and+functional+evolution+of+the+translocator+protein+(18+kDa).">Structural and functional evolution of the translocator protein (18 kDa).</a> Curr Mol Med. 12 (4), 369-386 (2012).</li><li>James, M. L., 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=Synthesis+and+in+vivo+evaluation+of+a+novel+peripheral+benzodiazepine+receptor+PET+radioligand.">Synthesis and in vivo evaluation of a novel peripheral benzodiazepine receptor PET radioligand.</a> Bioorg Med Chem. 13 (22), 6188-6194 (2005).</li><li>Boutin, 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=11C-DPA-713:+A+novel+peripheral+benzodiazepine+receptor+PET+ligand+for+in+vivo+imaging+of+neuroinflammation.">11C-DPA-713: A novel peripheral benzodiazepine receptor PET ligand for in vivo imaging of neuroinflammation.</a> J Nucl Med. 48 (4), 573-581 (2007).</li><li>Doyle, K. P., Buckwalter, M. 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+mouse+model+of+permanent+focal+ischemia:+distal+middle+cerebral+artery+occlusion.">A mouse model of permanent focal ischemia: distal middle cerebral artery occlusion.</a> Methods Mol Biol. 1135, 103-110 (2014).</li><li>Wang, Y., 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=[(18)F]DPA-714+PET+imaging+of+AMD3100+treatment+in+a+mouse+model+of+stroke.">[(18)F]DPA-714 PET imaging of AMD3100 treatment in a mouse model of stroke.</a> Mol Pharm. 11 (18), 3463-3470 (2014).</li><li>Domercq, 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=PET+Imaging+with+[(18)F]FSPG+evidences+the+role+of+system+xc(-)+on+brain+inflammation+following+cerebral+ischemia+in+rats.">PET Imaging with [(18)F]FSPG evidences the role of system xc(-) on brain inflammation following cerebral ischemia in rats.</a> Theranostics. 6 (11), 1753-1767 (2016).</li><li>Toth, 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=Acute+neuroinflammation+in+a+clinically+relevant+focal+cortical+ischemic+stroke+model+in+rat:+longitudinal+positron+emission+tomography+and+immunofluorescent+tracking.">Acute neuroinflammation in a clinically relevant focal cortical ischemic stroke model in rat: longitudinal positron emission tomography and immunofluorescent tracking.</a> Brain Struct Funct. 221 (3), 1279-1290 (2016).</li><li>Walter, H. L., 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+analysis+of+neuroinflammation+in+the+late+chronic+phase+after+experimental+stroke.">In vivo analysis of neuroinflammation in the late chronic phase after experimental stroke.</a> Neuroscience. 292, 71-80 (2015).</li><li>Rojas, S., 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+brain+inflammation+with+[(11)C]PK11195+by+PET+and+induction+of+the+peripheral-type+benzodiazepine+receptor+after+transient+focal+ischemia+in+rats.">Imaging brain inflammation with [(11)C]PK11195 by PET and induction of the peripheral-type benzodiazepine receptor after transient focal ischemia in rats.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 27 (12), 1975-1986 (2007).</li><li>Glazier, S. S., O'Rourke, D. M., Graham, D. I., Welsh, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+ischemic+tolerance+following+brief+focal+ischemia+in+rat+brain.">Induction of ischemic tolerance following brief focal ischemia in rat brain.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 14 (4), 545-553 (1994).</li></ol>

Forfatterne erklærer ikke interessekonflikter.

Presentert protokollen beskriver en metode for kvantifisering av neuroinflammation i dMCAO og humbug mus ved hjelp av [11C] DPA-713-polyetylen. TSPO er den mest undersøkte tenkelig biomarkør for å visualisere og måle neuroinflammation i vivo hittil. TSPO uttrykk er upregulated på glia i hjernen ved betennelser tillater ikke-invasiv gjenkjenning og kvantifisering av neuroinflammation. Videre er det en svært oversettbare teknikk, og er et verdifullt verktøy i både kliniske og pre-klinisk forskning. Denne protokollen og representant resultater markere hensiktsmessigheten av bruker [11C] DPA-713 PET å oppdage og overvåke neuroinflammatory endringer i slag og andre nevrologiske lidelser i vivo.
I denne studien ble dMCAO operasjonen gjennomført med 3-måneden-gamle C57BL/6 kvinnelige mus. Denne modellen ble valgt som det gir opphav til en svært reproduserbar betennelsessykdommer begrenset til somatosensory cortex, gir en modell av permanent fokal iskemi lav variasjon i forhold til andre modeller av slag (f.eks midten cerebral hovedvei okklusjon (MCAO) filament metode)14. PET imaging slag modeller har fordelen av inneholder en intern referanse området i hjernen for hvert dyr bruke ROIs innen den kontralateral halvkulen. Fordi det finnes noen betennelse at resultater fra kirurgi alene, det er viktig å inkludere musene som gjennomgikk humbug kirurgi i studien design, der craniotomy og manipulasjon av meninges uten arterie okklusjon ble utført. Craniotomy alene kan resultere i avbrudd til underliggende neuronal vev og innføring av patogener fører til immunreaksjoner uavhengig av hjerneslag20. Noen betennelse etter humbug kirurgi forventes derfor og bør vurderes parallelt med dMCAO å utelukke muligheten for tapsfrie kirurgi alene. For å unngå inkludert betennelse fra kirurgi uten strek i dMCAO kohort analyse, må MR imaging være gjennomført for å bekrefte vellykket slag kirurgi og betennelsessykdommer utvikling. Mr gir også en strukturell referanseramme, som er avgjørende for nøyaktig trekke betennelsessykdommer og kontralateral ROIs. I tillegg nøyaktig bildebehandling inkludert bilde registrering og Avkastningen definisjon er nødvendig for å sikre pålitelig kvantifisering.
Flere begrensninger må holdes i bakhodet når du arbeider med C-11 merket radiotracers for PET og autoradiography studier. Det er viktig å vurdere den korte halveringstiden (20.33 min) av C-11, med bruken vanligvis begrenset til å forskningsinstitutter med stedets cyclotron tilgang. Aktuelle radioaktivitet transportvei, dose administrasjon og oppkjøp tidspunkt må bestemmes på forhånd med en ferdig detaljert plan av arbeidsflyten av eksperimentet slik at de kan arbeide raskt og effektivt. Utforming og oppsett av denne studien har vært skissert til avbilding av 4 mus samtidig å øke dataene utgangen oppnåelig når du bruker en C-11 tracer. Hvis mulig, er det tilrådelig å ha alle mus cannulated og i deres CT scan innen C-11 tracer ankommer tenkelig anlegget å sikre minimal radiotracer forfall før injeksjon. Denne trinnvise protokollen er også best utført av et team som inneholder minst 3 forskere for rask cannulation, dose måling, tracer injeksjon, PET skanning og hjernen snitting før betydelig radioaktivitet. Det må to personer til å utføre initiering av PET scan og injeksjon av alle 4 mus samtidig. Årsaken til begynnelsen PET oppkjøpet like før injeksjon er å sikre farmakokinetikken og dynamikken i tracer distribusjon i blod og interessante områder i er nøyaktig og fullstendig fanget. Mange skritt kan kreve energisk opplæring og praksis for å sikre jevn kjøring av eksperimentet. Spesielt er denne protokollen avhengig av vellykket hale blodåre cannulation C57BL/6 mus, som kan være vanskelig på grunn av mørkt hår på halene, og kan bli vanskeligere etter slag har skjedd eller hvis imaging samme musene på flere gang-poeng .
En annen vurdering for PET bildebehandling inkluderer forsiktig opptak måleenheter radiotracer dose og gjenværende aktivitet, inkludert det nøyaktige tidspunktet for måling. Dette er viktig for nøyaktig forfall korreksjon av den injiserte dosen ved skanningen og brukes til å få en nøyaktig måling av tracer opptak (dvs. % ID/g) for hver avkastning. Det er viktig å vite den nøyaktige mengden radioaktivitet som fantes i hver mus ved skanning for å sikre nøyaktig bildeanalyser. Derfor er det lurt å synkronisere klokkene på skanner datamaskinen og dose kalibrator å unngå feil ved kortvarig isotoper som C-11.
Nøyaktig PET bilde kvantifisering kan også begrenses av nøyaktigheten av skanner og oppsett. Derfor for å sikre nøyaktig kvantifisering av PET/CT-bilder, er det viktig å utføre kvalitetskontroller for både CT og PET komponenter på skanneren. CT kvalitetskontroller inkluderer X-ray kilden condition, mørk/lys og sentrum av angi kalibreringer. Disse kalibreringer mål og riktig for systemet støy og må være utført før oppkjøpet som anbefalt av produsenten. Kalibreringer bør også utføres for PET skanneren. Dette innebærer vanligvis skanning avsøking "standard / kjæledyr phantom", som inneholder en kjent konsentrasjon av radioaktivitet. Når forbereder standarden, er det best å bruke den samme radioisotop brukes i studien, en sammenlignbare dose som gis til et enkelt museklikk i et volum ligner på kroppen av en mus, og samme Kjøp parametere som dyr imaging. En 20 mL sprøyte fylt med radiotracer fortynnet i vann brukes til standarden i denne protokollen, med påfølgende PET tenkelig resultatene brukes til å beregne en korrigeringsfaktoren basert på faktiske dosen målt ved kalibrering detektoren. Korreksjon forholdet kan brukes til bildebehandling data i å sikre nøyaktige kvantifisering av tracer opptak i områder av interesse i PET bilder. Dette utgjør fantes et positron området radionuklidenes i tillegg vurderer bakgrunn aktivitet på dagen for skanning. Dose kalibrator er en integrert del av generasjonen av denne korrigeringsfaktoren, er det viktig at utstyret er også kalibrert regelmessig i henhold til produsenten retningslinjer.
Når du utfører ex vivo autoradiography er det viktig å plukke en optimal tidspunktet for euthanasia etter injeksjon, for å sikre høy signal-til-bakgrunn i områdene rundt. Tretti minutter etter injeksjon ble valgt [11C] DPA-713 autoradiography bruker data ervervet under dynamisk PET bildebehandling -dvs den i vivo dynamisk TACs som en guide, mens du også vurderer den korte halveringstiden C-11 og involvert delen og utsette hjernevev etter utvinning. Vurderer dette, [11C] DPA-713 autoradiography må utføres på en separat kohort mus å tillate injeksjon av en høyere [11C] DPA-713 dose og en 30 minutters tidspunktet for perfusjon og euthanasia under narkose. En liten i vivo vil PET pilotstudie med en 3-4 mus før gjennomfører ex vivo autoradiography være nyttig for å bestemme optimale tidspunktet for autoradiography. Tas for ex vivo autoradiography er om å gjenopprette mus etter injeksjon eller holde dem anesthetized til euthanasia. Holde dem anesthetized etterligner forholdene i skanningen og sikrer radiotracer distribusjon eller utskillelse kinetics ikke endres av restitusjon. Videre, Dette forhindrer ytterligere belastning på mus ved å unngå utvinning og påfølgende induksjon. Endelig et nyttig tillegg til ex vivo -protokollen vil være å vurdere regionale skaden hjernen skiver brukes til autoradiography via immunohistochemical flekker (etter radioaktivitet) for å generere gjengivelser av betennelsessykdommer plassering og volum.
Som det er begrensninger i bruk av et C-11 basert tracer, kan denne protokollen enkelt endres for bruk med et F-18 (med halveringstid på 109.77 min) basert TSPO tracer, som kan være mer gjeldende for steder uten en egen cyclotron. I tillegg beskriver denne protokollen bruken av et 4-mus tenkelig oppsett. Selv om denne høy gjennomstrømning metoden er optimalt når du bruker en C-11 tracer, endres også denne protokollen for de som bruker enkelt museklikk imaging senger. Nøye planlegging og konsekvent trening i teknikker i denne protokollen vil føre til generering av et vell av data ved hjelp av [11C] DPA-713, som lett kan brukes for å undersøke rollen neuroinflammation i sykdommen seg og utviklingen i andre gnager modeller av nevrologiske lidelser. Dessuten, denne teknikken kan brukes til å vurdere i vivo svaret immunmodulerende therapeutics rettet mot microglia/makrofager.

Slag er den femte største dødsårsaken og en viktig årsak til uførhet i USA1. Iskemiske hjerneslag representerer et overveldende flertall av disse tilfellene (~ 87%), oppstår når det er lokalisert avbrudd i blodtilførselen til hjernen (f.eks av en blodpropp eller fett depositum). Oksygen og næringsstoffer forsyninger til berørte områder reduseres senere og en kompleks patologisk cascade startes resulterer i nevrale død i slag kjernen (betennelsessykdommer) i tillegg til de omkringliggende områdene. Neuroinflammation er en viktig komponent i veien fører til skade, med begge bosatt hjernen immunceller (microglia) og infiltrere perifere immunceller (nøytrofile, T-celler, B-celler og monocytter/makrofager) trodde å bidra til dette destruktive kaskade2,3. Aktivert microglia og makrofager er sentrale i dette neuroinflammatory svaret med rapporter om både skadelig og gunstige effekter følgende iskemiske hjerneslag2. Derfor er det viktig å vurdere i vivo bidrag av disse cellene etter slag.
PET er et kraftig 3-dimensjonale molekylær tenkelig teknikk som lar visualisering av biologiske prosesser i vivo gjennom bruk av bestemte molekyler merket med fantes et positron (β +) emitting Radionuklider som 11C, 13N, 15O og 18F. Denne ikke-invasiv metoden har mange fordeler fremfor ex vivo metoder (f.eks immunohistochemistry) som tillater oppkjøpet av molekylære informasjonen i sanntid, i levende intakt fag, og gir langsgående etterforskning. PET imaging av TSPO, en markør for aktiveres microglia og eksterne myelogen-lineage celler, gjør det mulig å kvantifisere og spore medfødte immunsystemet celle svar i kroppen og kan benyttes for å vurdere betennelse etter slag og respons på terapeutisk intervensjoner. TSPO, tidligere kjent som tilleggsutstyr-type benzodiazepiner reseptoren, er en 18 kDa protein som antas å spille en rolle i kolesterol transport og syntese av neurosteroids4. Videre tyder på at TSPO er involvert i neuroinflammation og neuronal overlevelse5,6, med rapporter om økt uttrykk i mange nevrologiske lidelser som involverer betennelse inkluderer slag7, demens8, Parkinsons sykdom9 og multippel sklerose10. TSPO ligger på ytre mitokondrie membraner og uttrykt svært i periferien, spesielt i steroid tilknyttete vev (f.eks kjertler) og med nivåene sett i hjerte, nyrer og lunger10. Men i sunn hjernen, TSPO nivåer er lav og begrenset hovedsakelig til glia6,11. På neuronal skade, som observert i slag, TSPO nivåer i sentralnervesystemet (CNS) øke betydelig. Denne observert oppregulering av TSPO kan utnyttes til bildet neuroinflammation i vivo, med uttrykk nivåer gir en presis indikator betennelse alvorlighetsgrad. Dermed er målet med denne metoden å tallfeste nøyaktigi vivo bidrag av neuroinflammation i en musemodell av iskemiske hjerneslag med TSPO-kjæledyr
Flere TSPO tracers har blitt utviklet ved PET avbildning av neuroinflammation. Her, TSPO-PET imaging er beskrevet ved hjelp [11C] DPA-71312, en lovende andre generasjon TSPO tracer, som har vist bedre signal til støy og lavere uspesifisert bindende enn den mer historisk brukt [11C] PK11195 13 . Som et eksempel, ble dMCAO musemodell av slag valgt for denne metoden14. Denne modellen innebærer timelige craniotomy og permanent ligation av den distale arterien cerebri, som resulterer i fokal iskemi på somatosensory cortex. Dette er en fordel i pre-klinisk Neuroscience grunn av høy reproduserbarhet iskemiske skader og lav dødelighet forbundet med denne modellen. Hittil har TSPO-PET tenkelig studier ennå å bli rapportert i dMCAO gnager modellen. Imidlertid tidligere PET tenkelig studier ved hjelp av arteria cerebri okklusjon (MCAO)-modellen, en mer alvorlig og variabel slag modell, både mus og rotter, har rapportert TSPO uttrykket å øke fra dag 3 og topp rundt dag 7 post-takts15, 16,17,18. Derfor utført vi PET imaging 6 dager innlegg-dMCAO å sammenfalle med forhøyet TSPO uttrykk. [11C] DPA-713 opptak i hjernen ble vurdert i ipsilateral (infarcted) og kontralateral halvkuler. TSPO-PET ble kombinert med strukturelle MRI, slik at presis avgrensning av betennelsessykdommer og kontralateral områder av interesse (ROIs). Her beskriver vi både en atlas-basert og en MRI-drevet ROI tilnærming til å beregne [11C] DPA-713 opptak. Radiotracer opptak i milten ble også vurdert for å undersøke eksterne nivåene av betennelse mellom grupper. Denne metoden har potensial til å gi viktig innsikt inn spatiotemporal dynamikk og rollen til bestemte neuroimmune vekselsvirkningene i slag og andre nevrologiske sykdommer.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:589px;" width="589">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Inveon PET/CT scanner</td>
			<td style="width:89px;">Siemens</td>
			<td style="width:119px;">Version 4.2</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">MRI scanner</td>
			<td style="width:89px;">Varian</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>7 Telsa</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">ParaVision software</td>
			<td style="width:89px;">Bruker</td>
			<td>Version 6.0.1</td>
			<td>MRI operating software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">VivoQuant software</td>
			<td style="width:89px;">InVicro</td>
			<td>Version 2.5</td>
			<td>Image analysis software</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Inveon Research Workspace software</td>
			<td style="width:89px;">Siemens</td>
			<td>Version 4.2</td>
			<td>Scanner operating software. Includes microQView, the post-processing managing software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Dose calibrator</td>
			<td style="width:89px;">Capintech</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>CRC-15 PET</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Typhoon phosphor imager 9410</td>
			<td style="width:89px;">GE Healthcare</td>
			<td style="width:119px;">8149-30-9410</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">Butterfly catheters</td>
			<td style="width:89px;">SAI Infusion Technologies</td>
			<td style="width:119px;">BFL-24</td>
			<td>27.5 G needle</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">1 mL syringes</td>
			<td style="width:89px;">BD</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Insulin syringes</td>
			<td style="width:89px;">BD</td>
			<td align="right" style="width:119px;">329461</td>
			<td>0.5 mL insulin syringes with needle</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">20 mL syringe&#160;</td>
			<td style="width:89px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">BD302831</td>
			<td>BD Syringe Slip Tip Graduated</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">Tissue glue</td>
			<td style="width:89px;">Santa Cruz Animal Health</td>
			<td style="width:119px;">sc-361931</td>
			<td>3 mL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Heat lamp</td>
			<td style="width:89px;">Fluker</td>
			<td align="right" style="width:119px;">27002</td>
			<td>5.5&#34; reptile heat lamp with clamp and switch</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">0.9% sterile saline</td>
			<td style="width:89px;">Pfizer</td>
			<td style="width:119px;">00409-4888-10</td>
			<td>0.9% sodium chloride for injection, 10 mL</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Eye lubricant</td>
			<td style="width:89px;">Watson Rugby</td>
			<td style="width:119px;">PV926977</td>
			<td>Artificial Tears Lubricant Eye Ointment, 1/8 oz</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Chux absorbent sheets</td>
			<td style="width:89px;">ThermoFisher Scientific</td>
			<td align="right" style="width:119px;">1420662</td>
			<td>Disposable absorbent padding</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:215px;">Iris scissors</td>
			<td style="width:89px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:119px;">503708-12</td>
			<td>11.5cm, Straight, 12-pack</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Surgical tape</td>
			<td style="width:89px;">3M Durapore</td>
			<td style="width:119px;">1538-0</td>
			<td>1/2&#34;X10 yard roll, silk, hypoallergenic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Mouse PET bed</td>
			<td style="width:89px;">In house</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>4 mouse PET bed</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Lighter</td>
			<td style="width:89px;">Bic</td>
			<td style="width:119px;">UDP2WMDC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:89px;">Henry Schein</td>
			<td style="width:119px;">NDC 11695-6776-2</td>
			<td>Isothesia, inhalation anesthetic, 250 mL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Oxygen</td>
			<td style="width:89px;">Praxiar</td>
			<td style="width:119px;">UN1072</td>
			<td>Compressed gas</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Autoradiography cassette</td>
			<td style="width:89px;">Cole Palmer</td>
			<td style="width:119px;">EW-21700-34</td>
			<td>Aluminum, 8&#34; x 10&#34;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Autoradiography film</td>
			<td style="width:89px;">GE Life Sciences</td>
			<td style="width:119px;">28-9564-78</td>
			<td>Storage Phosphor Screen BAS-IP SR 2025 E Super Resolution, 20 &#215; 25 cm, screen only</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Microtome blades</td>
			<td style="width:89px;">ThermoFisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">30-508-35</td>
			<td>MB35 Premier Disposable, 34&#176; cutting angle</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Microtome</td>
			<td style="width:89px;">Microm</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>HM 550</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Microscope slides</td>
			<td style="width:89px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">12-550-15</td>
			<td>Superfrost&#8482; Plus Microscope Slides</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">OCT liquid</td>
			<td style="width:89px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">25608-930</td>
			<td>Formulation of water-soluble glycols and resins for cryostat sectioning at temperatures of -10&#176;C (14&#176;F) and below</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Freezing molds</td>
			<td style="width:89px;">Poly sciences</td>
			<td style="width:119px;">18646A-1</td>
			<td>Disposable paraffin molds</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Saran wrap</td>
			<td style="width:89px;">Saran</td>
			<td align="right" style="width:119px;">25700001300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Disinfectant</td>
			<td style="width:89px;">Virkon S</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

pet imaging of neuroinflammation using [11c]dpa-713 in a mouse model of ischemic stroke

Neuroinflammation er sentral i patologisk kaskade etter iskemiske hjerneslag. Ikke-invasive molekylær tenkelig metoder har potensial til å gi viktig innsikt i timelige dynamikk og rollen til visse neuroimmune vekselsvirkningene i strøk. Spesielt gir fantes et Positron utslipp tomografi (PET) avbildning av translocator protein 18 kDa (TSPO), en markør for aktiveres microglia og eksterne myelogen-lineage celler, et middel til å registrere og spore neuroinflammation i vivo. Her presenterer vi en metode for å tallfeste nøyaktig neuroinflammation ved hjelp av [11C]N,N-Diethyl-2-[2-(4-methoxyphenyl)-5,7-dimethylpyrazolo[1,5-a]pyrimidin-3-yl]acetamide ([11C] DPA-713), en lovende andre generasjon TSPO-PET radiotracer, i distale arteria cerebri okklusjon (dMCAO) sammenlignet med humbug-opererte mus. Mr var fremført 2 dager innlegg-dMCAO kirurgi for å bekrefte slag og definere betennelsessykdommer plasseringen og volum. PET/Computed tomografi (CT) bildebehandling ble gjennomført 6 dager innlegg-dMCAO å fange den høyeste økningen i TSPO nivåer etter slag. Kvantifisering av PET bilder ble gjennomført for å vurdere opptaket av [11C] DPA-713 i hjernen og milt dMCAO og humbug mus å vurdere sentrale og perifere nivåene av betennelse. I vivo [11C] DPA-713 hjernen opptaket ble bekreftet med ex vivo autoradiography.

Mus gjennomgikk MRI for å bekrefte vellykket strek og [11C] DPA-713 PET ble utført av skanning 4 mus samtidig. PET, CT, og MR bilder var co registrert før manuelt tegning hjernen ROIs og semi-automatisert delt hjernen atlas analyse, undersøke tracer opptak i ipsilateral og kontralateral (figur 2).
PET/CT-bilder og tid aktivitet kurver (TACs-radiotracer aktivitet som en funksjon av tiden) vise økt [11C] DPA-713 opptak i ipsilateral versus kontralateral halvkuler (Figur 3A). Kvantifisering av dynamiske PET hjernen bilder, bruke oppsummerte data fra 50-60 min., avdekket en betydelig økning i tracer opptak (% ID/g) i den ipsilateral (infarcted) sammenlignet med den kontralateral halvkulen i dMCAO, men ikke i humbug mus ved hjelp av manuelt trukket ROI tilnærming (Figur 3B). Økt opptak ble også observert i den ipsilateral halvkulen mellom dMCAO og humbug mus. Ingen betydelige forskjeller mellom ipsilateral og kontralateral halvkuler ble observert ved hjelp av atlas tilnærming, sannsynligvis på grunn av atlas ROIs blir større enn størrelsen på betennelsessykdommer (vanligvis begrenset til somatosensory cortex), derfor fortynne den signal. Imidlertid ble generelle økt opptak i dMCAO sammenlignet med humbug observert for alle ROIs, som justerer med tidligere rapporter bruker MCAO modell mus, demonstrere økt TSPO uttrykk i områder utenfor betennelsessykdommer19. Ipsilateral/kontralateral prosenter økte i dMCAO versus humbug mus ved hjelp av begge tilnærminger; men var denne forskjellen bare viktig i cortex ved hjelp av hjernen atlas tilnærming på grunn av større variansen i Avkastningen tilnærming. Dette kan løses ved å øke antall mus i hver gruppe. Kvantifisering av [11C] DPA-713 opptak i milten viste ingen betydelige forskjeller mellom grupper (Figur 4).
Hjernen dMCAO musen PET imaging resultater ble bekreftet av ex vivo høyoppløselig digital autoradiography (figur 5). Økt [11C] DPA-713 opptaket ble observert i infarcted vev med ubetydelig signal i omkringliggende sunn hjernevev. Kvantifisering av bildene viste ipsilateral til kontralateral forholdene mellom 1,4 2.09 i dMCAO mus.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57243/57243fig1.jpg"> Figur 1: PET skanner og arbeidsområdet oppsett. Alle arbeidsområder dekket i polstring som beskytter absorberende å skape et sterilt miljø. (A) etter kalibreringer, en 3D-trykt musen seng, utstyrt for imaging 4 mus samtidig var sikret i skanner og nesen kjegle for alle 4 mus koblet på bedøvelse. (B) nødvendig utstyr for PET imaging var forberedt på forhånd, inkludert saltholdig-fylt 27.5 G katetre, øye smøremiddel, etanol vattpinner, Heten lamper, kirurgisk tape, vev lim, 0,5 mL dose sprøyter, saks og en lettere. (C) For radiotracer injeksjon, plassere saltholdig-flush sprøyter og saks bak på skanneren. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57243/57243fig1large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57243/57243fig2.jpg"> Figur 2: Ipsilateral/kontralateral avkastning og høyre/venstre-del halvkule hjernen Atlas PET bildet analyseprosessen. Bildeanalyse programvare ble brukt til å avgjøre de tracer opptak i ipsilateral og kontralateral områder av interesse (ROIs) bruker manuelt trukket ROIs og en semi-automatisert 3D split-brain atlas tilnærming. Automatisk 3D PET/CT registreringen ble gjennomført etterfulgt av manuell registrering av hjernen MRI i tilsvarende musen skallen definert i CT-bilde. Med verktøyet for 3D-ROI ble brukt for manuelt ipsilateral (rød) og kontralateral (grønn) ROIs bruker betennelsessykdommer på Mr som referanse. For split-brain tilnærming, ble 3D venstre/høyre-del musen hjernen atlas lastet og montert i skallen som definert av CT-bilde. Hjernen ROIs brukes for kvantifisering i denne 3D mouse hjernen atlas inkludert venstre Cortex (mørkgrå), venstre Hippocampus (Kornblomst blått), venstre Striatum (dype rosa), høyre Cortex (tomat rød), høyre Hippocampus (grønn) og høyre Striatium (Cyan). Opptaket av [11C] DPA-713 i hver region ble oppnådd i nCi/cc og ble deretter konverteres til %ID/g ved å normalisere til forfall-korrigert dose når skanning for hver musen. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57243/57243fig2large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57243/57243fig3.jpg"> Figur 3 : Representant i Vivo [11C] DPA-713 hjernen opptak i DMCAO og humbug mus. (A) dynamisk PET/CT-bilder og TACs viser økt [11C] DPA-713 opptak i ipsilateral cortex mus som gjennomgikk DMCAO (n = 3) og en svak økning for humbug (n = 3) drives mus, med DMCAO mus viser betydelig større kontrast i prosent injisert dose mellom betennelsessykdommer og kontralateral side av hjernen (%ID/g). (B) PET kvantifisering (50-60 min oppsummerte) avslørte betydelig økt opptak i ipsilateral Avkastningen ved hjelp av Avkastningen tilnærming og i cortex (Ctx) ved hjelp av split-brain atlas tilnærming. Ble ikke funnet noen betydelige forskjeller i hippocampus (HC) eller striatum (Str). Økt ipsilateral å kontralateral prosenter ble sett begge analyse tilnærminger men var bare statistisk signifikant i Ctx ved hjelp av hjernen atlas tilnærming. * (p < 0,05), *** (p < 0,001) <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57243/57243fig3large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57243/57243fig4v2.jpg"> Figur 4: Representant I Vivo [11C] DPA-713 milt opptak i dMCAO og humbug mus. (A) [11C] DPA-713 dynamiske PET/CT bilder viser milt ROIs i dMCAO (n = 3) og humbug (n = 3) mus. (B) kvantitative resultater viser ingen betydelige resultater i milten uptake mellom dMCAO og humbug mus. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57243/57243fig4v2large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57243/57243fig5v2.jpg"> Figur 5 : Representant Autoradiography resultater. Digital autoradiography bilder viser økt [11C] DPA-713 opptak i den ipsilateral sammenlignet med kontralateral halvkule. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57243/57243fig5v2large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>

Watch this Scientific Journal Video about PET Imaging of Neuroinflammation Using [11C]DPA-713 in a Mouse Model of Ischemic Stroke at JoVE.com

PET Imaging of Neuroinflammation Using [11C]DPA-713 in a Mouse Model of Ischemic Stroke

Fantes et positron utslipp tomografi (PET) avbildning av translocator protein 18 kDa (TSPO) tilbyr en ikke-invasiv måte å visualisere dynamisk rollen som neuroinflammation i utviklingen og progresjon av brain sykdommer. Denne protokollen beskriver TSPO-PET og ex vivo autoradiography for å oppdage neuroinflammation i en musemodell av iskemiske hjerneslag.

PET avbildning av Neuroinflammation bruke [11C] DPA-713 i en musemodell av iskemiske hjerneslag

Neuroinflammation is central to the pathological cascade following ischemic stroke. Non-invasive molecular imaging methods have the potential to provide ...

Research

JoVE Journal

Medicine

PET Imaging of Neuroinflammation Using [11C]DPA-713 in a Mouse Model of Ischemic Stroke

Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion (MCAO) Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Mice

Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion MCAO Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Mice

Stroke is the third leading cause of death and the leading cause of disability in the world, with an estimated cost of near $70 billion 
in the United ...

Multi-photon Imaging of Tumor Cell Invasion in an Orthotopic Mouse Model of Oral Squamous Cell Carcinoma

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient ...

Endothelin-1 Induced Middle Cerebral Artery Occlusion Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Rat

Endotelin-1 Induced Middle Cerebral arterieokklusjon Modell for iskemisk slag med laser Doppler Flowmetry Veiledning i Rat

Stroke is the number one cause of disability and third leading cause of death in the world, costing an estimated $70 billion in the United States in ...

MRI and PET in Mouse Models of Myocardial Infarction

MR og PET i musemodeller av hjerteinfarkt

Myocardial infarction is one of the leading causes of death in the Western world. The similarity of the mouse heart to the human heart has made it an ...

A Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage

En murine modell av subaraknoidalblødning

In this video publication a standardized mouse model of subarachnoid  hemorrhage (SAH) is presented. Bleeding is induced by endovascular Circle of  Willis ...

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

Eksitotoksiske Stimulering av Hjerne Microslices som en<em&gt; In vitro</em&gt; Modell av Stroke

Examining molecular mechanisms involved in neuropathological conditions, such as ischemic stroke, can be difficult when using whole animal systems. As ...

Embolic Middle Cerebral Artery Occlusion (MCAO) for Ischemic Stroke with Homologous Blood Clots in Rats

Embolic Middle Cerebral Artery Occlusion MCAO for Ischemic Stroke with Homologous Blood Clots in Rats

Embolisk Middle Cerebral arterieokklusjon (MCAO) for hjerneinfarkt med Homologe blodpropp i Rats

Clinically, thrombolytic therapy with use of recombinant tissue plasminogen activator (tPA) remains the most effective treatment for acute ischemic ...

A Piglet Model of Neonatal Hypoxic-Ischemic Encephalopathy

En Nasse Nøff Model of Neonatal hypoksisk-iskemisk encefalopati

Birth asphyxia, which causes hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE), accounts for 0.66 million deaths worldwide each year, about a quarter of the ...

Simultaneous PET/MRI Imaging During Mouse Cerebral Hypoxia-ischemia

Samtidig PET / MR Imaging Under Mouse Cerebral Hypoksi-iskemi

Dynamic changes in tissue water diffusion and glucose metabolism occur during and after hypoxia in cerebral hypoxia-ischemia reflecting a bioenergetics ...

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

Rose Bengal Photothrombosis av Confocal Optical Imaging<em&gt; I Vivo</em&gt;: En modell av enkelt Vessel Stroke

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