Name: visualization and quantification of brown and beige adipose tissues in mice using [18f]fdg micro-pet/mr imaging
Uploaded: 2021-07-01T14:00:00
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Wir danken der National Natural Science Foundation of China (NSFC) - Excellent Young Scientists Fund (Hong Kong and Macau) (81922079), dem Hong Kong Research Grants Council General Research Fund (GRF 17121520 und 17123419) und dem Hong Kong Research Grants Council Collaborative Research Fund (CRF C7018-14E) für kleine bildgebende Tierexperimente.

Das unten beschriebene Protokoll folgt den Tierpflegerichtlinien der University of Hong Kong. Bei den in der Studie verwendeten Tieren handelte es sich um 8 Wochen alte C57BL/6J-Mäuse.
1. Tierchirurgische Eingriffe und Kälteherausforderung
<ol><li>Führen Sie eine interskapuläre BAT-Dissektion (iBAT) durch.<ol>
<li>Anästhesien der Mäuse durch intraperitoneale Injektion von Ketamin / Xylazin (100 mg / kg Körpergewicht Ketamin und 10 mg / kg Körpergewicht Xylazin). Rasieren Sie nach der...

<ol>
	<li>Rosen, E. D., Spiegelman, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+we+talk+about+when+we+talk+about+fat.">What we talk about when we talk about fat.</a> Cell. 156 (1-2), 20-44 (2014).</li><li>Cannon, B., Brown 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=adipose+tissue:+function+and+physiological+significance.">adipose tissue: function and physiological significance.</a> Physiological Review. 84 (1), 277-359 (2004).</li><li>Jal Wu, ., 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=Beige+adipocytes+are+a+distinct+type+of+thermogenic+fat+cell+in+mouse+and.">Beige adipocytes are a distinct type of thermogenic fat cell in mouse and.</a> 150 (2), 366-376 (2012).</li><li>Cypess, A. 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=Activation+of+human+brown+adipose+tissue+by+a+beta3-adrenergic+receptor+agonist.">Activation of human brown adipose tissue by a beta3-adrenergic receptor agonist.</a> Cell Metabolism. 21 (1), 33-38 (2015).</li><li>Ishibashi, J., Seale, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beige+can+be+slimming.">Beige can be slimming.</a> Science. 328 (5982), 1113-1114 (2010).</li><li>Jal Schulz, T., 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=Brown-fat+paucity+due+to+impaired+BMP+signalling+induces+compensatory+browning+of+white+fat.">Brown-fat paucity due to impaired BMP signalling induces compensatory browning of white fat.</a> Nature. 495 (7441), 379-383 (2013).</li><li>Pal Cohen, ., 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=Ablation+of+PRDM16+and+beige+adipose+causes+metabolic+dysfunction+and+a+subcutaneous+to+visceral+fat+switch.">Ablation of PRDM16 and beige adipose causes metabolic dysfunction and a subcutaneous to visceral fat switch.</a> Cell. 156 (1-2), 304-316 (2014).</li><li>Mal Cypess, 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=Identification+and+importance+of+brown+adipose+tissue+in+adult+humans.">Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans.</a> New England Journal of Medicine. 360 (15), 1509-1517 (2009).</li><li>Aal vander Lans, 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=Cold+acclimation+recruits+human+brown+fat+and+increases+nonshivering+thermogenesis.">Cold acclimation recruits human brown fat and increases nonshivering thermogenesis.</a> Journal of Clinical Investigation. 123 (8), 3395-3403 (2013).</li><li>Jal Hanssen, 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=Short-term+cold+acclimation+improves+insulin+sensitivity+in+patients+with+type+2+diabetes+mellitus.">Short-term cold acclimation improves insulin sensitivity in patients with type 2 diabetes mellitus.</a> Nature Medicine. 21 (8), 863-865 (2015).</li><li>Wang, X., Minze, L. J., Shi, Z. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+imaging+of+brown+fat+in+mice+with+18F-FDG+micro-PET/CT.">Functional imaging of brown fat in mice with 18F-FDG micro-PET/CT.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. 69, (2012).</li><li>Greenwood, H. E., Nyitrai, Z., Mocsai, G., Hobor, S., Witney, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+PET/CT+imaging+using+a+multiple-mouse+imaging+system.">High-throughput PET/CT imaging using a multiple-mouse imaging system.</a> Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Scoiety of Nuclear Medicine. 61 (2), 292-297 (2020).</li><li>Carter, L. M., Henry, K. E., Platzman, A., Lewis, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D-printable+platform+for+high-throughput+small-animal+imaging.">3D-printable platform for high-throughput small-animal imaging.</a> Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Scoiety of Nuclear Medicine. 61 (11), 1691-1692 (2020).</li><li>Jal Andersson, ., 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=Estimating+the+cold-induced+brown+adipose+tissue+glucose+uptake+rate+measured+by+(18)F-FDG+PET+using+infrared+thermography+and+water-fat+separated+MRI.">Estimating the cold-induced brown adipose tissue glucose uptake rate measured by (18)F-FDG PET using infrared thermography and water-fat separated MRI.</a> Scientific Reports. 9 (18), 12358 (2019).</li><li>Eal Lundstrom, ., 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=Brown+adipose+tissue+estimated+with+the+magnetic+resonance+imaging+fat+fraction+is+associated+with+glucose+metabolism+in+adolescents.">Brown adipose tissue estimated with the magnetic resonance imaging fat fraction is associated with glucose metabolism in adolescents.</a> Pediatric Obesity. 14 (9), (2019).</li><li>Eal Lundstrom, ., 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=Magnetic+resonance+imaging+cooling-reheating+protocol+indicates+decreased+fat+fraction+via+lipid+consumption+in+suspected+brown+adipose+tissue.">Magnetic resonance imaging cooling-reheating protocol indicates decreased fat fraction via lipid consumption in suspected brown adipose tissue.</a> PLoS One. 10 (4), 0126705 (2015).</li><li>Nakamura, Y., Yanagawa, Y., Morrison, S. F., Nakamura, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Medullary+reticular+neurons+mediate+neuropeptide+Y-induced+metabolic+inhibition+and+mastication.">Medullary reticular neurons mediate neuropeptide Y-induced metabolic inhibition and mastication.</a> Cell Metabolism. 25 (2), 322-334 (2017).</li><li>Jal Fueger, 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=Impact+of+animal+handling+on+the+results+of+18F-FDG+PET+studies+in+mice.">Impact of animal handling on the results of 18F-FDG PET studies in mice.</a> Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Scoiety of Nuclear Medicine. 47 (6), 999-1006 (2006).</li><li>Vines, D. C., Green, D. E., Kudo, G., Keller, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+mouse+tail-vein+injections+both+qualitatively+and+quantitatively+on+small-animal+PET+tail+scans.">Evaluation of mouse tail-vein injections both qualitatively and quantitatively on small-animal PET tail scans.</a> Journal of Nuclear Medicine Technology. 39 (4), 264-270 (2011).</li></ol>

In dieser Studie wurde eine PET/MR-basierte Bildgebung und Quantifizierung von funktionellem braunem und beigem Fettgewebe bei Kleintier beschrieben. Diese Methode verwendet das nicht metabolisierbare Glukoseanalogon [18F]FDG als bildgebenden Biomarker, um das Fettgewebe mit hohem Glukosebedarf nicht-invasiv zu identifizieren. MR bietet einen guten Weichteilkontrast und kann Fettgewebe besser von den benachbarten Weichteilen und Muskeln unterscheiden. In Kombination mit PET ermöglicht dies eine genaue Abbildu...

Als Reaktion auf sich ändernde Ernährungsbedürfnisse dient Fettgewebe als Energiecache, um entweder den Lipidspeicher- oder den Mobilisierungsmodus anzunehmen, um die Bedürfnisse des Körpers zu erfüllen1. Darüber hinaus spielt Fettgewebe auch eine Schlüsselfunktion in der Thermoregulation, über einen Prozess, der als nicht-zitternde Thermogenese bezeichnet wird, auch fakultative Thermogenese genannt. Dies wird typischerweise durch das braune Fettgewebe (BAT) erreicht, das reichlich Mitochondrienmembran-Membran-Entkopplungsprotein 1 (UCP1) exprimiert. Als Protonenträger erzeugt UCP1 Wärme, indem es den Protonentransport und die ATP-Produktion entkoppelt2. Bei Kältestimulation wird die Thermogenese in BAT durch Aktivierung des sympathischen Nervensystems (SNS) in Gang gesetzt, gefolgt von der Freisetzung von Noradrenalin (NE). NE bindet an die adrenergen β3-Rezeptoren und führt zu einer Erhöhung des intrazellulären zyklischen AMP (cAMP). Infolgedessen stimuliert das cAMP/PKA-abhängige Engagement von CREB (cAMP response element-binding protein) die Ucp1-Transkription durch direkte Bindung an CREB-Response-Elemente (CRE)2. Neben BAT kommen braune Adipozyten auch im weißen Fettgewebe vor und werden daher als beige oder brite (braun-in-weiß) Zellen bezeichnet1,3. Als Reaktion auf spezifische Reize (wie Erkältung) werden diese ansonsten ruhenden beigen Zellen so umgestaltet, dass sie mehrere braunartige Merkmale aufweisen, darunter multilokuläre Lipidtröpfchen, dicht gepackte Mitochondrien und eine erhöhte UCP1-Expression3,4,5.
Tierstudien haben gezeigt, dass braune und beige Adipozyten über ihre fettreduzierende Wirkung hinaus mehrere metabolische Vorteile haben, einschließlich Insulinsensibilisierung, Lipidsenkung, entzündungshemmende und Anti-Atherosklerose6,7. Beim Menschen korreliert die Menge an beige/braunem Fett umgekehrt mit Alter, Insulinresistenzindex und kardiometabolischen Störungen8. Darüber hinaus bietet die Aktivierung von beige/braunen Adipozyten beim Menschen entweder durch Kälteakklimatisierung oder durch β3-Adrenergrezeptoragonisten Schutz vor einer Reihe von Stoffwechselstörungen4,9,10. Diese Beweise deuten zusammen darauf hin, dass die Induktion von braunem und beigem Fettgewebe eine potenzielle therapeutische Strategie für die Behandlung von Fettleibigkeit und den damit verbundenen medizinischen Komplikationen ist8.
Interessanterweise werden beige und klassische braune Adipozyten, obwohl sie eine ähnliche Funktion haben, von verschiedenen Vorläufern abgeleitet und durch überlappende, aber unterschiedliche Mechanismen aktiviert1. Daher sind die In-vivo-Bildgebung und die Quantifizierung von braunen und beigen Adipozyten unerlässlich, um ein besseres Verständnis der molekularen Kontrolle dieser Fettgewebe zu erreichen. Derzeit ist die 18F-Fluordesoxyglucose ([18F]FDG)-Positronen-Emissions-Tomographie (PET) in Kombination mit der Computertomographie (CT) in klinischen Studien nach wie vor der Goldstandard für die Charakterisierung thermogener brauner und beiger Zellen8. Die Magnetresonanztomographie (MRT) nutzt starke Magnetfelder und Hochfrequenzimpulse, um detaillierte anatomische Strukturen zu erzeugen. Im Vergleich zum CT-Scan erzeugt die MRT Bilder von Organen und Weichteilen mit einer höheren Auflösung. Hier ist ein Protokoll zur Visualisierung und Quantifizierung von funktionellen braunen und beigen Fettsäuren in Mausmodellen nach der Akklimatisierung an Kälteeinwirkung vorgesehen, eine gängige und zuverlässigste Methode, um eine Fettbräunung zu induzieren. Mit dieser Methode lassen sich die thermogenen Fettdepots in Kleintiermodellen mit hoher Präzision charakterisieren.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.9% sterile saline</td>
			<td>BBraun</td>
			<td></td>
			<td>0.9% sodium chloride intravenous infusion, 500 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 mL syringe</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>SS05L</td>
			<td>5 mL syringe Luer Lock</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dose Calibrator</td>
			<td>Biodex</td>
			<td></td>
			<td>Atomlab 500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye lubricant</td>
			<td>Alcon Duratears</td>
			<td></td>
			<td>Sterile ocular lubricant ointment, 3.5 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin syringe</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>10ME2913</td>
			<td>1 mL insulin syringe with needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>InterView Fusion software</td>
			<td>Mediso</td>
			<td>Version 3.03</td>
			<td>Post-processing and image analysis software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Chanelle Pharma</td>
			<td></td>
			<td>Iso-Vet, inhalation anesthetic, 250 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td>Alfasan International B.V.</td>
			<td>HK-37715</td>
			<td>Ketamine 10% injection solution, 10 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medical oxygen</td>
			<td>Linde HKO</td>
			<td>101-HR</td>
			<td>compressed gas, 99.5% purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metacam</td>
			<td>Boehringer Ingelheim</td>
			<td></td>
			<td>5 mg/mL Meloxicam solution for injection for dogs and cats, 10 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nanoScan PET/MR Scanner</td>
			<td>Mediso</td>
			<td></td>
			<td>3 Tesla MR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nucline nanoScan software</td>
			<td>Mediso</td>
			<td>Version 3.0</td>
			<td>Scanner operating software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wound clips</td>
			<td>Reflex 7</td>
			<td>203-100</td>
			<td>7mm Stainless steel wound clips, 20 clips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine</td>
			<td>Alfasan International B.V.</td>
			<td>HK-56179</td>
			<td>Xylazine 2% injection solution, 30 mL</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

visualization and quantification of brown and beige adipose tissues in mice using [18f]fdg micro-pet/mr imaging

Braune und beige Adipozyten sind heute als potenzielle therapeutische Ziele für Fettleibigkeit und metabolische Syndrome anerkannt. Nicht-invasive molekulare Bildgebungsverfahren sind unerlässlich, um kritische Einblicke in diese thermogenen Fettdepots zu liefern. Hier stellt das Protokoll eine auf PET/MR-Bildgebung basierende Methode zur Beurteilung der Aktivität von braunen und beigen Adipozyten im interskapulären braunen Fettgewebe der Maus (iBAT) und im inguinalen subkutanen weißen Fettgewebe (iWAT) vor. Die Visualisierung und Quantifizierung der thermogenen Fettdepots wurde mit [18F]FDG, dem nicht metabolisierbaren Glukoseanalogon, als Radiotracer in Kombination mit den präzisen anatomischen Informationen der MR-Bildgebung erreicht. Die PET/MR-Bildgebung wurde 7 Tage nach der Kälteakklimatisierung durchgeführt und die Quantifizierung des [18F]FDG-Signals in verschiedenen Fettdepots wurde durchgeführt, um die relative Mobilisierung von thermogenem Fettgewebe zu beurteilen. Die Entfernung von iBAT erhöhte die kältebedingte [18F]FDG-Aufnahme in iWAT der Mäuse erheblich.

Drei Gruppen von Mäusen (n = 3 pro Gruppe) wurden in dieser Studie einer Mikro-PET/MR-Bildgebung unterzogen, bei der sie entweder bei Thermoneutralität (30 °C) oder kalt (6 °C) für 7 Tage untergebracht wurden. Einer Gruppe von Mäusen (n = 3) wurde vor der Kältebehandlung die iBAT (iBATx) entfernt (Abbildung 1A). Diese Methode führte bei allen drei Mäusen zu einer Veränderung der Aktivität des weißen Fettgewebes. Insbesondere wurde ein bemerkenswerter Anstieg der [18F]F...

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Visualization and Quantification of Brown and Beige Adipose Tissues in Mice using [18F]FDG Micro-PET/MR Imaging

Funktionelle Bildgebung und Quantifizierung von thermogenen Fettdepots in Mäusen mit einem mikro-PET/MR-bildgebenden Ansatz.

Visualisierung und Quantifizierung von braunem und beigem Fettgewebe in Mäusen mittels [18F]FDG Micro-PET/MR Imaging

Brown and beige adipocytes are now recognized as potential therapeutic targets for obesity and metabolic syndromes. Non-invasive molecular imaging methods ...

Die PET/MR-Bildgebung ermöglicht sowohl qualitative als auch quantitative Messungen an diesen metabolisch aktiven braunen und beigen Adipozyten bei lebenden Tieren, so dass die Aktivität dieser sogenannten thermogenen Adipozyten funktionell gemessen werden kann. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie die Erfassung und Kombination von PET- und MRT-Scans am selben Subjekt ermöglicht und somit eine präzise und gleichzeitige Erfassung von thermogenen Adipozyten in verschiedenen Depots des Kleintiers ermöglicht. Diese Methode kann leicht in jedes präklinische System übertragen oder durch gleichzeitige Bildgebung mehrerer Mäuse in ein Hochdurchsatzformat modifiziert werden, wodurch die statistische Aussagekraft der Bildgebungsdaten zu reduzierten Kosten und Zeit erhöht wird.Um das interskapuläre braune Fettgewebe zu ernten, legen Sie eine betäubte 8 Wochen alte C57 Black 6-Maus auf ein Heizkissen und machen Sie einen 2-Zentimeter-Schnitt entlang der dorsalen Mittellinie. Entfernen Sie die iBAT-Pads aus dem interskapulären Bereich. Nachdem die Blutung aufgehört hat, verwenden Sie 7-Millimeter-Edelstahl-Wundclips, um den Schnitt zu schließen.Wenn alle iBAT gesammelt wurden, bringen Sie die Mäuse 14 Tage lang auf einer Intensivstation unter. Verabreichen Sie den Mäusen sechs Tage lang 5 Milligramm pro Kilogramm Meloxicam und entfernen Sie die Clips, sobald die Wunde verheilt ist. Um automatisierte sequenzielle PET/MR-Scans vor der Bildgebung zu ermöglichen, stellen Sie das Unterscheidungsniveau auf 400 bis 600 Kiloelektronenvolt, den Konfidenzmodus auf 1-3, die Scanzeit auf 20 Minuten und das Studienisotop auf F-18 ein, um den Workflow für die PET-Erfassung festzulegen.Um eine T1-gewichtete Magnetresonanz zur Dämpfungskorrektur zu erfassen, stellen Sie die Gradient Echo-3D-Parameter ein. Um die T2-gewichtete Magnetresonanz als anatomische Referenz zu erfassen, stellen Sie die Fast-Spin Echo 2D-Parameter ein. Um die Rekonstruktion der PET-Bilder zu ermöglichen, verwenden Sie den Tera-Tomo 3D-Algorithmus mit dem Koinzidenzmodus auf 1-3 und mit den Zerfalls-, Totzeit-, Zufalls-, Dämpfungs- und Streukorrekturen, um Bilder mit einer Gesamtvoxelgröße von 0,3 Kubikmillimetern zu erstellen.Legen Sie einen Tag vor Beginn der bildgebenden Studie zur Überprüfung der Genauigkeit der PET-Quantifizierung die entsprechende PSA auf und füllen Sie eine 5-Milliliter-Spritze mit F18-FDG, wie vom Hersteller empfohlen. Verwenden Sie einen Dosiskalibrator, um die Aktivität der Spritze aufzuzeichnen und den Zeitpunkt der Messung zu notieren. Verwenden Sie in der Software den ROI der interpolierten Ellipse, um ein Volumen von Interesse auf das rekonstruierte Bild der Spritze zu zeichnen und die wiederhergestellte Aktivität mit dem mit dem Dosiskalibrator gemessenen Wert zu vergleichen.Am Tag des bildgebenden Experiments platzieren Sie die 18F-FDG-Durchstechflasche vorsichtig mit einer Pinzette hinter einem L-Block-Tischschild und verdünnen ein Aliquot Radioisotop in 100 bis 150 Mikrolitern steriler Kochsalzlösung auf eine Gesamtaktivitätskonzentration von 200 bis 250 Mikrocuries. Ziehen Sie die 18F-FDG-Lösung in eine 1-Milliliter-Spritze, die mit einer Nadel ausgestattet ist, und messen Sie die Radioaktivität mit dem Dosiskalibrator wie gezeigt. Notieren Sie das Gewicht der abzubildenden Maus, bevor Sie die 18F-FDG-Lösung in eine Heckvene injizieren.Beachten Sie die Injektionszeit und die Restradioaktivität der Spritze, um eine Zerfallskorrektur zu ermöglichen. Legen Sie die Maus dann für 60 Minuten zurück in ihren Käfig. Um die injizierte 18F-FDG-Aktivität zu berechnen, subtrahieren Sie die Aktivität in der Spritze vor der Injektion von der nach der Injektion gemessenen Aktivität.Schalten Sie am Ende der Radioisotopenaufnahmeperiode den Lufterhitzer für das Mausbett des Mikro-PET/MR-Scanners ein. Legen Sie die betäubte FDG-injizierte Maus auf ein Atemkissen im Scannerbett und führen Sie eine Scout-Ansicht durch, um die Mausposition zu bestimmen. Stellen Sie die Position des Mausbetts so ein, dass der gesamte Körper beobachtet werden kann, um sicherzustellen, dass das Zentrum des MRT-Sichtfeldes mit dem Zentrum des Körpers zusammenfällt.Wählen Sie unter PET-Erfassung die Option Scanbereich bei vorheriger Erfassung aus, um die Position der Scout-Ansicht zu verwenden, und klicken Sie auf Vorbereiten, um das Tierbett von MR zu PET zu verschieben. Wählen Sie OK, um den PET-Scan zu starten. Notieren Sie die Injektionsdosis und die Zeit, die vor und nach der 18F-FDG-Verabreichung im Radiopharmaceutical Editor gemessen wurden, und geben Sie das Gewicht der Maus im Menü "Betreffinformationen" ein.Sobald der PET-Scan abgeschlossen ist, wählen Sie Vorbereiten, um zur MR-Bildgebung überzugehen und alle MR-Aufnahmen im Studienlistenfenster abzuschließen. Wählen Sie OK, um die MR-Scans zu starten. Nachdem der gesamte Workflow abgeschlossen ist, bewerten Sie kurz die Qualität der aufgenommenen MR-Bilder in der Nachbearbeitungssoftware und klicken Sie auf Home, um das Mausbett von der MR in die ursprüngliche Position zu bewegen.Wenn alle Mäuse abgebildet wurden, wählen Sie, um die Daten im Menü "Rohscan" zu rekonstruieren, PET-Erfassung, um den fertigen PET-Scan zu laden, und wählen Sie T1-bewertete MR-Erfassung aus, damit eine Materialkarte erstellt werden kann. Verwenden Sie dann den Tera-Tomo 3D-Algorithmus, um die Daten wie demonstriert zu rekonstruieren. Die Entfernung von iBAT vor der Kaltbehandlung verändert die Aktivität des iWAT, wie der bemerkenswerte Anstieg der 18F-FDG-Aufnahme zeigt, der in iWAT durch Mikro-PET/MR-Bildgebung beobachtet wurde.Darüber hinaus sind multilokuläre Adipozyten, die charakteristisch in beigem Fettgewebe beobachtet werden, bei iWAT von Mäusen nach iBAT-Entfernung stärker ausgeprägt als die bei iWAT von Scheintieren beobachtete Adipozytenmorphologie. Kaltbehandelte, scheinoperierte Mäuse zeigen eine deutlich erhöhte 18F-FDG-Aufnahme in iBAT. Mäuse, bei denen ihr iBAT vor der Kältebehandlung entfernt wurde, zeigen die höchste 18F-FDG-Aufnahme im iWAT.Tatsächlich führt die Kälteexposition zu einem siebenfachen Anstieg der 18F-FDG-Aufnahme im iBAT von Scheinmäusen, während die Entfernung von iBAT bei den kälteinduzierten Mäusen zu einer achtfachen Zunahme der 18F-FDG-Aufnahme im Vergleich zu thermoneutralen Mäusen führt, bei denen nur eine bescheidene zweifache Zunahme beobachtet wird. Bei diesem Verfahren ist es wichtig, jede Maus für jede PET/MRT-Aufnahme in eine gleiche Position zu bringen, um die Visualisierung und Quantifizierung von braunen und beigen Adipozyten in verschiedenen Regionen zu verbessern. Mit dieser Methode und zusammen mit anderen MRT-Methoden, wie z.B. Diffusion mit Bildgebung oder Thermometrie, können weitere Einblicke in die räumliche Verteilung und Prävalenz von braunen und beigen Adipozyten bei Mäusen beginnen, die möglicherweise auf den Menschen übertragen werden können.Diese Methode ermöglicht es den Forschern, die Funktion dieser thermogenen braunen und beigen Adipozyten zu untersuchen. Daher sind sie besonders mächtig, wenn es darum geht, die nichtklinischen thermogenen Signalwege zu untersuchen, bei denen diese klassischen Marker nicht verändert oder hochreguliert werden.

Research

JoVE Journal

Biology

Visualization and Quantification of Brown and Beige Adipose Tissues in Mice using [18F]FDG Micro-PET/MR Imaging

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

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

Funktionelle Bildgebung Brown Fat in Mäusen mit 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 ...

Forschung

Biologie

Visualization and Quantification of Mesenchymal Cell Adipogenic Differentiation Potential with a Lineage Specific Marker

Visualisierung und Quantifizierung von mesenchymalen Zellen adipogenen Differenzierung Potenzial mit einer Linie spezifische Marker

Several dyes are currently available for use in detecting differentiation of mesenchymal cells into adipocytes. Dyes, such as Oil Red O, are cheap, easy ...

Visualization of 3D White Adipose Tissue Structure Using Whole-mount Staining

Visualisierung von 3D weißen Fettgewebe Schachts ganz-Mount Färbung

Adipose tissue is an important metabolic organ with high plasticity and is responsive to environmental stimuli and nutrient status. As such, various ...

Exploring Adipose Tissue Structure by Methylsalicylate Clearing and 3D Imaging

Untersuchung der Adipose-Gewebestruktur durch Methylsalicylat-Clearing und 3D-Bildgebung

Obesity is a major worldwide public health issue that increases the risk to develop cardiovascular diseases, type-2 diabetes, and liver diseases. Obesity ...

Preparation of Adipose Progenitor Cells from Mouse Epididymal Adipose Tissues

Herstellung von Adipose-Progenitorzellen aus Maus-Epididymal-Adipose-Geweben

Obesity and metabolic disorders such as diabetes, heart disease, and cancer, are all associated with dramatic adipose tissue remodeling. Tissue-resident ...

Isolation and Differentiation of Primary White and Brown Preadipocytes from Newborn Mice

Isolierung und Differenzierung primärer weißer und brauner Präadipozyten von neugeborenen Mäusen

The understanding of the mechanisms underlying adipocyte differentiation and function has greatly benefited from the use of immortalized white ...

Quantification of Interbacterial Competition using Single-Cell Fluorescence Imaging

Quantifizierung der interbakteriellen Konkurrenz mittels Einzelzell-Fluoreszenzbildgebung

Interbacterial competition can directly impact the structure and function of microbiomes. This work describes a fluorescence microscopy approach that can ...

Quantitative Determination of De Novo Fatty Acid Synthesis in Brown Adipose Tissue Using Deuterium Oxide

Quantitative Determination of De Novo Fatty Acid Synthesis in Brown Adipose Tissue Using Deuterium Oxide

Quantitative Bestimmung der de novo Fettsäuresynthese im braunen Fettgewebe mittels Deuteriumoxid

Fatty acid synthesis is a complex and highly energy demanding metabolic pathway with important functional roles in the control of whole-body metabolic ...

Quantification of Skeletal Muscle Fatty Infiltration via Decellularization

Decellularization-Based Quantification of Skeletal Muscle Fatty Infiltration

Decellularization-Based Quantification of Skeletal Muscle Fatty Infiltration (Video) | JoVE 

Dezellularisierungsbasierte Quantifizierung der Fettinfiltration der Skelettmuskulatur

Fatty infiltration is the accumulation of adipocytes between myofibers in skeletal muscle and is a prominent feature of many myopathies, metabolic ...

Assessment of Acinetobacter Biofilm Formation and Characterization of Biofilms

Quantification, Viability Assessment, and Visualization Strategies for Acinetobacter Biofilms

A Comprehensive Protocol for Acinetobacter Biofilm Quantification, Assessment, and Visualization (Video) | JoVE

Quantifizierung, Viabilitätsbewertung und Visualisierungsstrategien für Acinetobacter-Biofilme

Acinetobacter causes nosocomial infections and its biofilm formation can contribute to the survival on dry surfaces such as hospital environments. Thus, ...