Dual-modality imaging strategy using near-infrared fluorescence (FLI) and photoacoustic imaging (PAI) demands a suitable probe to enable dual-modular signal production. Herein, we demonstrate a synthetic protocol of small molecular dye for dual-modular FLI and PAI. A condensation reaction between squaric acid and carboxypentyl benzoindolium, and followed by basic hydrolysis to give the benzoindole derived squaraine (BSQ) dye in 49% yield. Next, the carboxylic acid group of BSQ was further functionalized with N-hydroxysuccinimide or azide group for an efficient conjugation with a targeting biomolecule. BSQ showed a maximum fluorescent emission at around 680 nm and the photoacoustic signal reached a maximum intensity at 680-700 nm. Based on these results, we conclude that BSQ analogs will be useful probes for dual-modular (FLI/PAI) imaging studies in animal models.
POEMS syndrome is a rare disorder, also known as Crow-Fukase, PEP or Takatsuki syndrome. The acronym, POEMS, represents polyneuropathy, organomegaly, endocrinopathy, M protein and skin change. However, there are associated features not included in the acronym such as sclerotic bone lesions, Castleman disease, papilledema, thromobocytosis, peripheral edema, ascites, effusion, polycythemia, fatigue and clubbing. In most cases, osseous lesions in POEMS syndrome present as an isolated sclerotic deposit and that reveal as osteosclerotic myeloma. Several cases of $^{18}F-FDG$ PET in multiple myeloma involvements were reported, but there was no previous literature that reported FDG PET findings in POEMS syndrome. We describe here a 66-year-old patient with POEMS syndrome who underwent $^{18}F-FDG$ PET/CT image.
Kim, Sung-Kew;Lee, Woong-San;Han, Sang-Jin;Kim, Eun-Jung;El-Gamal, Mohammed I.;Kim, Byoung-Soo;Choi, Tae-Hyun;Choi, Chang-Woon;Ham, In-Hye;Oh, Chang-Hyun;Choi, Ho-Young;Cho, Jung-Hyuck
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제33권2호
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pp.489-491
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2012
An $^{125}I$-labeled resveratrol derivative 1 was synthesized. It was purified by reverse phase HPLC. Radiochemical purity of the product was more than 98%, and the yield was 35% (decay-corrected). Its biodistribution in tumorbearing mice was studied. The results showed that the highest radioactivity was located in intestine and stomach. The biodistribution profile suggests that compound 1 can be effectively used as a promising imaging probe for intestine and stomach.
목적: Hydrodynamic-based procedure는 손쉽고 간편한 비바이러스성 유전자 전달 방법으로 특히 간특이적으로 발현하는 특징을 가진다. 단순 헤르페스 바이러스 제 1 형 티미딘 키나제(herpes simplex virus type 1 thymidine kinase, HSV1-tk)와 다양한 기질을 이용한 비침습적 HSV1-tk 유전자 영상시스템이 널리 연구되어왔다. 본 연구에서는 HSV1-tk 유전자를 hydrodynamic-based procedure를 이용하여 전달한 후, HSV1-tk의 보고 기질로 알려진 5-(2-iodovinyl)-2'-deoxyuridine (IVDU)을 이용하여 간 특이적인 HSV1-tk 유전자 발현 영상을 획득하고자 하였다. 대상 및 방법: HSV1-tk 유전자와 녹색형광유전자를 가진 각 플라스미드 벡터를 마우스에 hyodynaminc injection을 통해 전달하고, 24 시간 뒤 유전자의 발현을 확인하기 위해 RT-PCR, 생체형광영상, 핵의학영상, 전신자가방사영상 그리고 생체분포를 시행하였다. 결과: 각 플라스미드 벡터를 전달한 간으로부터 추출한 전체 RNA를 이용하여 RT-PCR을 수행한 결과, 각각 HSV1-tk유전자와 녹색형광단백 유전자의 특이적인 밴드를 관찰할 수 있었다. 생체 분포 결과, pHSV1-tk 벡터를 전달한 마우스의 간에서 특이적인 [$^{123}I$]IVDU의 섭취를 보였다. 생체형광영상에서는pEGFP-N1 벡터를 전달한 마우스의 간에서는 유의한 형광신호를 나타내었다. 전신자가방사영상과 감마카메라 영상에서 pHSV1-tk 벡터를 전달한 마우스의 간에서 방사표지 IVDU가 국소적으로 집적되는 것을 확인하였다. 결론: 본 연구에서 hydrodynamic-based procedure는 간특이적으로 플라스미드 DNA를 전달하는데 효과적이며 전달된 유전자의 발현을 분자영상학적인 방법으로 확인하였다. 따라서 Hydrodynamic injection을 통해 HSV1-tk유전자와 목적 유전자의 공동발현은 방사표지 IVDU에 의해 목적 유전자의 발현을 정량평가하는데 유용할 것으로 기대된다.
PET allows non-invasive, quantitative and repetitive imaging of biological function in living animals. Small animal PET imaging with $[^{18}F]$FDG has been successfully applied to investigation of metabolism, receptor-ligand interactions, gene expression, adoptive cell therapy and somatic gene therapy. Experimental condition of animal handling impacts on the biodistribution of $[^{18}F]$FDG in small animal study. The small animal PET and CT images were registered using the hardware fiducial markers and small animal contour point. Tumor imaging in small animal with small animal $[^{18}F]$FDG PET should be considered fasting, warming, and isoflurane anesthesia level. Registered imaging with small animal PET and CT image could be useful for the detection of tumor. Small animal experimental condition of animal handling and registration method will be of most importance for small lesion detection of metastases tumor model.
Choi, Jae Yong;Park, Ji-Ae;Kim, Jung Young;Lee, Ji Woong;Lee, Minkyung;Shin, Un Chol;Kang, Joo Hyun;An, Gwang Il;Lee, Kyo Chul;Ryu, Young Hoon;Kim, Kyeong Min
대한방사성의약품학회지
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제2권2호
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pp.108-112
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2016
Molecular imaging with the radiolabeled RGD peptides for ${\alpha}_v{\beta}_3$ integrin has been an increasing interest for tumor diagnosis and the treatment monitoring. Recently, $^{64}Cu$-NODAGA-gluco-E[c(RGDfK)]$_2$ was developed for quantification of ${\alpha}_v{\beta}_3$ integrin and its biological properties was elucidated. To better understand the molecular process in vivo, we performed the kinetic analysis for the $^{64}Cu$-NODAGA-gluco-E[c(RGDfK)]$_2$. After preparation of a radiotracer, dynamic PET images were obtained in the U87MG xenograft mice for 60 min (n = 6). Binding potential values were estimated from the 3-tissue compartment model, reference Logan and simplified reference tissue model. In the early time frame (0-20 min), the liver, kidney, intestine, urinary bladder and tumor were visualized but these uptakes were diminished as time went by. The tumors showed a good contrast at 40 min after administration. $^{64}Cu$-NODAGA-gluco-E[c(RGDfK)]$_2$ showed the 2-fold uptake in the tumor compared with that in the muscle. The parametric maps for binding values also provide the higher tumor-to-background contrast than the static images. A binding value obtained from the 3-tissue compartment model was comparable to other modeling methods. From these results, we conclude that $^{64}Cu$-NODAGA-gluco-E[c(RGDfK)]$_2$ may be a promising PET radiotracer for the evaluation of angiogenesis.
Nuclear myocardial perfusion imaging is very effective in the evaluation of patients with suspicious acute coronary syndrome (ACS), for adequate diagnosis and treatment. There have been many clinical evidences to support the efficacy and cost-effectiveness. In addition, many authoritative guidelines support the utility of myocardial perfusion imaging in ACS with an appropriate diagnostic protocol. However, with the development of other cardiac imaging modalities, the choice of modality for the diagnosis of suspicious ACS now depends on the availability of each modality in each institute. Newly developed imaging technologies, especially including molecular imaging, are expected to have great potential not only for diagnosis but also for primary, secondary, and tertiary prevention of ACS.
Early diagnosis, accurate assessment, and localization of peritoneal metastasis (PM) are essential for the selection of appropriate treatments and surgical guidance. However, available imaging modalities (computed tomography [CT], conventional magnetic resonance imaging [MRI], and 18fluorodeoxyglucose positron emission tomography [PET]/CT) have limitations. The advent of new imaging techniques and novel molecular imaging agents have revealed molecular processes in the tumor microenvironment as an application for the early diagnosis and assessment of PM as well as real-time guided surgical resection, which has changed clinical management. In contrast to clinical imaging, which is purely qualitative and subjective for interpreting macroscopic structures, radiomics and artificial intelligence (AI) capitalize on high-dimensional numerical data from images that may reflect tumor pathophysiology. A predictive model can be used to predict the occurrence, recurrence, and prognosis of PM, thereby avoiding unnecessary exploratory surgeries. This review summarizes the role and status of different imaging techniques, especially new imaging strategies such as spectral photon-counting CT, fibroblast activation protein inhibitor (FAPI) PET/CT, near-infrared fluorescence imaging, and PET/MRI, for early diagnosis, assessment of surgical indications, and recurrence monitoring in patients with PM. The clinical applications, limitations, and solutions for fluorescence imaging, radiomics, and AI are also discussed.
Kim, Eunjin;Kim, Jisu;Choi, Inseong;Lee, Jeongwook;Yeo, Woon-Seok
BMB Reports
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제53권7호
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pp.349-356
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2020
Mass spectrometry (MS) is an ideal tool for analyzing multiple types of (bio)molecular information simultaneously in complex biological systems. In addition, MS provides structural information on targets, and can easily discriminate between true analytes and background. Therefore, imaging mass spectrometry (IMS) enables not only visualization of tissues to give positional information on targets but also allows for molecular analysis of targets by affording the molecular weights. Matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight (MALDI-TOF) MS is particularly effective and is generally used for IMS. However, the requirement for an organic matrix raises several limitations that get in the way of accurate and reliable images and hampers imaging of small molecules such as drugs and their metabolites. To overcome these problems, various organic matrix-free LDI IMS systems have been developed, mostly utilizing nanostructured surfaces and inorganic nanoparticles as an alternative to the organic matrix. This minireview highlights and focuses on the progress in organic matrix-free LDI IMS and briefly discusses the use of other IMS techniques such as desorption electrospray ionization, laser ablation electrospray ionization, and secondary ion mass spectrometry.
Recent progress in the development of non-invasive imaging technologies continues to strengthen the role of biomedical research. These tools have been validated recently in variety of research models, and have born shown to provide continuous quantitative monitoring of the location(s), magnitude, and time-variation of gene delivery and/or expression. This article reviews the use of PET technologies as they have been used in imaging biological processes for molecular imaging applications. The studies published to date demonstrate that noninvasive imaging tools will help to accelerate pre-clinical model validation as well as allow for clinical monitoring of human diseases.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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