18-FDG-PET、脂肪分画 MRI、赤外線サーモグラフィを使用したトリモダリティ イメージングによるカプシノイド刺激による褐色脂肪組織の活性化とエネルギー消費 (TACTICAL-II)

現在では、正常な基礎代謝率 (BMR) と体重の維持に不可欠な量の実行可能な褐色脂肪を大人が保有していることが知られており、体温調節のために BAT が乳児期にのみ存在するという神話が払拭されています。 肥満が不十分な BAT と関連していることを示唆するデータがあります。 これまでのところ、唯一知られている、ほぼ間違いなく「ゴールド スタンダード」である人間の BAT イメージングの方法論は、18-FDG-PET です。 しかし、18-FDG-PET イメージングには、空間分解能の制限と自明でないレベルの電離放射線 (2.8 mSv) を考えると、大きな制限があります。 国際放射線防護委員会は、一般公衆の放射線被ばくが年間 1 ミリシーベルトおよびバックグラウンド放射線から年間 1.5 ミリシーベルトを超えてはならないことを推奨しています。 さらに、18-FDG-PET は BAT によるグルコースの取り込みに依存しており、BAT の主要な代謝活性、すなわち脂肪酸酸化を直接測定していません。 最後に、PET スキャンは非常に費用がかかります。 これにより、現在のゴールド スタンダードは、BAT の生理学を調査するための研究ツールとしては理想的とは言えません。 したがって、このプロジェクトの最初の目的は、電離放射線に基づかない代替活性化 BAT イメージング法を開発することです。 IR サーモグラフィ用の新しい画像処理アルゴリズムを開発することにより、BAT の活動を評価する方法として、赤外線 (IR) サーモグラフィを発展させることに関心があります。 多くの現存する文献では、BAT からの熱を定量化するために放射熱伝達と熱力学の物理的原理を使用して、IR 熱流束の代わりに「平均温度」を使用することが説明されています。また、赤外線デジタル静止画は過去にほとんど採用されていましたが、時間変化する熱エネルギー出力をより正確に統合するビデオシーケンスを使用した赤外線フラックスの分析は報告されていません。 豊富な IR データを正確にキャプチャして処理しなければ、BAT 研究のツールとしての IR サーモグラフィの価値は制限されます。 したがって、赤外線画像をエネルギー出力を反映する読み出しに変換することが重要です。 したがって、BAT活性化を効率的に計算できるコンピューターソフトウェアを使用した自動IR画像処理を開発、検証、および適用します。 この提案では、WAT と比較して BAT の水分含有量が高いことに基づいて、BAT 体積を評価するためのツールとして、解剖学的脂肪分率 MRI を改善および検証します。 MRI による脂肪分画イメージングが提案されていますが、BAT で PET と MRI データを一致させることが難しいため、適切な検証は行われていません。 薬理学的薬剤を使用する代わりに（例： 寒冷刺激の代わりに BAT を活性化するために投与できるベータ 3 アドレナリン受容体アゴニスト (ミラベグロンなど) カプシノイド - 唐辛子やトウガラシに含まれるカプサイシンの辛くない類似体) は、PET スキャンで確認されるように、熱中性条件で効果的に BAT を刺激することが証明されています。 DSRB によって承認された予備研究を実施し、BAT の刺激におけるカプシノイドの有効性を示しました。 MRI を使用して BAT と WAT を区別することを文書化した出版物があり、それぞれに長所と短所があります。 この現在の研究では、BAT を画像化するために、臨床画像研究センター (CIRC) で利用可能なデュアルモダリティ融合 MRI-PET スキャナーで MRI と 18-FDG-PET を同時に取得することにより、概念実証研究を行います。人間、およびこれを頸部および鎖骨上領域 (SCR) の IR サーモグラフィーと、全身熱量計で正確に測定された代謝率と関連付けます。 全身熱量測定は、震えない熱発生を測定することによって BAT 活動を評価するための真のゴールド スタンダードです。 IR はこれまでのところ、マウスとげっ歯類で 18-FDG-PET に対して検証されていますが、ヒトでの同等の検証は公開されていません。 IR サーモグラフィが 18-FDG-PET イメージングと同等またはそれ以上であることが示されれば、BAT イメージングの新しいゴールド スタンダードが設定され、ヒトの BAT 生物学の研究に恩恵がもたらされるでしょう。