Kullanarak İzleme Dendritik Hücre Göç<sup> 19</sup> F /<sup> 1</sup> H Manyetik Rezonans Görüntüleme
Summary
MRI kullanarak hücrelerin Takip geçmiş yıllarda kayda değer bir ilgi kazanmıştır. Bu protokol, flor ile dendritik hücrelerin etiketlenmesi açıklanmaktadır (<sup> 19</sup> F) zengin bu hücrelerin in vivo uygulama parçacıklar, ve ile drenaj lenf nodu göç ölçüde izlenmesi<sup> 19</sup> F /<sup> 1</sup> H MR ve<sup> 19</sup> F MRS.
Abstract
Manyetik rezonans görüntüleme (MRG) gibi girişimsel olmayan görüntüleme yöntemleri sürekli gelişmeler büyük ölçüde canlılar fizyolojik veya patolojik süreçler çalışma yeteneğimizi geliştirdik. MR da in vivo olarak nakledilen hücrelerin yakalamak için değerli bir araç olduğunu gösteriyor. MR rahatlama kez etkileyen kontrast maddelerin MRG yapılan kullanımı için ilk hücre etiketleme stratejileri (T1, T2, T2 *) ve etiketli hücreleri mevcut sinyalinin bir donanım (T1) veya tükenmesi (T2 *) yol açar. T2 gibi ultrasmall demir oksit ajanlar (USPIO) olarak * geliştirme ajanlar hücre göçü ve bazıları da klinik uygulama için FDA tarafından onaylanmış çalışma istihdam edilmiştir. T2 * ajanların bir dezavantajı, kan pıhtılaşması, mikro kanamaları veya hava kabarcıkları gibi diğer eserler etiketli hücreler tarafından oluşturulan sinyal yok ayırt etmek zor olmasıdır. Bu yazıda, in vivo izleme hücreler için gelişmekte olan bir teknik tarifflorin (19 F) zengin parçacıkları ile hücrelerin etiketlenmesi dayanmaktadır. Bu parçacıklar perflorokarbon (PFC) bileşikleri emülsifiye edici ve daha sonra daha sonra MR 19 F tarafından görüntülenebilir etiket hücreleri, için kullanılır tarafından hazırlanır. In vivo içerir (i), daha sonra 19 F rezonans spektroskopi ile de hücreye sinyal ölçmek için arka plan görüntüleri içermeyen ve tam hücre selectivityand (ii) olasılığı elde edilir, in vivo olarak bağlı karbon-19 K, yokluğunda hücre izleme için PFC önemli avantajlar .
Introduction
In vivo hücre izleme biyomedikal pek çok alanda çok önemli bir yönüdür. Bunun için, seçici olarak bir süre içinde hücre lokalize edilebilir non-invazif görüntüleme yöntemleri son derece değerlidir. Üç boyutlu manyetik rezonans görüntüleme (MRG) gelişimine önce, bağışıklık hücre göç izleme mikroskopik analizler veya doku biyopsisi ile sınırlıydı. MR yardımıyla hücre izleme in vivo immün hücre davranışlarını incelemek Bağışıklık için değil sadece, son yıllarda büyük önem kazanmıştır, ama aynı zamanda klinik ve kök hücre araştırmacılar için vardır. 90'lı yılların sırasında, demir oksit ilk çalışmalar 1 MR ile izleme hücreler için gelişmelerin bir çağlayan başlattı nanopartiküller. Demir oksit parçacıkları işaretli hücrelerin MR gevşeme zamanı (T2 *) kısaltmak ve böylece MR görüntülerde sinyal azalması neden olur. Demir oksit parçacıkları etiketi makrofajlar 2, oligodendrosit s istihdam edilmiştirrogenitors 3 ve bir çok diğer hücre türleri. Bu parçacıkların bazıları da klinik olarak melanom hastalarında 4 hücresel aşılar etiketleme için FDA tarafından onaylanmıştır. In vivo veya demir oksit parçacıkları ile hücrelerin ex vivo etiketleme yana T2 * sinyalinin bir kısalma dayanır ve ikincisi de, bu tür mikro kanamaları, demir yatakları veya hava kabarcıkları gibi in vivo duyarlılık ile ilgili T2 * etkileri getirdiği olabilir diğer arka plan in vivo T2 * sinyal yok oluşların 5 etiketli hücreleri tanımlamak için zor olabilir.
Bu yazıda, 19 F / 1 H manyetik rezonans görüntüleme (MRG) kullanılarak in vivo dendritik hücreler (DC) izlemek için bir teknik tarif. Bu hücre izleme teknolojisi sadece MR 19 F için ilk tanınan uygulamaları 7. Min olmuştu birkaç yıl sonra 2005 6 yılında tanıtıldı. Önemli bir Advademir oksit parçacık hücre etiketleme üzerinde 19 F ntage dokusunda 19 F düşük biyolojik olay, bu temelde arka plan olmayan görüntüler ile çok seçici hücreleri izlemek için mümkün kılar. Ayrıca, geleneksel 1H MR elde edilen anatomik görüntüleri ile nakledilen etiketlenmiş hücrelerden 19 F MR sinyali kaplamak mümkündür. 19 K / 1 H MR nedenle, in vivo hücre göçü araştıran çalışmaları için oldukça uygundur. Bu yöntem ile çalıştı Hücreler 19 F-zengin parçacıkları ile etiketlenir. Öncelikle karbon ve florin atomu oluşan sentetik olarak türetilmiş perflorokarbonlar (PFC) genellikle parçacıkları hazırlamak için kullanılır. Bu bileşikler, su içinde çözünmez ve in vitro veya in vivo uygulama öncesinde emülsiyondan geçirilmesine gereksinim vardır. F-MR izleme deneylerde in vivo 19 için diğer gruplar tarafından istihdam edilmiştir PFC parçacıkların boyutu normalde100 nm ve 245 nm 6,8-10 arasında değişmektedir. Ancak biz göstermiştir ki, artan parçacık boyutu (> 560 nm) perfloro-15-taç eter-5-(PFCE) partiküllerinin artışları ile dendritik hücrelerin etiketleme verim. 11
Protocol
Representative Results
Discussion
19 F / 1 H MRI lenf nodu içine DC hareketini takip etmek istihdam Bu yöntem in vivo bağışıklık hücrelerinin göç yollarını incelemek için fırsat verir. Dendritik hücreler hızla sıkı belirli yüzeylere 17 kalarak olmadan üç boyutlu yapılar aracılığıyla manevra edebiliyoruz bağışıklık hücrelerinin göç mükemmel örnekleridir. Tanımlanan teknik uzaysal çözünürlüğü (mikron aralığında) bu teknikle, multiphoton mikroskobu ile elde edilebilen …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, Berlin'de Moleküler Tıp ve Charite Tıp Fakültesi Merkezi Delbrück Deneysel ve Klinik Araştırma Merkezi, Max bir işbirliğinden SW için Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG WA 2.804) ve SW için bir üniversite hibe tarafından finanse edildi. Fon çalışma tasarımı, veri toplama ve analizi, yayınlama kararı ya da yazının hazırlanmasında herhangi bir rolü vardı. Biz laboratuvarda yaptığı staj sırasında teknik destek için Sayın Robert Westphal teşekkür ederim.
Materials
| REAGENTS | |||
| C57BL/6 mice | Charles River, Berlin | ||
| RPMI | Gibco | 21875-091 | |
| FBS Superior | Biochrom AG | S 0615 | |
| HEPES | Gibco-Invitrogen | 15630-056 | |
| Penicillin-Streptomycin | Gibco | 15140-122 | |
| L-glutamine | Gibco | 25030-024 | |
| Dulbecco’s PBS | Sigma Aldrich | D8662 | |
| PFA | Santa Cruz | sc-281692 | |
| Perfluoro-15-crown-5-ether | ChemPur | 391-1996 | |
| Pluronic F-68 | Sigma Aldrich | P5556 | |
| Petri dishes (35 x 10 mm) | VWR, Germany | 391-1996 | |
| 27 ½ G syringes | VWR, Germany | 612-0151 | |
| Nylon cell strainers (100 μm mesh) | VWR, Germany | 734-0004 | |
| NMR tubes | VWR, Germany | 634-0461 | |
| EQUIPMENT | |||
| Dissection tools | FST | ||
| CO2 incubator | Binder | ||
| Small animal MR system | Bruker Biospin | 9.4T BioSpec 94/20 USR, ParaVision Acquisition and Processing Software | |
| 1H/19F dual-tunable volume RF coil | Rapid Biomed, Würzburg, Germany | 35 mm inner diameter, 50 mm length | |
| 19F spectroscopy coil | in-house | tune/match loop coil, 4 turns, inner diameter 5 mm, 10 mm long, two capacitors for tuning and matching | |
| Isoflurane inhalation system | Föhr Medical Instruments GmbH | ||
| Animal monitoring system Model 1025 | SA Instruments Inc., New York, USA |
References
- Yeh, T. C., Zhang, W., Ildstad, S. T., Ho, C. In vivo dynamic MRI tracking of rat T-cells labeled with superparamagnetic iron-oxide particles. Magn. Reson. Med. 33 (2), 200-208 (1995).
- Weissleder, R., Cheng, H. C., Bogdanova, A., Bogdanov, A. Magnetically labeled cells can be detected by MR imaging. J. Magn. Reson. Imaging. 7 (1), 258-263 (1997).
- Franklin, R. J., Blaschuk, K. L., Bearchell, M. C., Prestoz, L. L., Setzu, A., et al. Magnetic resonance imaging of transplanted oligodendrocyte precursors in the rat brain. NeuroReport. 10 (18), 3961-3965 (1999).
- de Vries, I. J., Lesterhuis, W. J., Barentsz, J. O., Verdijk, P., van Krieken, J. H., et al. Magnetic resonance tracking of dendritic cells in melanoma patients for monitoring of cellular therapy. Nat. Biotechnol. 23 (11), 1407-1413 (2005).
- Liu, W., Frank, J. A. Detection and quantification of magnetically labeled cells by cellular MRI. Eur. J. Radiol. 70 (2), 258-264 (2009).
- Ahrens, E. T., Flores, R., Xu, H., Morel, P. A. In vivo imaging platform for tracking immunotherapeutic cells. Nat. Biotechnol. 23 (8), 983-987 (2005).
- Holland, G. N., Bottomley, P. A., Hinshaw, W. S. F-19 Magnetic-Resonance Imaging. Journal of Magnetic Resonance. 28 (1), 133-136 (1977).
- Partlow, K. C., Chen, J., Brant, J. A., Neubauer, A. M., Meyerrose, T. E., et al. 19F magnetic resonance imaging for stem/progenitor cell tracking with multiple unique perfluorocarbon nanobeacons. FASEB J. 21 (8), 1647-1654 (2007).
- Ruiz-Cabello, J., Walczak, P., Kedziorek, D. A., Chacko, V. P., Schmieder, A. H., et al. In vivo “hot spot” MR imaging of neural stem cells using fluorinated nanoparticles. Magn. Reson. Med. 60 (6), 1506-1511 (2008).
- Srinivas, M., Morel, P. A., Ernst, L. A., Laidlaw, D. H., Ahrens, E. T. Fluorine-19 MRI for visualization and quantification of cell migration in a diabetes model. Magn. Reson. Med. 58 (4), 725-734 (2007).
- Waiczies, H., Lepore, S., Janitzek, N., Hagen, U., Seifert, F., et al. Perfluorocarbon particle size influences magnetic resonance signal and immunological properties of dendritic cells. PLoS ONE. 6 (7), e21981 (2011).
- Matheu, M. P., Sen, D., Cahalan, M. D., Parker, I. Generation of Bone Marrow Derived Murine Dendritic Cells for Use in 2-photon Imaging. J. Vis. Exp. (17), e773 (2008).
- Inaba, K., Inaba, M., Romani, N., Aya, H., Deguchi, M., et al. Generation of large numbers of dendritic cells from mouse bone marrow cultures supplemented with granulocyte/macrophage colony-stimulating factor. Journal of Experimental Medicine. 176 (6), 1693-1702 (1992).
- Lanzavecchia, A., Sallusto, F. Ralph M. Steinman. 1943-2011. Cell. 147 (6), 1216-1217 (1943).
- Srinivas, M., Turner, M. S., Janjic, J. M., Morel, P. A., Laidlaw, D. H., et al. In vivo cytometry of antigen-specific t cells using 19F. MRI. Magn. Reson. Med. 62 (3), 747-753 (2009).
- Srinivas, M., Heerschap, A., Ahrens, E. T., Figdor, C. G., de Vries, I. J. (19)F MRI for quantitative in vivo cell tracking. Trends Biotechnol. 28 (7), 363-370 (2010).
- Lammermann, T., Bader, B. L., Monkley, S. J., Worbs, T., Wedlich-Soldner, R., et al. Rapid leukocyte migration by integrin-independent flowing and squeezing. Nature. 453 (7191), 51-55 (2008).
- Liu, M. S., Long, D. M. Perfluoroctylbromide as a diagnostic contrast medium in gastroenterography. Radiology. 122 (1), 71-76 (1977).
- Kwiatkowska, K., Sobota, A. Signaling pathways in phagocytosis. Bioessays. 21 (5), 422-431 (1999).
- Mitragotri, S., Lahann, J. Physical approaches to biomaterial design. Nat. Mater. 8 (1), 15-23 (2009).
- Hoult, D. I., Richards, R. E. The signal-to-noise ratio of the nuclear magnetic resonance experiment. J. Magn. Reson. 24 (1), 71-85 (1976).
- Kovacs, H., Moskau, D., Spraul, M. Cryogenically cooled probes – a leap in NMR technology. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 46 (2-3), 131-155 (2005).
- Waiczies, H., Millward, J. M., Lepore, S., Infante-Duarte, C., Pohlmann, A., et al. Identification of Cellular Infiltrates during Early Stages of Brain Inflammation with Magnetic Resonance Microscopy. PLoS ONE. 7 (3), e32796 (2012).
- Haacke, E. M. . Magnetic resonance imaging physical principles and sequence design. , (1999).
