5分鐘了解\\PET-CT在動物研究中的應用
簡介:
電子計算機X射線斷層掃描技術(Computed Tomography CT)的原理是根據(jù)人體不同組織對X線的透過和吸收率差異,檢查體內(nèi)有否細小病變。CT能從形態(tài)上分析,并發(fā)現(xiàn)解剖學異常的病變。
正電子發(fā)射計算機斷層顯像(Positron Emission Tomography PET)檢查,將正電子核素作為示蹤劑,通過病灶部位對示蹤劑的攝入,了解病灶功能代謝狀態(tài),從而對疾病作出正確診斷。
*PET-CT將PET與CT完美融為一體,由PET提供病灶詳盡的功能與代謝等分子信息,而CT提供病灶的精確解剖定位,可將PET圖像和CT圖像融合的功能,全方位完成病灶區(qū)域的功能和結(jié)構成像。具有靈敏、準確、特異及定位精確等特點,可一目了然的了解全身整體狀況,達到早期發(fā)現(xiàn)病灶和診斷疾病的目的。
*PET/CT: 把PET和CT的優(yōu)勢互補,是現(xiàn)階段最先進的醫(yī)學影像技術,效果優(yōu)于單獨PET或單獨CT掃描。
應用領域
PET/CT目前廣泛用于腫瘤病灶定位、良惡性診斷、原發(fā)病灶判斷、心肌活性分析、神經(jīng)代謝分析、藥代動力學研究等多種臨床和科研領域。
隨著基因組學等的發(fā)展,各種實驗動物在現(xiàn)代分子生物學、生物醫(yī)學等領域的地位日益重要,并且在科學家對某種疾病的認識和研究過程中,動物模型的建立對于了解疾病相關發(fā)病機制、演變過程及治療領域的新藥研發(fā)和療效監(jiān)測等都具有不可替代的重要作用,因此,PET/CT動物臨床前應用也越來越受到廣大科研工作者的重視。
小動物PET/CT雖然起步較晚,但在活體動物實驗領域中已顯示其靈敏度高、準確性好、檢查便捷、成像清晰等優(yōu)勢,本文主要介紹小動物PET/CT技術在腫瘤,心血管系統(tǒng),神經(jīng)系統(tǒng),運動系統(tǒng)等的應用。
一、腫瘤研究
圖:PET 64Cu-DOTA四氮環(huán)十二烷四乙酸-ECL1i細胞外環(huán)1小鼠肺損傷模型中的逆成像。小鼠接受氣管內(nèi)PBS磷酸鹽緩沖鹽水或LPS脂多糖,然后靜脈注射64Cu-DOTA四氮環(huán)十二烷四乙酸-ECL1i細胞外環(huán)。參考文獻:doi:10.1148/radiol.2016161409
圖:注射后2、24、48和72小時胃癌PDX模型中124I-Her-PEG-dMNPs和124I-PEG-dMNPs的微PET/CT成像(白色箭頭描繪了腫瘤;L,肝臟;T,腫瘤)。參考文獻:doi:10.3389/fonc.2021.778728
圖:腫瘤攜帶模型的微PET/CT成像研究(n = 3)。CD8+ MC38-CD8(右,紅色圓圈)和CD8-MC38(藍色圓圈)攜帶腫瘤的裸小鼠模型的靜態(tài)PET/CT掃描,在0.5、1,1.5和2 h p.i.約3.7 MBq的68Ga-NOTA-SNA006。b根據(jù)0-2小時動態(tài)PET/CT成像的定量分析分析分析的68Ga-NOTA-SNA006在腫瘤和主要正常組織中的定量時間放射性曲線
圖:a HSC-NPG和PBMC-NSG小鼠模型中68Ga-NOTA-SNA006a的微PET/CT成像在1小時時攜帶兩種類型的腫瘤以及對照(NPG和NSG)小鼠,白色箭頭代表肺、肝臟和脾臟等正常組織的吸收。b腫瘤的人類CD8抗原免疫組織化學染色。參考文獻:doi:10.1186/s12951-021-00785-9
二、心血管系統(tǒng)研究
圖:放射性核素標記的 FAP 抑制劑 (FAPI) 被用于對各種心血管疾病進行成像。研究發(fā)現(xiàn),在 13 名 CTEPH 患者中,9 名 (69%)的68 Ga-FAPI-04 攝取在視覺上有所增強,而對照受試者 均未在 PA 中增加68 Ga-FAPI-04 攝取。主要、肺葉和節(jié)段 PAs 攝取增強的患病率分別為 45% (17/38)、33% (16/48) 和 28% (44/159)。PA中的68 Ga-FAPI-04活性與肺動脈舒張壓呈正相關(r = 0.571,P = 0.041)。參考文獻:doi: 10.1007/s12350-022-03069-3
動物模型中易損動脈粥樣硬化斑塊的分子成像
圖:ApoE-/- 和他汀類藥物治療小鼠的 PET-CT。PET-CT 成像顯示 18F-4V 在動脈粥樣硬化小鼠的主動脈根部(箭頭)和弓部的攝取。在接受他汀類藥物治療的小鼠和野生型小鼠中攝取率較低。(A,C,E) 短軸視圖;(B,D,F) 長軸視圖;(G,H,I) 三維最大強度投影。骨骼顯示為白色,脈管系統(tǒng)顯示為藍色,18F-4V PET 信號顯示為紅色。PET 信號出現(xiàn)在頸動脈中,背景信號出現(xiàn)在肝臟中,此外還有在根部和弓部觀察到的 18F-4V PET 的強烈攝?。^)。
圖:心肌梗死中[18F]Galacto-RGD攝取模式。[13N]NH3和[18F]Galacto-RGD PET以及晚期增強心臟MRI顯示(A:短軸;B:垂直長軸;C:極地圖)。在[13N]NH3 PET(箭頭)中,前壁和前葉壁的心臟核磁共振成像中顯示大面積的梗死,主要具有經(jīng)壁造影增強,血流嚴重受損。[18F]Galacto-RGD PET在梗死區(qū)域顯示示蹤劑攝?。蝗欢?,示蹤劑攝取也延伸到與梗死區(qū)域相鄰的區(qū)域,進入心肌,血流正?;騼H輕微受損(箭頭)。參考文獻:doi:10.1007/s00259-020-05034-z
三、神經(jīng)系統(tǒng)研究
18F-FDG PET/CT診斷神經(jīng)淋巴瘤3例
圖:大腦橫軸 (A) 冠狀 (B) 和矢狀 (C) 的最大強度投影;PET/CT(D、G)和 PET 圖像(E)顯示雙側(cè)顱神經(jīng) V、Gasser 神經(jīng)節(jié)和右側(cè)顱神經(jīng)復合體 VII/VIII 的 FDG 攝取增加。參考文獻:doi:10.3390/ijms222312806
拓撲異構酶IIIβ缺乏誘導小鼠神經(jīng)行為改變和腦連通性改變
圖:通過 PET/CT 圖像分析得到的 Top3β?/? 小鼠大腦不同區(qū)域的功能相關圖。通過 (18F-FDG) PET 分析確定 Top3β?/? 小鼠大腦中的代謝相關性。Top3β?/? 小鼠大腦區(qū)域不同節(jié)點的代謝相關性發(fā)生改變。紅線和藍線分別表示 53 個 VOI 的兩個大腦區(qū)域之間的相關性增加和減少正確的參考文獻:doi:10.3390/ijms222312806
四、運動系統(tǒng)研究
銅-64標記脂質(zhì)體用于骨髓成像
圖:A) 給藥后 24 小時用 64 Cu-脂質(zhì)體給藥的小鼠的代表性 CT、PET/CT 融合和 PET 圖像切片。箭頭表示 PET 圖像中的骨髓。B) 為清晰起見,顯示同一小鼠脛骨(富含骨髓)的 CT、PET/CT 融合和 PET 圖像切片的放大圖像;和 C) 顯示 CT、PET/CT 融合和脛骨 PET 圖像的體積渲染圖像表明,脂質(zhì)體的積累是特定于骨髓的。參考文獻:10.1016/j.nucmedbio.2016.08.011
小鼠骨內(nèi)葡萄糖攝取和分布的體內(nèi)放射學分析
圖:ApoE-/- 和他汀類藥物治療小鼠的 PET-CT。PET-CT 成像顯示 18F-4V 在動脈粥樣硬化小鼠的主動脈根部(箭頭)和弓部的攝取。在接受他汀類藥物治療的小鼠和野生型小鼠中攝取率較低。(A,C,E) 短軸視圖;(B,D,F) 長軸視圖;(G,H,I) 三維最大強度投影。骨骼顯示為白色,脈管系統(tǒng)顯示為藍色,18F-4V PET 信號顯示為紅色。PET 信號出現(xiàn)在頸動脈中,背景信號出現(xiàn)在肝臟中,此外還有在根部和弓部觀察到的 18F-4V PET 的強烈攝?。^)。K = 將 PET 信號量化為標準攝取值 (SUV)。參考文獻:10.1038/boneres.2016.4
以上介紹了小動物PET/CT在醫(yī)學科研中常用一些應用實例,希望對大家有所幫助。那么你想用PET/CT技術評價哪種的動物模型呢?更多關于小動物PET/CT技術應用疾病模型等你解鎖!
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