Magnetic resonance imaging of tumor glycolysis using hyperpolarized 13C-labeled glucose

doi:10.1038/nm.3416

.2014年1月；20(1):93-7.

doi:10.1038/nm.3416。 Epub 2013年12月8日。

超极化13C标记葡萄糖对肿瘤糖酵解的磁共振成像

蒂亚戈·B·罗德里格斯¹, 伊娃·M·塞拉奥¹, 布雷特·肯尼迪², 胡德恩², 米科·凯特伦^三, 凯文·M·布林德^三

附属公司

¹英国剑桥大学剑桥研究所癌症研究所，英国剑桥。
²英国剑桥大学生物化学系。
^三1] 英国剑桥大学剑桥癌症研究所。[2]英国剑桥大学生物化学系。[3]。

PMID： 24317119
预防性维修识别码：项目经理3886895
内政部： 10.1038/3416海里

超极化13C标记葡萄糖对肿瘤糖酵解的磁共振成像

蒂亚戈·B·罗德里格斯等。自然·医学. 2014年1月.

.2014年1月；20(1):93-7.

doi:10.1038/nm.3416。 Epub 2013年12月8日。

作者

蒂亚戈·B·罗德里格斯¹, 伊娃·M·塞拉奥¹, 布雷特·肯尼迪², 胡德恩², 米科·凯特伦^三, 凯文·M·布林德^三

附属公司

¹英国剑桥大学剑桥研究所癌症研究所，英国剑桥。
²英国剑桥大学生物化学系。
^三1] 英国剑桥大学剑桥癌症研究所。[2]英国剑桥大学生物化学系。[3]。

PMID： 24317119
预防性维修识别码：项目经理3886895
内政部： 10.1038/3416海里

摘要

在本研究中，我们通过使用13C磁共振波谱和波谱成像测量超极化[U-2H，U-13C]葡萄糖转化为乳酸来监测小鼠淋巴瘤和肺肿瘤中的糖酵解。我们仅在肿瘤中观察到标记的乳酸，而在周围正常组织或体内其他组织中没有观察到标记乳酸，并发现在化疗药物治疗24小时后，其显著降低。我们还检测到戊糖磷酸途径中6-磷酸葡萄糖酸盐的共振增强。该技术可为临床检测肿瘤治疗反应的早期证据和监测肿瘤戊糖磷酸途径活性提供一种新的方法。

PubMed免责声明

数字

**图1。[美]-²H、 U型-¹³C] 葡萄糖信号是可检测的体内**
**（a）** ¹³[U的C核磁共振谱-²H、 U型-¹³C] 葡萄糖*在体外*下午65点的共振来自葡萄糖C6α，β；下午72-79之间的共振来自葡萄糖C2-5α，β；94和98 p.p.m.时的共振分别来自葡萄糖C1α和C1β。由于J型-联轴器之间¹³C-¹³C和¹³C-²H。**（b）**代表¹³静脉注射0.35 mL 100 mM超极化[U-²H、 U型-¹³C] 葡萄糖。为了清楚起见，只显示了每隔一个时间点。叠加图中的顶部频谱是前20秒数据采集的总和。[U-²H、 U型-¹³C] 肿瘤中的葡萄糖信号随明显的自旋晶格弛豫时间衰减，T型₁，约9秒AU，任意单位。

**图2。¹³C光谱成像显示标记的葡萄糖和乳酸盐的空间分布**
**（a）**代表¹³注射0.35 mL 100 mM超极化后15 s，从皮下EL4和LL2肿瘤、大脑、心脏、肝脏和肾脏获得的C MR光谱-²H、 U型-¹³C] 葡萄糖。乳酸谱是在1s内收集到的4个瞬态的总和，而葡萄糖谱只获得了一个瞬态。超极化通量¹³C标签仅在[U-²H、 U型-¹³C] EL4和LL2肿瘤中的葡萄糖（63-99 p.p.m.）和乳酸C1（185 p.p.m..时加倍）。**（b）**静脉注射0.4 mL 200 mM超极化[U-²H、 U型-¹³C] 葡萄糖注入EL4荷瘤小鼠。葡萄糖、尿素和乳酸的空间分布显示为相对于各自最大值的体素强度。这个¹使用以灰度显示的核磁共振图像来确定肿瘤的解剖位置（用白色轮廓表示）。包括尿素模型作为参考。色标表示超极化图像的任意线性分布强度。

**图3。¹³未经治疗的皮下EL4淋巴瘤的C MR波谱**
光谱是静脉注射0.4 mL 200 mM超极化[U-²H、 U型-¹³C] 葡萄糖。总频谱中葡萄糖和乳酸区域之间的信噪比差异很小，这是从葡萄糖和乳酸区交叉采集信号的结果，同时对乳酸区进行更多采样（见方法）。插图显示了160–220 p.p.m.区域的放大倍数为40倍。这表明碳酸氢盐C1（~164 p.p.m.，HCO_三⁻)、6-磷酸葡萄糖酸盐C1（~182 p.p.m，6PG）、乳酸C1（~185 p.p.m）和磷酸二羟丙酮C2（~214 p.p.m、DHAP）。超极化信号[U-²H、 U型-¹³C] 葡萄糖位于下午63点到99点之间。。

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