Summary

监测树突状细胞迁移<sup> 19</sup> F /<sup> 1</sup> H磁共振成像

Published: March 20, 2013
doi:

Summary

细胞利用磁共振成像跟踪,在过去几年里取得了显着的关注。本协议描述标签的树突状细胞与氟(<sup> 19</sup> F)的丰富的颗粒,这些细胞在体内的应用程序,和监测他们迁移到引流淋巴结的程度<sup> 19</sup> F /<sup> 1</sup> H MRI和<sup> 19</sup> F刘健。

Abstract

如磁共振成像(MRI)的非侵入性的成像方式的不断进步,极大地提高了我们的学习能力,在生物体的生理或病理过程。 MRI也证明是一个有价值的工具捕捉移植细胞在体内 。初始小区标记策略用于MRI使用的造影剂的影响的MR弛豫时间(T1,T2,T2 *)和引起增强(T1)或耗尽(T2 *)标记的细胞存在的信号。 T2 *增强剂,如超小型氧化铁剂(USPIO)已经被用来研究细胞迁移和一些人也已被FDA批准用于临床应用。 T2 *剂的缺点是难以区分从其他文物,如血块,微出血或气泡标记细胞的信号灭绝创建的。在这篇文章中,我们描述了一个新兴的技术跟踪细胞在体内基于氟(第19楼)丰富的颗粒细胞标记。这些颗粒的制备是通过乳化的全氟化碳(PFC)的化合物,然后用的标签细胞,其后,可以通过19 F核磁共振成像成像。的PFCs的重要的优点包括(i) 在体内的碳结合的19 F 在体内 ,然后通过19 F磁共振波谱产生背景图像和量化的细胞信号的完整的细胞选择性强(ⅱ)的可能性的情况下进行细胞跟踪。

Introduction

细胞在体内的跟踪是在一些生物医药领域的一个重要方面。对于这一点,非侵入性的成像技术,可以选择性地本地化细胞过一段时间是极​​其宝贵的。三维磁共振成像(MRI)的发展之前,不限于显微分析或组织切片的免疫细胞迁移的跟踪。细胞跟踪的帮助下,MRI在过去的几年中取得了巨大的关注,不仅为免疫学研究的免疫细胞在体内的行为,同时也为临床和干细胞研究。在90年代中期,最初的研究氧化铁纳米粒子发起级联发展与MRI追踪细胞。氧化铁颗粒缩短MR弛豫时间(T2 *)标记的细胞,从而导致信号损耗MR图像。氧化铁颗粒已雇用标签的巨噬细胞,少突胶质细胞progenitors 3和许多其它类型的细胞。这些颗粒也被临床被FDA批准用于标记细胞疫苗在黑色素瘤患者4。由于在体内体外与氧化铁颗粒标记的细胞依赖于缩短的T2 *信号,后者还可以带来体内的易感性相关T2 *的影响,如微出血,铁沉淀物或气泡,因此可能很难识别标记的细胞在体内的来自其他背景T2 *信号灭绝5。

在这篇文章中,我们描述了一种技术用于跟踪在体内的树突状细胞(DC)采用19 F / 磁共振成像(MRI)。这种细胞追踪技术才被引入几年后,于2005年6 19 F在MRI首次确认申请报告已7。其中一个重要的ADVA氧化铁颗粒细胞标记的19 F超过ntage是低的生物组织中发生的19 F,这使得它可以非常有选择性与基本上无背景图像跟踪细胞。此外,有可能获得从传统的1H核磁共振成像的解剖图像,叠加的19 F标记的细胞从移植的MR信号。因此,19 F / 核磁共振成像是相当有关的研究在体内细胞迁移。用这种方法研究的细胞都标有19架F-富。综合来自主要由碳原子和氟原子组成的全氟碳(PFC),通常用于制备颗粒。这些化合物是不溶于水和乳化之前, 在体外体内应用。通常的PFC颗粒大小已受聘于其他群体在体内 19 F-MRI跟踪实验介于100纳米和245纳米6,8-10。然而,我们已经表明,标签与全氟-15 -冠-5 -醚(PFCE)随着粒径(> 560nm的颗粒增加的树突状细胞中的效率)11

Protocol

所有动物的程序,必须由当地机构执行前的动物福利委员会批准。于MR测量麻醉和生理监测(体温,呼吸频率)足够水平的必不可少的要求。 1。小鼠骨髓来源的树突状细胞生成提取C57BL / 6小鼠骨髓细胞如前所述,该协议的历史可以追溯到1992年13最初是由拉尔夫·斯坦曼(1943年至二○一一年),树突状细胞的发现者14组 12。 简言之…

Representative Results

18〜24小时后,皮内的应用程序,19 F-标记的树突状细胞(DC)迁移到排水的腘淋巴结。可以理解的DC,通过到排水politeal的淋巴结的淋巴管的运动,通过叠加的1 H 19 F DC图像( 图2A)的解剖图像。我们以前曾报道这些细胞在体内的迁移,以及19 F-粒度对DC免疫生物学,包括吸收效率11的影响。为了量化的DC迁移到淋巴结的程度,我们提取引流淋巴结?…

Discussion

这种方法采用19 F / 1ħMRI跟随移动到淋巴结的DC提供了学习的机会, 体内的免疫细胞的迁移模式。树突状细胞是快速迁移的免疫细胞,是能够通过三维结构不紧密粘附的特异性底物17的情况下的机动的很好的例子。虽然所描述的技术的低空间分辨率(μm的范围内)是不与高的分辨率(nm范围内),使用这种技术,可以实现与多光子显微镜,它仍然是可能的,研究细胞?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

这项研究是由西南德意志研究联合会(DFG WA 2804)和西南大学教育资助的实验和临床研究中心,最大的一个合作德尔布吕克分子医学中心在柏林的Charité医学院。资助者在研究设计,数据收集和分析,决定发表或准备手稿的作用。我们感谢罗伯特·韦斯特法尔先生在他的技术支持,在我们的实验室实习。

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

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Waiczies, H., Guenther, M., Skodowski, J., Lepore, S., Pohlmann, A., Niendorf, T., Waiczies, S. Monitoring Dendritic Cell Migration using 19F / 1H Magnetic Resonance Imaging. J. Vis. Exp. (73), e50251, doi:10.3791/50251 (2013).

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