18-FDG-PET, 지방분획 MRI 및 적외선 서모그래피를 이용한 삼중 영상으로 캡시노이드 자극에 의한 갈색 지방 조직 활성화 및 에너지 소비 (TACTICAL-II)

현재 인간 성인은 정상적인 기초 대사율(BMR)과 체중을 유지하는 데 중요한 양의 생존 가능한 갈색 지방을 보유하고 있는 것으로 알려져 있으며, 이는 BAT가 체온 조절을 위해 유아기에만 존재한다는 신화를 깨뜨립니다. 비만이 불충분한 BAT와 관련이 있다는 데이터가 있습니다. 지금까지 인간의 BAT 이미징에 대한 유일한 알려진 '황금 표준' 방법론은 18-FDG-PET입니다. 그러나 18-FDG-PET 이미징은 제한된 공간 해상도와 사소한 수준의 전리 방사선(2.8mSv)을 고려할 때 상당한 한계가 있습니다. 국제방사선방호위원회(International Commission for Radiological Protection)는 일반 대중의 방사선 피폭이 1mSv/년을 ​​초과하지 않아야 하고 배경 방사선에서 1.5mSv/년을 ​​초과하지 않도록 권장합니다. 또한 18-FDG-PET는 주요 대사 활동, 즉 지방산 산화를 직접 측정하지 않는 BAT에 의한 포도당 섭취에 의존합니다. 마지막으로 PET 스캔은 비용이 많이 듭니다. 이것은 BAT 생리학을 조사하기 위한 연구 도구로서 현재의 금본위제를 이상적으로 만들지 않습니다. 따라서 이 프로젝트의 첫 번째 목표는 이온화 방사선을 기반으로 하지 않는 대체 활성 BAT 이미징 방법을 개발하는 것입니다. 우리는 IR 서모그래피를 위한 새로운 이미지 처리 알고리즘을 개발하여 BAT 활동을 평가하는 방법으로 적외선(IR) 서모그래피를 발전시키는 데 관심이 있습니다. 현존하는 많은 문헌에서는 복사열 전달 및 열역학의 물리적 원리를 사용하여 BAT의 열을 정량화하는 IR 열 플럭스 대신 "평균 온도"를 사용하는 방법을 설명합니다. 또한 과거에는 IR 디지털 스틸샷이 대부분 사용되었지만 시변 열 에너지 출력을 보다 정확하게 통합하는 비디오 시퀀스를 사용하여 IR 플럭스 분석을 보고한 사람은 없습니다. 풍부한 IR 데이터를 정확하게 캡처하고 처리하지 않으면 BAT 연구 도구로서의 IR 서모그래피의 가치가 제한됩니다. 따라서 IR 이미지를 에너지 출력을 반영하는 판독값으로 변환하는 것이 중요합니다. 따라서 우리는 BAT 활성화를 효율적으로 계산할 수 있는 컴퓨터 소프트웨어로 자동 IR 이미지 처리를 개발, 검증 및 적용할 것입니다. 이 제안에서 우리는 또한 WAT와 비교하여 BAT의 더 높은 수분 함량을 기반으로 BAT 부피를 평가하기 위한 도구로서 해부학적 지방 분율 MRI를 개선하고 검증할 것입니다. MRI에 의한 지방 분획 이미징이 제안되었지만 BAT에서 PET 및 MRI 데이터를 일치시키기 어렵기 때문에 적절한 검증이 수행되지 않았습니다. 약물을 사용하는 대신(예: 저온 자극 대신 BAT를 활성화하기 위해 투여할 수 있는 미라베그론과 같은 베타 3-아드레날린성 수용체 작용제), 우리는 캡시산염(즉, 캡시노이드 - PET 스캔으로 확인된 바와 같이 열중성 조건에서 BAT를 효과적으로 자극하는 것으로 입증된 고추와 고추의 맵지 않은 캡사이신 유사체). 우리는 BAT를 자극하는 캡시노이드의 효과를 보여주는 DSRB의 승인을 받은 예비 연구를 수행했습니다. BAT와 WAT를 구별하는 데 MRI를 사용하는 것을 문서화한 간행물이 있으며 각각 장점과 단점이 있습니다. 본 연구에서는 CIRC(Clinical Imaging Research Center)에서 사용할 수 있는 이중 양식 융합 MRI-PET 스캐너에서 MRI와 18-FDG-PET를 동시에 획득하여 BAT를 영상화하는 개념 증명 연구를 수행할 것입니다. 그리고 이것을 자궁경부 및 쇄골상부(SCR)의 IR 열화상과 전신 열량계에서 정확하게 측정된 대사율과 연관시킵니다. 전신 열량계는 비 떨림 열 발생을 측정하여 BAT 활동을 평가하는 진정한 황금 표준입니다. IR은 지금까지 생쥐와 설치류에서 18-FDG-PET에 대해 검증되었지만 인간에 대한 동등한 검증은 발표되지 않았습니다. IR 서모그래피가 18-FDG-PET 이미징과 동등하거나 우수한 것으로 나타나면 BAT 이미징에서 새로운 황금 표준을 설정하여 인간의 BAT 생물학 연구에 도움이 될 것입니다.