标题:无标记代谢成像增强嵌合抗原 1 受体 T 细胞治疗的疗效 2 3 作者: Dan L. Pham 1,2†、Daniel Cappabianca 1,3†、Matthew H. Forsberg 4、Cole Weaver 1,2、4 Katherine P. Mueller 5、Anna Tommasi 1,3、Jolanta Vidugiriene 6、Anthony Lauer 6、Kayla Sylvester 6、5 Madison Bugel 1,3、Christian M. Capitini 4,7、Krishanu Saha 1,3*、Melissa C. Skala 1,2* 6 7 附属机构: 8 1 威斯康星大学麦迪逊分校生物医学工程系;美国威斯康星州麦迪逊 9。 10 2 莫格里奇研究所;美国威斯康星州麦迪逊。 11 3 威斯康星大学麦迪逊分校威斯康星发现研究所;美国威斯康星州麦迪逊 12 4 威斯康星大学医学与公共卫生学院儿科系;13 美国威斯康星州麦迪逊。 14 5 宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院肿瘤学部儿科系;15 美国宾夕法尼亚州费城。 16 6 Promega 公司;16 威斯康星州菲奇堡。 17 7 威斯康星大学麦迪逊分校威斯康星大学卡博内癌症中心;17 美国威斯康星州麦迪逊。 18 20 † 这些作者对本文贡献相同 21 * 通讯作者:ksaha@wisc.edu ,mcskala@wisc.edu 22 23 摘要:24 25 嵌合抗原受体 (CAR) T 细胞疗法治疗实体瘤不仅因为免疫抑制肿瘤微环境具有挑战性,还因为其制造过程复杂且难以监控。制造直接影响 CAR T 细胞的产量、表型和代谢,这些与体内效力和持久性相关。特别是,尽管代谢适应性是一项关键的质量属性,但 T 细胞代谢需求在整个制造过程中如何变化仍未得到探索。在这里,我们使用光学代谢成像 (OMI) 解决了这一限制,这是一种基于自发荧光代谢辅酶 NAD(P)H 和 FAD 评估单细胞代谢的非侵入性、无标记方法。使用 OMI,我们确定了培养基组成相对于抗体刺激和/或细胞因子的选择对抗 GD2 CAR T 细胞代谢、活化强度和动力学以及表型的主要影响。我们证明 OMI 参数可以指示病毒转导和基于电穿孔的 CRISPR/Cas9 的细胞周期阶段和最佳基因转移条件。值得注意的是,在 37 无病毒 CRISPR 编辑的抗 GD2 CAR T 细胞模型中,OMI 测量可以准确 38 预测氧化代谢表型,从而产生更高的体内抗神经母细胞瘤效力。我们的数据支持 OMI 作为一种强大、灵敏的分析工具的潜力,可以识别 40 最佳制造条件并在整个制造过程中监测细胞代谢,从而提高 41 CAR T 细胞产量和代谢适应性。42 43
1临床和技术支持,飞利浦医疗保健,中国北京,2罗素·H·摩根放射学和放射科学系,约翰·霍普金斯大学医学院,巴尔的摩,马里兰州巴尔的摩,3 F. M. Kirby功能性脑部研究中心中国武汉的瓦兹港科学技术大学,武汉5省主要实验室,中国武汉,6个高级成像研究中心,德克萨斯大学西南医学中心,德克萨斯州达拉斯大学,美国德克萨斯大学,美国德克萨斯州西南部7号生物医学工程系,德克萨斯州西南部医学中心脑研究所,德克萨斯大学西南医学中心,美国德克萨斯州达拉斯,美国脑研究所,德克萨斯大学西南医学中心,美国德克萨斯州达拉斯,美国
Almuhaideb,A.,Papathanasiou,N。和Bomanji,J。(2011)。肿瘤学中的18 F-FDG PET/CT成像。沙特医学史,31(1),3 - 13。Bednarik,P.,Goranovic,D.,Svatkova,A.,Niess,F.,Hingerl,L.,Strasser,B.,Deelchand,D.K.,Spurny-Dworak,B.,Krssak,B.,Krssak,B.,Krssak,M.,Trattnig,M.(1)h磁共振光谱成像在人脑7 t处的氘化葡萄糖和神经递质代谢的代谢。自然生物 - 医学工程,7(8),1001 - 1013。Chiew,M.,Jiang,W.,Burns,B.,Larson,P.,Steel,A.,Jezzard,P.,Albert Thomas,M。,&Emir,U。E.(2018)。 密度加权同心环的k空间轨迹(1)h磁共振光谱成像在生物医学中的7 t nmr,31(1),e3838。 Clarke,W。T.和Chiew,M。(2022)。 使用低级别方法对MRSI的降解的不确定性。 医学中的磁共振,87(2),574 - 588。 Clarke,W。T.,Hingerl,L.,Strasser,B.,Bogner,W.,Valkovic,L。,&Rodgers,C。T.(2023)。 使用同心环对人心脏的三维,2.5分钟的7T磷磁共振成像。 生物医学中的 nmr,36(1),e4813。 Cocking,D.,Damion,R。A.,Franks,H.,Jaconelli,M.,Wilkinson,D.,Brook,M.,Auer,D.P。,&Bowtell,R。(2023)。 d(2)o给药期间7T处的氘脑成像。 医学中的磁共振,89(4),1514 - 1521。 Crameri,F。,Shephard,G。E.和Heron,P。J. (2020)。 滥用科学传播中的色彩。 (2018)。Chiew,M.,Jiang,W.,Burns,B.,Larson,P.,Steel,A.,Jezzard,P.,Albert Thomas,M。,&Emir,U。E.(2018)。密度加权同心环的k空间轨迹(1)h磁共振光谱成像在生物医学中的7 t nmr,31(1),e3838。Clarke,W。T.和Chiew,M。(2022)。使用低级别方法对MRSI的降解的不确定性。医学中的磁共振,87(2),574 - 588。Clarke,W。T.,Hingerl,L.,Strasser,B.,Bogner,W.,Valkovic,L。,&Rodgers,C。T.(2023)。使用同心环对人心脏的三维,2.5分钟的7T磷磁共振成像。nmr,36(1),e4813。Cocking,D.,Damion,R。A.,Franks,H.,Jaconelli,M.,Wilkinson,D.,Brook,M.,Auer,D.P。,&Bowtell,R。(2023)。d(2)o给药期间7T处的氘脑成像。医学中的磁共振,89(4),1514 - 1521。Crameri,F。,Shephard,G。E.和Heron,P。J.(2020)。滥用科学传播中的色彩。(2018)。自然通讯,11(1),5444。de feyter,H。M.,Behar,K。L.,Corbin,Z。A.,Fulbright,R。K.,Brown,P.B.,McIntyre,S.,Nixon,T。W.,Rothman,D。L.和De Graaf,R。A. 用于基于MRI的3D代谢的代谢成像(DMI)的代谢成像(DMI)。 Science Advances,4(8),EAAT7314。 de Graaf,R。A.,Pan,J.W.,Telang,F.,Lee,J.H.,Brown,P.,Novotny,E.J.,Hetherington,H.P。,&Rothman,D。L.(2001)。 在人脑灰质和白质中glu-cose运输的差异。 典型的血液流量和代谢杂志,21(5),483 - 492。DeGraaf,R。A.,Thomas,M。A.,Behar,K。L.,&de Feyter,H。M.(2021)。 在基于氘的同位素标记研究中的动力学同位素效应和标记损失的表征。 ACS化学神经科学,12(1),234 - 243。DeWinter,J.C。F.(2013)。 使用学生的t检验,其样本量极小。 实践评估,研究和评估,18(10)。 Dienel,G。A. (2019)。 脑葡萄糖代谢:能量学与功能的整合。 生理评论,99(1),949 - 1045。 Furuyama,J。K.,Wilson,N。E.和Thomas,M。A. (2012)。 光谱成像在体内使用强烈的圆形回声平面轨迹。 医学中的磁共振,67(6),1515 - 1522。A.,Fulbright,R。K.,Brown,P.B.,McIntyre,S.,Nixon,T。W.,Rothman,D。L.和De Graaf,R。A.用于基于MRI的3D代谢的代谢成像(DMI)的代谢成像(DMI)。Science Advances,4(8),EAAT7314。 de Graaf,R。A.,Pan,J.W.,Telang,F.,Lee,J.H.,Brown,P.,Novotny,E.J.,Hetherington,H.P。,&Rothman,D。L.(2001)。 在人脑灰质和白质中glu-cose运输的差异。 典型的血液流量和代谢杂志,21(5),483 - 492。DeGraaf,R。A.,Thomas,M。A.,Behar,K。L.,&de Feyter,H。M.(2021)。 在基于氘的同位素标记研究中的动力学同位素效应和标记损失的表征。 ACS化学神经科学,12(1),234 - 243。DeWinter,J.C。F.(2013)。 使用学生的t检验,其样本量极小。 实践评估,研究和评估,18(10)。 Dienel,G。A. (2019)。 脑葡萄糖代谢:能量学与功能的整合。 生理评论,99(1),949 - 1045。 Furuyama,J。K.,Wilson,N。E.和Thomas,M。A. (2012)。 光谱成像在体内使用强烈的圆形回声平面轨迹。 医学中的磁共振,67(6),1515 - 1522。Science Advances,4(8),EAAT7314。de Graaf,R。A.,Pan,J.W.,Telang,F.,Lee,J.H.,Brown,P.,Novotny,E.J.,Hetherington,H.P。,&Rothman,D。L.(2001)。 在人脑灰质和白质中glu-cose运输的差异。 典型的血液流量和代谢杂志,21(5),483 - 492。DeGraaf,R。A.,Thomas,M。A.,Behar,K。L.,&de Feyter,H。M.(2021)。 在基于氘的同位素标记研究中的动力学同位素效应和标记损失的表征。 ACS化学神经科学,12(1),234 - 243。DeWinter,J.C。F.(2013)。 使用学生的t检验,其样本量极小。 实践评估,研究和评估,18(10)。 Dienel,G。A. (2019)。 脑葡萄糖代谢:能量学与功能的整合。 生理评论,99(1),949 - 1045。 Furuyama,J。K.,Wilson,N。E.和Thomas,M。A. (2012)。 光谱成像在体内使用强烈的圆形回声平面轨迹。 医学中的磁共振,67(6),1515 - 1522。de Graaf,R。A.,Pan,J.W.,Telang,F.,Lee,J.H.,Brown,P.,Novotny,E.J.,Hetherington,H.P。,&Rothman,D。L.(2001)。在人脑灰质和白质中glu-cose运输的差异。典型的血液流量和代谢杂志,21(5),483 - 492。DeGraaf,R。A.,Thomas,M。A.,Behar,K。L.,&de Feyter,H。M.(2021)。在基于氘的同位素标记研究中的动力学同位素效应和标记损失的表征。ACS化学神经科学,12(1),234 - 243。DeWinter,J.C。F.(2013)。使用学生的t检验,其样本量极小。实践评估,研究和评估,18(10)。Dienel,G。A.(2019)。脑葡萄糖代谢:能量学与功能的整合。生理评论,99(1),949 - 1045。Furuyama,J。K.,Wilson,N。E.和Thomas,M。A.(2012)。光谱成像在体内使用强烈的圆形回声平面轨迹。医学中的磁共振,67(6),1515 - 1522。
通过胚胎活检对非整倍性(PGT-A)的植入前基因检测有助于通过评估胚胎倍性来进行胚胎选择。然而,临床实践需要考虑胚胎活检,潜在的镶嵌和不准确的整个胚胎的侵入性。这产生了对不损害胚胎或提高治疗成本的改进诊断实践的重要临床需求。因此,越来越重视开发非侵入性技术以增强胚胎的选择。这些创新包括非侵入性PGT-A,人工智能(AI)算法和非侵入性代谢成像。后者通过代谢辅助因子的自动荧光来测量细胞代谢。值得注意的是,高光谱显微镜和荧光寿命成像显微镜(FLIM)揭示了非整倍性胚胎和人类纤维细胞中独特的代谢活性特征。这些方法表明在区分多倍体和非整倍体胚胎方面已经表现出很高的精度。因此,本综述讨论了与PGT-A相关的临床挑战,并强调了对新颖溶液(例如代谢成像)的需求。此外,它探讨了针对细胞行为和新陈代谢的影响,在这项研究领域中为未来的研究方向提供了观点。
在Gaurav Sharma博士的实验室共同获得博士后培训职位。 and Matthias Peltz, M.D., in the Department of Cardiovascular and Thoracic Surgery at UT Southwestern Medical Center to study intermediary metabolism and energetics in donor human hearts for transplantation, metabolism in lungs using Ex Vivo Lung Perfusion (EVLP) in preclinical model and donor human lungs, and clinical translation of hyperpolarized Carbon-13 MR spectroscopic imaging.候选人的研究主题是灵活的,将在讨论后确定。我们的实验室有几个激动人心的项目,与调查在体温过低的机器灌注过程中的心脏代谢有关,并研究过体内肺灌注中的代谢,并使用超极化的碳-13代谢成像评估可行心肌的代谢。候选人必须拥有最近的博士学位。和/或M.D.学科的学位。建议候选人在以下一个或多个领域中具有经验,这些领域导致了同行评审期刊的出版物:超极化13 C-MRI,X-Nuclei MRI,高级图像重建脉冲序列序列编程,PET-MR成像和代谢成像数据分析。此外,需要具有心脏或肺部成像的经验,以及对心脏和肺代谢的知识。首选的资格包括在获取,处理和分析人类MRI数据方面的专业知识,以及使用R,MATLAB或PYTHON的数据分析和后处理的能力。可以在http://www.utsouthwestern.edu/postdocs上找到有关我们博士后培训计划,福利和虚拟旅行的信息。感兴趣的人应发送简历,利益声明和三个引用列表:
中国电子科学与技术大学计算机科学与工程学院数字媒体技术的关键实验室。成都,中国四川省,611731 B,B 611731 B电子和信息工程研究所UESTC,UESTC的广东,广东省广东瑞士e普通精神病学服务,精神病学系,中心医院大学沃杜瓦大学和瑞士洛桑大学的洛桑大学,瑞士,动物成像与技术核心,生物医学成像中心,ecole Polytechniquefédéralefédéraledeéraledeéraledeelale de lausanne,Lausanne,Lausanne,Lausanne,Lausanne,瑞士,瑞士。g功能和代谢成像实验室,瑞士洛桑的Ecole PolytechniquefédéraledeLausanne。
•与运动相关的脑震荡是由直接打击头部,颈部或身体引起的创伤性脑损伤,导致冲动力传播到大脑中,这在运动和与运动有关的活动中发生。这会引发神经递质和代谢级联反应,可能会影响大脑的轴突损伤,血流变化和炎症。症状和迹象可能立即出现,或在数分钟或几个小时内演变,并且通常在几天内解决,但可能会延长。在标准的结构神经影像学研究(计算机断层扫描或磁共振成像T1-和T2-teeighignedImages)上没有异常,但是在研究环境中,功能,血流或代谢成像研究可能存在异常。与运动有关的脑震荡导致一系列临床症状和可能涉及意识丧失的体征。不能仅通过(但可能与)药物,酒精或药物使用,其他损伤(例如宫颈损伤,外周的前庭功能障碍)或其他合并症(例如心理因素或共发生医疗状况)来解释脑震荡的临床症状和迹象。上面的概念定义不提供特定的
低灵敏度MR技术(例如磁共振光谱成像(MRSI))从超高范围MR提供的信噪比中的增益极大地受益。高分辨率和全杆脑MRSI由于长期获取,低信号,脂质污染和领域不均匀性,因此仍然非常具有挑战性。在这项研究中,我们提出了一种采集重建方案,该方案结合了1小时的自由感应 - 赛(FID)-MRSI序列,短TR习得,压缩感应加速度和低级别的建模与总概要变化约束,以在7 tesla时在两次和三个Dimens中获得代谢成像。所得的图像和体积揭示了高度详细的分布,这些分布是针对每个代谢产物的特异性分布,并遵循潜在的大脑解剖结构。MRSI方法在含有细胞代谢物结构的高分辨率幻影和五个健康志愿者中进行了验证。这种压缩感应加速度的新应用为高分辨率MRSI在临床环境中铺平了道路,获取时间在2.5 mm时为2d MRSI,在2.5 mm处为2d MRSI,在3.3 mm的各向同性型MRSI下为3D MRSI。2021作者。由Elsevier Inc.出版这是CC BY-NC-ND许可证(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)下的开放访问文章。
PET 是一种强大的分子成像技术,可以提供活体物体的功能信息。然而,PET 成像的空间分辨率一直限制在 1 毫米左右,这使得难以详细可视化小鼠的大脑功能。在此,我们报告了一种我们开发的超高分辨率小动物 PET 扫描仪,它可以提供接近 0.6 毫米的分辨率,以前所未有的细节可视化小鼠的大脑功能。方法:超高分辨率小动物 PET 扫描仪内径为 52.5 毫米,轴向覆盖范围为 51.5 毫米。扫描仪由 4 个环组成,每个环有 16 个相互作用深度探测器。每个相互作用深度探测器由 3 层交错的镥钇正硅酸盐晶体阵列(间距为 1 毫米)和 4 3 4 硅光电倍增管阵列组成。物理性能根据美国国家电气制造商协会 NU4 协议进行评估。使用不同分辨率的模型评估空间分辨率。对小鼠大脑进行体内葡萄糖代谢成像。结果:峰值绝对灵敏度为 2.84%,能量窗口为 400 – 600 keV。使用迭代算法解析分辨率模型的 0.55 毫米杆结构。使用 18 F-FDG 进行小鼠体内脑成像可以清晰识别皮层、丘脑和下丘脑,而我们用于比较的商业临床前 PET 扫描仪几乎无法区分这些区域。结论:超高分辨率小动物 PET 扫描仪是一种有前途的分子成像工具,可用于使用啮齿动物模型进行神经科学研究。