Cerenkov Luminescence Imaging of the Thyriod Gland and Thyroid Cancer Cells Expressing Sodium Iodide Symporter : Initial Feasibility Study using Radioiodine : 갑상선과 나트륨 요오드 수송 유전자를 이식한 갑상선암세포에서 Cerenkov 방사선을 이용한 생물발광 영상 연구원문보기
I-131 혹은 I-124와 같은 양전자 혹은 높은 에너지를 가진 입자들로부터 생성되는 Cerenkov 방사선은 광방출을 할 수 있으며, 최근 광학영상기기로 검출할 수 있다고 알려져 있다. 이에 갑상선 연구에서 Cerenkov 방사선을 이용한 생물발광영상의 가능성을 평가하기 위하여, 갑상선과 나트륨 요오드 수송 유전자를 이식한 갑상선암세포에 방사성옥소를 이용하여 체외 및 체내 발광영상을 시도하였다. 또한 생물발광검출기기에서 구한 값과 기존에 사용되고 있는 핵의학기기에서 얻은 값들 사이을 비교하였다. 세포에 흡수된 방사성옥소로부터 영상획득 가능 여부를 평가하기 위해, 쥐갑상선세포 (FRTL-5)와 나트륨 요오드 수송 유전자를 이식한 사람미분화갑상선암세포주(ARO-NIS)를 이용하였다. FRTL-5 세포와 ARO-NIS 세포에 방사성옥소를 투여 후, 세포내 방사성옥소의 섭취정도를 발광검출기와 생물발광영상기기로 검사 후 발광정도와 ...
I-131 혹은 I-124와 같은 양전자 혹은 높은 에너지를 가진 입자들로부터 생성되는 Cerenkov 방사선은 광방출을 할 수 있으며, 최근 광학영상기기로 검출할 수 있다고 알려져 있다. 이에 갑상선 연구에서 Cerenkov 방사선을 이용한 생물발광영상의 가능성을 평가하기 위하여, 갑상선과 나트륨 요오드 수송 유전자를 이식한 갑상선암세포에 방사성옥소를 이용하여 체외 및 체내 발광영상을 시도하였다. 또한 생물발광검출기기에서 구한 값과 기존에 사용되고 있는 핵의학기기에서 얻은 값들 사이을 비교하였다. 세포에 흡수된 방사성옥소로부터 영상획득 가능 여부를 평가하기 위해, 쥐갑상선세포 (FRTL-5)와 나트륨 요오드 수송 유전자를 이식한 사람미분화갑상선암세포주(ARO-NIS)를 이용하였다. FRTL-5 세포와 ARO-NIS 세포에 방사성옥소를 투여 후, 세포내 방사성옥소의 섭취정도를 발광검출기와 생물발광영상기기로 검사 후 발광정도와 감마선 검출기에서 획득한 감마선 검출정도를 비교하였다. 체내 영상 가능 여부 평가를 위해서, 정상적인 갑상선을 가진 마우스에 갑상선기능을 억제시키는 약제를 투여한 군과 투여하지 않은 군에 방사성옥소를 투여 후 발광영상과 핵의학 영상을 획득하였다. 또한 ARO-NIS 세포를 옆구리에 이식한 마우스의 발광영상과 핵의학 영상을 획득하여 비교하였다. 체내 및 체외 실험에서 방사성옥소로부터 방출되는 Cerenkov 방사선은 기존의 발광영상기기로 영상 획득이 가능하였다. 체외 실험에서 발광검출기와 생물발광영상기기에서 구한 발광정도는 기본의 감마선 검출기에서 획득한 방사성 정도와 아주 좋은 정도의 연관성을 보였다. 체외 세포 실험에서도 세포내 방사성옥소의 섭취 정도는 발광검출기와 생물발광영상기기에서 구한 발광정도는 기본의 감마선 검출기에서 획득한 방사성 정도와 아주 좋은 정도의 연관성을 보였다. 체내 실험에서 Cerenkov 방사선을 이용한 발광영상은 기존의 핵의학 영상과 유사한 영상을 제공하였으며, 갑상선내 방사성옥소 흡수 정도는 두 영상기기에서 아주 좋은 연관성을 보였다. ARO-NIS 세포를 이식한 마우스 실험에서 종양 세포내 방사성 옥소로부터 Cerenkov 방사선은 발광영상기기로 영상획득이 가능했으며, 소동물 PET 영상과 유사한 정보를 제공하였으며, 발광영상기기에서의 발광정도는 세포수에 비례하였다. 이 연구는 체외 및 체내 갑상선 연구에서 방사성옥소를 이용한 Cerenkov 발광영상법의 적합성을 증명하였다. Cerenkov 발광영상법은 핵의학 기기없이 생물발광기술을 이용하여 갑상선과 나트륨 요오드 수송 유전자를 이입한 여러 세포 연구에 새로운 분자영상기술로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
I-131 혹은 I-124와 같은 양전자 혹은 높은 에너지를 가진 입자들로부터 생성되는 Cerenkov 방사선은 광방출을 할 수 있으며, 최근 광학영상기기로 검출할 수 있다고 알려져 있다. 이에 갑상선 연구에서 Cerenkov 방사선을 이용한 생물발광영상의 가능성을 평가하기 위하여, 갑상선과 나트륨 요오드 수송 유전자를 이식한 갑상선암세포에 방사성옥소를 이용하여 체외 및 체내 발광영상을 시도하였다. 또한 생물발광검출기기에서 구한 값과 기존에 사용되고 있는 핵의학기기에서 얻은 값들 사이을 비교하였다. 세포에 흡수된 방사성옥소로부터 영상획득 가능 여부를 평가하기 위해, 쥐갑상선세포 (FRTL-5)와 나트륨 요오드 수송 유전자를 이식한 사람미분화갑상선암세포주(ARO-NIS)를 이용하였다. FRTL-5 세포와 ARO-NIS 세포에 방사성옥소를 투여 후, 세포내 방사성옥소의 섭취정도를 발광검출기와 생물발광영상기기로 검사 후 발광정도와 감마선 검출기에서 획득한 감마선 검출정도를 비교하였다. 체내 영상 가능 여부 평가를 위해서, 정상적인 갑상선을 가진 마우스에 갑상선기능을 억제시키는 약제를 투여한 군과 투여하지 않은 군에 방사성옥소를 투여 후 발광영상과 핵의학 영상을 획득하였다. 또한 ARO-NIS 세포를 옆구리에 이식한 마우스의 발광영상과 핵의학 영상을 획득하여 비교하였다. 체내 및 체외 실험에서 방사성옥소로부터 방출되는 Cerenkov 방사선은 기존의 발광영상기기로 영상 획득이 가능하였다. 체외 실험에서 발광검출기와 생물발광영상기기에서 구한 발광정도는 기본의 감마선 검출기에서 획득한 방사성 정도와 아주 좋은 정도의 연관성을 보였다. 체외 세포 실험에서도 세포내 방사성옥소의 섭취 정도는 발광검출기와 생물발광영상기기에서 구한 발광정도는 기본의 감마선 검출기에서 획득한 방사성 정도와 아주 좋은 정도의 연관성을 보였다. 체내 실험에서 Cerenkov 방사선을 이용한 발광영상은 기존의 핵의학 영상과 유사한 영상을 제공하였으며, 갑상선내 방사성옥소 흡수 정도는 두 영상기기에서 아주 좋은 연관성을 보였다. ARO-NIS 세포를 이식한 마우스 실험에서 종양 세포내 방사성 옥소로부터 Cerenkov 방사선은 발광영상기기로 영상획득이 가능했으며, 소동물 PET 영상과 유사한 정보를 제공하였으며, 발광영상기기에서의 발광정도는 세포수에 비례하였다. 이 연구는 체외 및 체내 갑상선 연구에서 방사성옥소를 이용한 Cerenkov 발광영상법의 적합성을 증명하였다. Cerenkov 발광영상법은 핵의학 기기없이 생물발광기술을 이용하여 갑상선과 나트륨 요오드 수송 유전자를 이입한 여러 세포 연구에 새로운 분자영상기술로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
Cerenkov radiation from high energy charged particles, such as I-131 or I-124, can generate luminescent emission and be detected with an optical imaging device. To evaluate the possibility of a novel Cerenkov luminescence imaging (CLI) for application in thyroid research, I performed a feasibility s...
Cerenkov radiation from high energy charged particles, such as I-131 or I-124, can generate luminescent emission and be detected with an optical imaging device. To evaluate the possibility of a novel Cerenkov luminescence imaging (CLI) for application in thyroid research, I performed a feasibility study of CLI by radioiodine in the thyroid gland and thyroid cancer cells expressing sodium iodide symporter (NIS). To validate the visible light emission from radioiodine in cells, an in vitro study was performed with rat thyroid cells (FRTL-5) and human anaplastic thyroid cancer cells transfected with NIS gene (ARO-NIS). FRTL-5 and ARO-NIS cells were incubated with I-131 or I-124, and the luminometric and CLI intensities were measured with luminometer or optical imaging device. Luminescence density was compared with the radioactivity measured with the γ-counter. In vivo CLI of the thyroid gland was performed in mice after intravenous injection of I-131 or I-124 with and without thyroid blocking by perchlorate. Mice were implanted with ARO-NIS cells subcutaneously, and CLI was performed with injection of I-124. Small animal PET or γ-camera imaging was performed after optical imaging. The signal intensity of CLI from thyroid gland and ARO-NIS tumor was quantified, and compared with the radioactivity measured from nuclear images. Luminescence emission by Cerenkov radiation from I-131 or I-124 was successfully detected both in vitro and in vivo using luminometric assay and optical imaging device. Luminometric assay and optical imaging confirmed radioiodine uptake in FRTL-5 and ARO-NIS cells in a dose-dependent manner, and luminescence intensity was well correlated with radioactivity of the cells. CLI using the optical imaging device clearly demonstrated radioiodine uptake in thyroid gland and xenografted ARO-NIS tumor cells in living mice, which was further confirmed by nuclear imaging. A strong and positive correlation was observed between the signal intensity of CLI and the radioactivity assessed by nuclear imaging, with R2 = 0.926 (I-131) and R2 = 0.991 (I-124). My results demonstrate the feasibility of CLI using radioiodine for in vitro and in vivo thyroid studies. CLI can provide a new optical imaging strategy in preclinical thyroid studies and can be used easily without the aid of expensive nuclear instrument.
Cerenkov radiation from high energy charged particles, such as I-131 or I-124, can generate luminescent emission and be detected with an optical imaging device. To evaluate the possibility of a novel Cerenkov luminescence imaging (CLI) for application in thyroid research, I performed a feasibility study of CLI by radioiodine in the thyroid gland and thyroid cancer cells expressing sodium iodide symporter (NIS). To validate the visible light emission from radioiodine in cells, an in vitro study was performed with rat thyroid cells (FRTL-5) and human anaplastic thyroid cancer cells transfected with NIS gene (ARO-NIS). FRTL-5 and ARO-NIS cells were incubated with I-131 or I-124, and the luminometric and CLI intensities were measured with luminometer or optical imaging device. Luminescence density was compared with the radioactivity measured with the γ-counter. In vivo CLI of the thyroid gland was performed in mice after intravenous injection of I-131 or I-124 with and without thyroid blocking by perchlorate. Mice were implanted with ARO-NIS cells subcutaneously, and CLI was performed with injection of I-124. Small animal PET or γ-camera imaging was performed after optical imaging. The signal intensity of CLI from thyroid gland and ARO-NIS tumor was quantified, and compared with the radioactivity measured from nuclear images. Luminescence emission by Cerenkov radiation from I-131 or I-124 was successfully detected both in vitro and in vivo using luminometric assay and optical imaging device. Luminometric assay and optical imaging confirmed radioiodine uptake in FRTL-5 and ARO-NIS cells in a dose-dependent manner, and luminescence intensity was well correlated with radioactivity of the cells. CLI using the optical imaging device clearly demonstrated radioiodine uptake in thyroid gland and xenografted ARO-NIS tumor cells in living mice, which was further confirmed by nuclear imaging. A strong and positive correlation was observed between the signal intensity of CLI and the radioactivity assessed by nuclear imaging, with R2 = 0.926 (I-131) and R2 = 0.991 (I-124). My results demonstrate the feasibility of CLI using radioiodine for in vitro and in vivo thyroid studies. CLI can provide a new optical imaging strategy in preclinical thyroid studies and can be used easily without the aid of expensive nuclear instrument.
주제어
#Cerenkov radiation Optical imaging Thyroid gland Radioiodine FRTL-5 ARO
학위논문 정보
저자
정신영
학위수여기관
경북대학교 대학원
학위구분
국내박사
학과
의학과
발행연도
2011
총페이지
52 p.
키워드
Cerenkov radiation Optical imaging Thyroid gland Radioiodine FRTL-5 ARO
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