谱域光学相干层析成像定量表征皮肤癌组织结构

皮肤癌等疾病的发生严重危害身体健康,为研究皮肤癌组织皮下结构变化与动态监测皮肤癌发生过程对皮肤结构的影响,采用谱域光学相干层析成像(spectral domain optical coherence tomography,SD-OCT)技术研究离体基底细胞癌皮肤组织,建立裸鼠背脊皮翼视窗(dorsal skin fold window chamber,DSFC)黑色素瘤模型.通过层析扫描对病变组织皮下结构进行图像重构,分别获得了皮肤样品一维扫描信号、二维层析图像和三维结构图像.对比分析发现,基底细胞癌皮肤外部形态无明显变化,内部组织存在无散射信号区域,二维层析图像中表现为椭圆形状黑色巢穴.黑色巢穴病灶区位于皮肤表皮下层区域,长度约155.972μm,宽度约150.192μm.同时,通过对DSFC黑色素瘤模型连续11 d的动态监测,发现伴随黑色素瘤细胞的分裂增殖,皮肤表面出现肿瘤状隆起,皮下毛细血管逐渐清晰.在二维OCT图像中,光学系统光束穿透能力受到限制,在肿瘤种植后不同时间节点位置的层析成像深度呈现衰减区域,而且皮肤层OCT信号增强,可能因为黑色素瘤的生长并不断向上侵袭所致.实验结果表明,离体基底细胞癌皮肤组织内部形态发生显著变化,出现无OCT信号黑色病灶区域;裸鼠在体黑色素瘤的动态发展对皮肤组织产生影响,不同的时间节点,皮肤层具有不同的OCT影像表现.该研究为基底细胞癌的诊断和治疗提供了图像和数据依据,同时动态监测黑色素瘤过程也对皮肤癌病变过程研究具有重要意义.

透明背脊皮翼视窗在肿瘤活体成像中的应用

综述一种新型活体光学成像辅助工具背脊皮翼视窗的历史沿革,介绍背脊皮翼视窗的构建和基于背脊皮翼视窗的活体光学成像系统,阐述其在肿瘤活体成像研究中的应用,结合本课题组研究指出背脊皮翼视窗在原位、实时、长时间肿瘤血管增生及相关肿瘤机制研究中有广阔的应用前景.

基于小鼠背脊皮翼视窗的肿瘤微环境活体可视化研究

目的:构建小鼠背脊皮翼视窗(DSFC)模型,对肿瘤微环境进行持续动态监测,研究肿瘤增殖、扩散以及提供一种评估抗肿瘤药物的技术手段。方法:利用转染绿色荧光蛋白的小鼠乳腺癌4T1细胞构建小鼠DSFC肿瘤模型,对肿瘤微环境内肿瘤尺寸、血管形变、血流灌注量等参数进行实时动态连续监测,获得肿瘤微环境内的精确信息。同时评估纳米基因治疗药物PCL-PDEM-siRNA的治疗效果。结果:在裸鼠DSFC模型接种4T1乳腺癌细胞的成瘤率可达90%以上。肿瘤接种后2 d即可见接种区域毛细血管增多,4 d后可观察到边界清晰的肿瘤形态,第4~8天可见肿瘤区域血流灌注量显著提高。纳米药物注射4 d后肿瘤区域增长速度减缓,出现明显的肿瘤抑制效应,8 d后肿瘤内部新生血管减少,血流灌注量趋于稳定。结论:本研究为肿瘤微环境的精细化成像提供了新的策略,对肿瘤生物学的基础研究和抗肿瘤药物研发具有重要意义。

靶向量子点的合成及其在活体成像研究中的应用

利用水相法制备CdTe量子点,在不同细胞培养基及不同pH值环境中对其进行了稳定性表征,研究了量子点对HeLa细胞增殖抑制率的影响,而后利用耦联转铁蛋白的量子点对HeLa细胞进行了靶向性标记,最后将量子点与葡聚糖耦联,通过透明背脊皮翼视窗观察其在血管内的动态过程。结果表明:合成的量子点发射谱峰值为660nm,在DMEM和M1640细胞培养基中具有良好稳定性,当缓冲液pH值由5升高到13时,量子点荧光强度先升高后下降;量子点浓度为13μg/mL时,HeLa细胞存活率高于80%;耦联转铁蛋白的量子点对HeLa细胞靶向作用明显;可观察到耦联葡聚糖的量子点在小鼠血管中的动态运动。该研究表明合成的量子点可成功用于活体成像。