Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Thay đổi chuyển hóa trong các giai đoạn khác nhau của xơ gan: Phương pháp quang phổ cộng hưởng từ 13C siêu phân cực và hình ảnh chuyển hóa in vivo
Tóm tắt
Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá sự thay đổi chuyển hóa trong các giai đoạn khác nhau của xơ gan bằng cách sử dụng quang phổ cộng hưởng từ C-13 siêu phân cực (MRS) và hình ảnh chuyển hóa. Xơ gan nhẹ và nặng được tạo ra ở chuột C3H/HeN (n = 14) bằng cách tiêm thioacetamide (TAA). Các chuột C3H/HeN khác (n = 7) được tiêm dung dịch đệm phosphate (PBS) (pH 7.4) như nhóm đối chứng bình thường. Phương pháp quang phổ C-13 siêu phân cực được thực hiện trên gan của các chú chuột, đi kèm với hình ảnh khuếch tán trọng số IVIM với 12 giá trị b. Tỷ lệ các chuyển hóa khác nhau, các giá trị hệ số khuếch tán rõ ràng và các thông số IVIM giữa ba nhóm đã được phân tích bằng kiểm định phân tích phương sai một chiều. Tỷ lệ [1-13C]lactate/pyruvate, [1-13C]lactate/cacbon tổng cộng (tC), [1-13C]alanine/pyruvate, và [1-13C]alanine/tC cao hơn một cách có ý nghĩa trong cả hai nhóm xơ gan nhẹ và nặng so với nhóm đối chứng bình thường (p < 0.05). Trong khi tỷ lệ [1-13C]lactate/pyruvate và [1-13C]lactate/tC không khác biệt một cách có ý nghĩa giữa các nhóm xơ gan nhẹ và nặng, thì tỷ lệ [1-13C]alanine/pyruvate và [1-13C]alanine/tC lại cao hơn một cách có ý nghĩa trong nhóm xơ gan nặng so với nhóm xơ gan nhẹ (p < 0.05). Thêm vào đó, D* cho thấy giá trị thấp hơn một cách có ý nghĩa trong nhóm xơ gan nặng so với nhóm bình thường hoặc nhóm xơ gan nhẹ và có mối tương quan âm với các mức độ của [1-13C] lactate và [1-13C]alanine. Kết quả của chúng tôi cho thấy có thể phân biệt giữa xơ gan nhẹ và xơ gan nặng bằng cách sử dụng các thay đổi chuyển hóa tế bào với quang phổ C-13 siêu phân cực và hình ảnh chuyển hóa.
Từ khóa
#xơ gan #quang phổ C-13 siêu phân cực #hình ảnh chuyển hóa #chuột C3H/HeN #chỉ số khuếch tánTài liệu tham khảo
Faria SC, Ganesan K, Mwangi I, Shiehmorteza M, Viamonte B, Mazhar S, Peterson M, Kono Y, Santillan C, Casola G, Sirlin CB (2009) MR imaging of liver fibrosis: current state of the art. Radiographics 29:1615–1635
Ebrahimi H, Naderian M, Sohrabpour AA (2016) New concepts on pathogenesis and diagnosis of liver fibrosis; a review article. Middle East J Dig Dis 8:166–178
Manning DS, Afdhal NH (2008) Diagnosis and quantitation of fibrosis. Gastroenterology 134:1670–1681
Harada TL, Saito K, Araki Y, Matsubayashi J, Nagao T, Sugimoto K, Tokuuye K (2018) Prediction of high-stage liver fibrosis using ADC value on diffusion-weighted imaging and quantitative enhancement ratio at the hepatobiliary phase of Gd-EOB-DTPA-enhanced MRI at 1.5 T. Acta Radiol 59(5):509–516
Petitclerc L, Sebastiani G, Gilbert G, Cloutier G, Tang A (2017) Liver fibrosis: review of current imaging and MRI quantification techniques. J Magn Reson Imaging 45:1276–1295
Lurie Y, Webb M, Cytter-Kuint R, Shteingart S, Lederkremer GZ (2015) Non-invasive diagnosis of liver fibrosis and cirrhosis. World J Gastroenterol 21:11567–11583
Moon CM, Oh CH, Ahn KY, Yang JS, Kim JY, Shin SS, Lim HS, Heo SH, Seon HJ, Kim JW, Jeong GW (2017) Metabolic biomarkers for non-alcoholic fatty liver disease induced by high-fat diet: in vivo magnetic resonance spectroscopy of hyperpolarized [1-13C]pyruvate. Biochem Biophys Res Commun 482:112–119
Spielman DM, Mayer D, Yen YF, Tropp J, Hurd RE, Pfefferbaum A (2009) In vivo measurement of ethanol metabolism in the rat liver using magnetic resonance spectroscopy of hyperpolarized [1-13C]pyruvate. Magn Reson Med 62:307–313
Kim GW, Oh CH, Kim JC, Yoon W, Jeong YY, Kim YH, Kim JK, Park JG, Kang HK, Jeong GW (2016) Noninvasive biomarkers for acute hepatotoxicity induced by 1,3-dichloro-2-propanol: hyperpolarized 13C dynamic MR spectroscopy. Magn Reson Imaging 34:159–165
Moon CM, Shin SS, Lim NY, Kim SK, Kang YJ, Kim HO, Lee SJ, Beak BH, Kim YH, Jeong GW (2018) Metabolic alterations in a rat model of hepatic ischemia reperfusion injury: in vivo hyperpolarized 13C MRS and metabolic imaging. Liver Int 38(6):1117–1127
Thomas RG, Moon MJ, Kim JH, Lee JH, Jeong YY (2015) Effectiveness of losartan-loaded hyaluronic acid (HA) micelles for the reduction of advanced hepatic fibrosis in C3H/HeN mice model. PLoS One 10:e0145512
Crane JC, Olson MP, Nelson SJ (2013) SIVIC: open-source, standards-based software for DICOM MR spectroscopy workflows. Int J Biomed Imaging 2013:169526
Daniels CJ, McLean MA, Schulte RF et al (2016) A comparison of quantitative methods for clinical imaging with hyperpolarized (13)C-pyruvate. NMR Biomed 29(4):387–399
Le Bihan D, Breton E, Lallemand D (1988) Perfusion in intravoxel incoherent motion MR imaging. Radiology 168:497–505
Batts KP, Ludwig J (1995) Chronic hepatitis: an update on terminology and reporting. Am J Surg Pathol 19:1409–1417
Nelson SJ, Kurhanewicz J, Vigneron DB, Larson PEZ, Harzstark AL, Ferrone M, van Criekinge M, Chang JW, Bok R, Park I, Reed G, Carvajal L, Small EJ, Munster P, Weinberg VK, Ardenkjaer-Larsen JH, Chen AP, Hurd RE, Odegardstuen LI, Robb FJ, Tropp J, Murray JA (2013) Metabolic imaging of patients with prostate cancer using hyperpolarized [1-13C] pyruvate. Sci Transl Med 5:198ra108
Cunningham CH, Lau JY, Chen AP et al (2016) Hyperpolarized 13C metabolic MRI of the human heart: initial experience. Circ Res 119(11):1177–1182
Josan S, Billingsley K, Orduna J, Park JM, Luong R, Yu L, Hurd R, Pfefferbaum A, Spielman D, Mayer D (2015) Assessing inflammatory liver injury in an acute CCl4 model using dynamic 3D metabolic imaging of hyperpolarized [1-(13)C] pyruvate. NMR Biomed 28(12):1671–1677
Wallace MC, Hamesch K, Lunova M, Kim Y, Weiskirchen R, Strnad P, Friedman SL (2015) Standard operating procedures in experimental liver research: thioacetamide model in mice and rats. Lab Anim 49:21–29
Chan C, Berthiaume F, Lee K et al (2003) Metabolic flux analysis of cultured hepatocytes exposed to plasma. Biotechnol Bioeng 81(1):33–49
Ansley JD, Isaacs JW, Rikkers LF, Kutner MH, Nordlinger BM, Rudman D (1978) Quantitative tests of nitrogen metabolism in cirrhosis: relation to other manifestations of liver disease. Gastroenterology 75:570–579
Elia M, Ilic V, Bacon S, Williamson DH, Smith R (1980) Relationship between the basal blood alanine concentration and the removal of an alanine load in various clinical states in man. Clin Sci (Lond) 58:301–309
Xie B, Waters MJ, Schirra HJ (2012) Investigating potential mechanisms of obesity by metabolomics. J Biomed Biotechnol 2012:805683
Christensen CE, Karlsson M, Winther JR, Jensen PR, Lerche MH (2014) Non-invasive in-cell determination of free cytosolic [NAD+]/[NADH] ratios using hyperpolarized glucose show large variations in metabolic phenotypes. J Biol Chem 289:2344–2352
Mazzeo AT, Maimone S (2018) Acid-base disorders in liver disease. J Hepatol 68(3):617–618
Bihari D, Gimson AE, Lindridge J, Williams R (1985) Lactic acidosis in fulminant hepatic failure. Some aspects of pathogenesis and prognosis. J Hepatol 1:405–416
Funk GC, Doberer D, Kneidinger N, Lindner G, Holzinger U, Schneeweiss B (2007) Acid-base disturbances in critically ill patients with cirrhosis. Liver Int 27:901–909
Zhang B, Liang L, Dong Y, Lian Z, Chen W, Liang C, Zhang S (2016) Intravoxel incoherent motion MR imaging for staging of hepatic fibrosis. PLoS One 11:e0147789
Lu PX, Huang H, Yuan J, Zhao F, Chen ZY, Zhang Q, Ahuja AT, Zhou BP, Wáng YXJ (2014) Decreases in molecular diffusion, perfusion fraction and perfusion-related diffusion in fibrotic livers: a prospective clinical intravoxel incoherent motion MR imaging study. PLoS One 9:e113846