冯悦，钟萌，陈跃

小动物PET/CT显像考察麻黄碱干预棕色脂肪18F-FDG摄取的研究*

冯悦，钟萌1，陈跃

(四川医科大学附属第一医院：核医学科；1药剂科，四川泸州646000）

目的：采用小动物PET/CT研究不同剂量麻黄碱（Ephedrine，Eph）与温度对棕色脂肪（Brown Adipose Tissue，BAT）摄取18F-氟代脱氧葡萄糖（18F-fluoro-deoxyglucose，18F-FDG）的影响。方法：将昆明小鼠腹腔注射18F-FDG或18F-FDG+Eph（40 mg/kg、80 mg/kg和160 mg/kg），放置于不同实验温度条件下，1 h后采用小动物PET/CT对小鼠进行全身PET/CT扫描，通过Inveon Research Workplace（IRW）软件对小鼠肩胛处BAT摄取18F-FDG的标准化摄取值（Standardised uptake value，SUV）进行分析。结果：25℃和15℃未使用Eph干预的BAT SUV值分别为1.67±0.49和2.7±0.26；25℃和15℃使用Eph（40 mg/kg）干预BAT SUV值分别为2.20±0.36和5.97±0.21。温度为25℃，Eph分别为40 mg/kg、80 mg/kg和160 mg/kg时BAT SUV值分别为2.20±0.36、3.33±0.31和6.73±0.50。结论：低温可以刺激BAT的能量代谢增高，同时随着Eph的剂量增高BAT的能量代谢程度也随之增加。小动物PET/CT能有效检测小鼠体内肩胛处BAT对18F-FDG的代谢情况。

小动物PET/CT；麻黄碱；棕色脂肪；标准化摄取值

BAT因其含有大量线粒体呈棕色而得名，它是人体以及其他动物体内能量代谢的重要器官，以非颤栗产热的形式将体内的化学能转化热能[1]。研究发现，肥胖的形成可能与BAT的能量代谢有关，增加体内BAT的能量代谢，可以到达减肥的效果[2-3]。影响BAT能量代谢的因素有很多，如降低环境温度可增加BAT的能量代谢[4]。BAT细胞内含有肾上腺素受体，其中β3受体在控制BAT能量代谢方面占主要地位[5]。Eph是一种拟肾上腺素药物，是一种体内α与β受体激动剂，可激活BAT的能量代谢。本研究在18F-FDG可反映BAT能量代谢情况的基础上[6-7]，采用小动物PET/CT考察Eph对小鼠BAT的代谢影响，同时研究不同浓度的Eph与BAT摄取18FFDG的关系，为研究拟肾上腺素药物与BAT之间的关系，提供新的思路与方法。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

小动物PET/CT（Siemens，Inveon），麻醉机（MATRX动物麻醉机，北京益仁恒业科技有限公司），盐酸麻黄碱（西南药业，130301），18F-FDG（泸州医学院附属医院核医学科提供），异氟烷（山东科源制药有限公司，121101）。

1.2 实验动物

清洁级昆明小鼠，雌性，体重(25±3)g，四川医科大学实验动物中心提供。动物合格证号：SCXK(川) 2013-17，SYXK(川)2013-065。

1.3 给药方案

本实验采用完全随机分组法将18只小鼠分为六组，每组3只。第一、二组为25℃和15℃下腹腔注射[8]18F-FDG，第三、四组为25℃和15℃分别给予腹腔注射Eph（40 mg/kg）+18F-FDG，第五六组为25℃下分别给予Eph（80 mg/kg和160 mg/kg）+18FFDG。1 h后异氟烷麻醉进行小动物PET/CT显像。

1.4 小动物PET/CT扫描流程

将已麻醉的小鼠固定在动物支架上，进入工作站后，进行Scoutview，调整实验小鼠处于中心位置，保证所观察的部位处于PET扫描范围内。CT扫描参数：80 kV、500μA，扫描时间8 min，CT扫描进行PET图像的衰减矫正及解剖定位。PET扫描参数：Reconstruction Algorithm：2D FBP*；Projection：Ramp*；Image Size：128*128；OS EM3D Iteration：2；MAP Iteration：18；Resolution：1.5 mm，扫描时间400 s，完毕后取出实验小鼠。

1.5 统计学方法

采用SPSS 19.0统计软件处理数据，组间比较用方差分析（one way-ANOVA检验），以P＜0.05为有统计学意义。

2 结果

2.1 不同温度对BAT摄取18F-FDG的影响

在高低两种不同实验温度干预条件下，通过测定BAT的SUV值，考察温度对BAT摄取18F-FDG的影响。由表1和图1A、1B均可知温度的降低可以提高BAT对18F-FDG的摄取。

表1 温度对BAT摄取18F-FDG的影响（x±s，n=3）

2.2 不同温度注射Eph后BAT摄取18F-FDG的对比实验

对两组实验温度小鼠同时注射Eph（40 mg/kg）和18F-FDG（300μCi～400μCi），通过测定BAT的SUV值，考察对BAT摄取18F-FDG的影响。从表2和图1C、1D可知在同一温度条件下Eph可以增加BAT对18F-FDG的摄取，并且随着温度的降低，Eph对BAT摄取18F-FDG的效果越强。

表2 Eph对BAT摄取18F-FDG的影响（x±s，n=3）

2.3 不同浓度Eph对BAT摄取18F-FDG的对比

在25℃条件下，考察不同给药剂量的Eph（40 mg/kg、80 mg/kg、160 mg/kg）对BAT摄取18F-FDG的影响。由表3和图1E、1F、1G可知随着Eph剂量的增加，BAT对18F-FDG的摄取也相应增加。

表3 不同给药剂量的Eph对BAT摄取18F-FDG的影响（x±s，n=3）

3 讨论

Eph是一种拟肾上腺素药物，具有缓解鼻腔充血、扩张支气管和减轻体重的药理效果[9]。研究报道Eph的减轻体重效果是与其激活BAT能量代谢有关[10]。随着PET/CT的出现，分子影像为检测活体内组织器官代谢情况提供了新方法。18F-FDG是一种葡萄糖类似物，在代谢旺盛的组织器官摄取高，如：肿瘤、心脏、脑组织等[11]，而小动物PET/CT则可检测18F-FDG或其他正电子药物在小动物活体内的分布情况[12]，与传统实验方法相比具有更高灵敏度、节约实验成本、缩短实验时间等优势。通过实验结果可知麻黄碱能够增加18F-FDG在BAT中的摄取，因此在临床上若需进行18F-FDG PET/CT检查时需避免使用含麻黄碱的药物，以免造成图像干扰。

本实验采用小动物PET/CT考察Eph及温度对BAT摄取18F-FDG情况的影响。通过比较SUV值及图像分析，低温环境或Eph干预均可导致小鼠BAT的糖代谢不同程度的增加，与文献报道结果一致[13-14]，提示小动物PET/CT是研究小动物BAT的一种有效方法，为研究BAT及其影响因素提供了新的思路与方法。

图1 小鼠小动物PET/CT显像图

1.Mineo P M,Cassell E A,Roberts M E,et al.Chronic cold acclimation increases thermogenic capacity,nonshivering thermogenesis and muscle citrate synthase activity in both wild-type and brown adipose tissue deficientmice[J]. Comparative Biochemistry and Physiology Part A:Molecular&Integrative Physiology,2012,161(4):395-400.

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3.Vijgen G,Bouvy ND,Teule GJJ,et al.Increase in brown adipose tissue activity after weight loss in morbidly obese subjects[J].The Journal of Clinical Endocrinology&Metabolism,2012,97(7):E1229-E1233.

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9.Limberger RP,Jacques ALB,Schmitt GC,et al.Pharmacological Effects of Ephedrine[M].Natural Products.Springer Berlin Heidelberg,2013:1217-1237.

10.Carey AL,Pajtak R,Formosa MF,et al.Chronic ephedrine administration decreases brown adipose tissue activity in a randomised controlled human trial:implications for obesity[J].Diabetologia,2015，1-10.

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（2015-03-30收稿）

Effect of ephedrine on the accumulation of18F-FDG in brown adipose tissue inyestigated by small-animal PET/CT

Feng Yue,Zhong Meng1，Chen Yue
DepartmentofNuclearMedicine，1DepartmentofPharmacy，the FirstAffiliated HospitalofSichuan MedicalUniversity

Objective：To investigato the effect of different doses of Ephedrine(Eph)and temperature on18FFDG uptake in brown adipose tissue(BAT)of Kungming mice using small-animal PET/CT.Methods:18F-FDG or a mixture of18F-FDG and Eph(40 mg/kg,80 mg/kg or 160 mg/kg of body weight)were injected into the peritoneal cavity of mice at different temperatures.One hour after injection,the BAT activity was assessed by measuring SUV with Micro PET/CT.Results：In mice withoutingection of Eph,the SUV of18F-FDG,was 1.67± 0.49 at 25℃,and 2.7±0.26 at15℃,respectively.In mice injected with 40 mg/kg of Eph,the SUV was 2.20± 0.36 at25℃,and 5.97±0.21 at 15℃,respectively.At 25℃，mice injected with 40 mg/kg,80 mg/kg and 160 mg/kg of Eph,the The SUV of18F-FDG was 2.20±0.36,3.33±0.31 and 6.73±0.50 respectively.Conclusion：The cold exposure could cause a greater increase in18F-FDG uptake in BAT,and the metabolism level of BAT was will increase with the increased dose off.Small-animal PET/C is suitable for the study of18F-FDG metabolism in interscapular BAT of mice.

Small-animal PET/CT;Ephedrine(Eph);Brown adipose tissue;Standardised uptake value

R817

A

10.3969/j.issn.1000-2669.2015.04.005

*四川省科技厅-泸州市政府-泸州医学院联合科研专项资金项目（编号：14ZC0062）

冯悦（1987-），男，硕士，药师，E-mail：fengyue200@163.com