Мы описываем разными углами вращения оптических изображений (MAROI) системы для количественного в естественных условиях флуоресцентным маркером выступил saposin C (SAPC)-dioleoylphosphatidylserine (DOPS) nanovesicles. Применение модели мыши рака и артрита, показано, как анализ кривой сигнала MAROI может быть использован для точного отображения и биологической характеристике болезненных процессов.
Мы описываем разными углами вращения оптических изображений (MAROI) системы для мониторинга в естественных условиях физиопатологических процессов, меченных флуоресцентным маркером. Модели мыши (опухоли головного мозга и артрит) были использованы для оценки полезности данного метода. Saposin С (SAPC)-dioleoylphosphatidylserine (DOPS) nanovesicles с меткой CellVue Maroon (МВО) флуорофором вводили внутривенно. Животные были помещены в направлении вращения держателя (MARS) в в естественных условиях системы формирования изображения. Изображения были получены в 10 ° с шагом более 380 °. Прямоугольная область интереса (ROI) был помещен по всей ширине изображения в модели очаг заболевания. В ROI, и для каждого изображения, среднее значение интенсивности флуоресценции был вычислен после вычитания фона. В мышиных моделях исследуемых, меченые nanovesicles были рассмотрены в обоих ортотопических и трансгенных опухолей головного мозга, и в артритом сайтов (пальцев ноги и лодыжек). Анализ Кривая мульти углом ИМАGE трансформирования определяют угол с наибольшим сигналом. Таким образом, оптимальный угол для работы с изображениями каждого сайта болезнь характеризуется. Метод MAROI применяется к визуализации люминесцентных соединений является неинвазивным, экономичный и точный инструмент для в естественных условиях количественного анализа болезненных состояний в описанных моделях мыши.
Всего изображений животных стала мощным инструментом в изучении животного физиопатологии. Среди существующих систем визуализации, МС FX PRO позволяет исследователям точно Визуализация флуоресцентно меченных (или люминесцентные) соединения и / или тканей в живых мышей, и одновременно получить рентгеновские снимки. С недавно введенной мультимодальных системы ротации животных (МАРС) полный, автоматизированная ротация мыши достигается с целью захвата как флуоресцентный / люминесцентные и рентгеновские снимки под определенными углами 1. Приобретение изображение может быть запрограммирован таким образом, что последовательное серии изображений может быть захвачен в конкретных, дополнительных углов, как маленький 1 °. Это позволяет определить оптимальную ориентацию животного, то есть. , в котором расстояние между внутренне генерируемого флуоресцентный / люминесцентного сигнала и устройства детектирования системы является кратчайшим. Это, в свою очередь, облегчает точное репозиционирование животного для последующей визуализации себеssions во время продолжительных исследований.
В этом докладе мы описываем реализацию вращения оптических изображений (MAROI) системы нескольких ракурсов для количественного в естественных условиях интенсивности флуоресценции маркера. MAROI анализ кривой сигнал может быть использован в продольных исследований для прямой корреляции флуоресцентного распространения сигнала для точного карте больные участки или биологических процессов, представляющих интерес.
Эта система была использована для контроля за поглощение флюоресцентно меченых SAPC-DOPS nanovesicles по ортотопических и спонтанных опухолей, а также при артрите очагов, в живых мышей; это при условии многоспектральные и мультимодальные наборов данных, полученных из полного вращения охвата животных. Среди многочисленных флуоресцентных зондов в настоящее время на естественных изображений, тех, излучающих в ближней инфракрасной и дальней красной областях спектра придать самую низкую вмешательство кожи и тканей, и обеспечить самые высокие проникновения и графические резЕШЕНИЕ. Мы использовали CellVue Maroon (МВО) 2,3, далеко красный флуоресцентный линкер клеток (Ex 647/Em 667), на этикетке SAPC-DOPS (SAPC-DOPS-МВО) 4-12.
Точное определение местоположения и величины солидных опухолей и воспалительных очагов в ревматизме имеет решающее значение для реализации адекватного лечения и последующих мер прогрессирования заболевания или ремиссии. В то время как ценные, нынешние стратегии визуализации (рентген; МРТ; ультразвук; Рентгеновская компьютерная томография) обеспечивают неполные оценки состояния заболевания. Например, артритом повреждения суставов обычно оценивается с помощью рентгеновских лучей, что обеспечивает информацию о структуре кости, но не на воспаление мягких тканей и разрушения, характерной для ранних стадиях заболевания. Метод MAROI представленные здесь сочетает в себе преимущества обоих рентгеновских лучей и сложных мягких методов визуализации ткани (например МРТ или ультразвука) на основе комплексного, неинвазивной и простой платформы, при которой сохраняется отображения полного 3D и реконструкции пораженной ткани или органа в мелкие животные, такие как мыши.
Этот метод использует селективного сродства ое SAPC-DOPS nanovesicles для открытых Фосфатидилсерин остатками, которые в изобилии в мембранах раковых и воспалительных клеток. Определитель это связывание SAPC, слиянию лизосомальных белков с сильным сродством к анионным фосфолипидов, таких как фосфатидилсерином 7,10,11. Когда конъюгирован с флуоресцентного зонда (МВО), системно вводили SAPC-DOPS можно отнести к опухоли и артритом сайтов по визуализации флуоресценции.
Ограничения нашего метода связаны с его чувствительностью, которая в настоящее время ограничивает его использование для визуализации мелких животных, как мыши. Как и в других методах визуализации, оптимальный флуоресцентный сигнал-шум сдерживается размера опухоли или степени артрит, и может быть нарушена при визуализации тканей или органов с высоким фоном (автофлуоресцентной), такие как ушей (визуализации мозга, кишечника) / кал (в животе визуализации) и лапы (задние изображений конечностей). В этом отношении, мы обнаружили, что далеко-красного красителя, таких как МВО профиVides лучше спектральное разделение и разрешение в естественных условиях обстановке в чем другие флуоресцентных зондов в видимом диапазоне.
Другие подводные камни включают потенциального движения животного во время съемки, и в то время как под наркозом и после смерти (трупное окоченение). Hind позиционирование конечности, в частности, часто трудно стабилизировать, чтобы избежать движение во время вращения. В своем нынешнем состоянии техники также отнимает много времени, с времени сканирования, пока 60 мин необходимо завершить полный оборот и получать изображения высокого качества.
Метод MAROI представляет ряд преимуществ по сравнению с другими методами визуализации. Способность изображений пораженной ткани от 38 (или более) под разными углами позволяет визуализировать флуоресценции, что может быть затруднено при оценке его от одной плоскости; это ценный в исследованиях на животных, потому что это может помочь свести к минимуму количество ложных отрицательных что в результате обработки изображений в неподходящее углами. По overlинь рентгеновского и флуоресцентные изображения, точную анатомическую локализацию пораженной сайта может быть определена. Наконец, возможность живого (в естественных условиях) визуализации позволяет продольные исследования должны быть выполнены.
The authors have nothing to disclose.
Эта работа была частично поддержана NIH / NCI грантов Количество 1R01CA158372-01 (в Ци) и нового препарата государственный Ки Проект номер гранта 009ZX09102-205 (к Ци). Написание помощь была оказана доктором Джуди Racadio, и финансировалось Университета Цинциннати Департамента гематологии и онкологии. Vontz Ядро изображений Лаборатория (VCIL) в Медицинском колледже при Университете Цинциннати.
Dulbecco's modified eagle medium | Gibco (Grand Island, NY) | 11965 | |
Fetal Bovine Serum | Gibco (Grand Island, NY) | 16000077 | |
Penicillin-streptomycin | Hyclone (Logan, Utah) | SV30010 | |
Dioleoylphosphatidylserine | Avanti Polar Lipids (Alabaster, AL) | 840035C | |
CellVue Maroon | Molecular Targeting Technologies, Inc. (Exton, PA) | C-1001 | |
Sephadex G25 column PD-10 | Amersham Pharmacia Biotech, (Piscataway, NJ) | 17-0851-01 | |
New Standard Stereotaxic for Rats and Mice | Harvard Apparatus (Holliston, MA) | 726335 | |
Bransonic Ultrasonic Cleaners Model 1510 | Branson Ultrasonics (Danbury,CT) | CPN-952-118 | |
Multi-spectral FX system | Bruker Corporation (Billerica, MA) | ||
Multi-angle Rotational Optical Imaging Device | Bruker Corporation (Billerica, MA) |