新时期高校小动物活体光学成像系统的使用及管理

当今生命科学与医学的飞速发展很大程度得益于模式动物可以模拟人体的生理和病理特征。小动物活体光学成像系统作为生物医学和生药学领域的重要研究手段,利用灵敏的光学检测技术,能够对生物体内的细胞/基因行为进行实时、无创监测,对疾病的发生发展、临床诊疗及药物研发具有重要指导价值。“十四五”规划伊始,基础科学研究面临新需求,挑战与机遇并存。以南京大学医药生物技术全国重点实验室配备的小动物活体光学成像系统为例,结合社会发展新形势和疫情防控常态化的现状,首次从仪器使用和仪器管理两方面进行综合性阐述,以期对高校仪器平台中该类仪器的高效利用和规范管理提供新思路。

双光子显微镜在小动物活体光学成像中的研究进展

双光子显微镜结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术。双光子荧光显微镜具有光损伤小、漂白区域小、穿透能力强、高分辨率、荧光收集率高、图像对比度高、可实现暗场成像、适合多标记复合测量等多种特点,可应用于小动物活体光学成像,在肿瘤免疫治疗、基因治疗、干细胞研究、药物筛选与评价、活体脊髓损伤成像等领域研究中有广泛应用。

活体光学成像技术在眼科学领域的应用前景

活体光学成像技术是一种可实时动态观察生物生物学行为的影像学技术,目前已经应用于生命科学的各个方面,如干细胞治疗、肿瘤研究和药物研究等。该技术在眼科学领域也有很大的应用潜力。现对活体光学成像技术的应用现状作一总结,并展望其在眼科学领域的应用前景。

活体光学成像研究进展

活体光学成像由于检测灵敏度高、操作简单、高性价比、无辐射,允许对活体实验动物体内的生物过程进行动态、无创分析等优点,广泛应用于肿瘤学、新药研发及干细胞研究等领域,是现代生物学、医学和药学研究非常重要的平台。近年来,生物光学标记和基因工程的快速发展,预示着动物活体光学成像将进入一个更深入和更灵敏的分子成像新时代。本文综述了动物活体光学成像中生物发光成像和荧光成像的发展状况,为两者的应用提供参考和依据。

活体光学成像系统使用管理与维护

活体成像技术是指应用影像学方法,对活体状态下的生物过程进行组织、细胞和分子水平的定性和定量研究的技术。活体光学成像技术作为活体分子成像技术的一种广泛应用于生物医学、药物筛选等领域。活体光学成像系统可以直接监测活体生物体内的细胞活动和基因行为,具有灵敏度高、所得结果直观等优点。文章介绍了两种活体光学成像系统的配置、常用操作规程、维护事项、开放共享和管理等方面,旨在为相关工作人员提供借鉴和参考,从而提升该类设备使用和管理水平、更好服务于教学和科研。

通过活体动物光学成像系统建立乳腺癌动物模型

目的:通过活体动物光学成像系统建立稳定表达荧光素酶的乳腺癌裸鼠移植瘤模型。方法:用脂质体包裹带有neo抗性基因及荧光素酶报告基因的真核表达质粒pGL4.17[luc2/neo],体外转染人乳腺癌细胞株MCF-7,将获得稳定表达荧光素酶的乳腺癌细胞株(MCF-7-luc)进行皮下接种BALB/c裸鼠及尾静脉接种SCID小鼠,建立BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型和SCID小鼠尾静脉移植瘤模型,通过活体成像系统监测体内肿瘤的生长及转移情况。结果:经过筛选得到1个能够用于建立裸鼠皮下移植瘤模型及SCID小鼠尾静脉移植瘤模型的稳定表达荧光素酶的乳腺癌细胞株,并成功建立了乳腺癌裸鼠皮下移植瘤模型及SCID小鼠尾静脉移植瘤模型。结论:通过活体动物光学成像系统成功获得的稳定表达荧光素酶的乳腺癌皮下移植瘤和尾静脉移植瘤模型,为人乳腺癌的相关研究提供了一个直观、方便、灵敏和可靠的平台。

活体动物体内光学成像技术的研究进展及其应用

活体动物体内光学成像是利用基因改构进行内源性成像试剂或外源性成像试剂标记细胞、蛋白或DNA,从而非侵入性地报告小动物体内的特定生物学事件的技术。活体成像可以直观灵敏地监测基因的表达模式、标记和示踪细胞、探讨蛋白间的相互作用,因而这一技术被广泛地用于分析基因的表达模式、评价基因治疗效果、评估肿瘤的发生和转移、监测移植器官等。简要综述了现有活体动物体内光学成像技术的基本原理、技术进展和相关应用。

活体动物体内光学成像技术的研究进展

生物发光和荧光成像作为近年来新兴的活体动物体内光学成像技术,以其操作简便及直观性成为研究小动物活体成像的一种理想方法,在生命科学研究中得以不断发展。利用这种成像技术,可以直接实时观察标记的基因及细胞在活体动物体内的活动及反应。利用光学标记的转基因动物模型可以研究疾病的发生发展过程,进行药物研究及筛选等。本文综述了现有活体动物体内光学成像技术的原理、应用领域及发展前景,比较了生物发光与几种荧光技术的不同特点和应用。

活体光学成像技术在TGF-β1信号通路调控乳腺癌转移作用中的应用

活体动物光学成像技术因具有无创伤、活体、动态、连续、特异显像等优点,已被广泛应用于细胞的体内示踪或特定基因体内表达的实时监测研究。TGF-β1信号通路在乳腺癌的发生、发展和转移过程中起着十分重要的作用。本文主要对活体动物光学成像技术在研究TGF-β1信号通路调控乳腺癌转移作用中的应用进行综述,讨论乳腺癌的体内转移过程与TGF-β1信号通路的相关性,最后对黄酮类化合物干预乳腺癌转移的作用进行总结。因此,本文可为筛选抗乳腺癌转移的新型药物提供一定的理论指导,推动分子影像技术在活体动态连续观测药物治疗效果方面的应用。

光学活体成像联合MRI在肺癌荷瘤小鼠诊断中的应用

目的 :探讨光学活体成像、扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)及动态增强磁共振成像(dynamiccontrast enhanced MRI,DCE-MRI)在肺癌动物模型肿瘤诊断中的应用价值。方法 :将绿色荧光蛋白(green fluorescentprotein,GFP)标记的人肺癌细胞系NCI-H460皮下接种裸鼠(n=6),在接种后第7、12、16天进行光学活体成像,采集荧光信号;随后分别进行DWI及DCE-MRI扫描,获得表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值及血管功能参数值。结果:在接种后第7天光学活体成像即可检出肿块荧光信号;随着肿瘤体积增大,第12、16天时荧光信号强度增强,肿瘤组织生理功能和代谢水平开始活跃,ADC值及血管功能参数值也有所升高。结论:联合光学及磁共振成像能够评价肿瘤形态、微环境变化及血管功能,为临床肿瘤的诊断与治疗提供重要依据。

活体自发光成像监测长春瑞滨纳米胶束抗乳腺癌转移机制研究

目的:乳腺肿瘤细胞的转移是乳腺癌致死的主要原因。淋巴转移作为血道和淋巴两大转移途径之一,在乳腺癌转移过程中至关重要。针对乳腺癌转移的特点,本研究组设计了具有淋巴富集特性的纳米载药系统,活体动态监测其对原位乳腺肿瘤生长以及肺脏和淋巴器官转移的抑制效果,旨在为临床用药提供科学依据。方法:采用活体自发光成像实时动态地监测了聚乙二醇化磷脂(PEG-PE)包载的长春瑞滨纳米胶束抗乳腺癌体内转移的过程。结果:与未包载的游离长春瑞滨(Free Vin)相比,PEG-PE包载的长春瑞滨胶束(NanoVin)增强了长春瑞滨的抗原位瘤活性,显著抑制了乳腺肿瘤细胞的淋巴及肺脏转移。结论:通过静脉给药达到了血道转移和淋巴转移两条途径的双重清扫,为靶向药物设计提供了新思路。活体光学成像技术可动态监测肿瘤的转移,为临床应用影像技术检测药物疗效提供必要的技术手段。

活体人眼视网膜自适应光学成像仪控制新总线

用通用串行总线(USB)技术简化活体人眼视网膜自适应光学成像仪复杂的传统工业计算机控制接口为通用计算机控制接口,用芯片间串行传输总线(IICBus)技术模块化成像仪的内部控制部件,增强成像仪使用的简易性和升级功能。

两种萤火虫荧光素酶活性检测方法的一致性比较

目的:比较2种萤火虫荧光素酶活性检测方法的一致性。方法:分别采用化学发光技术(Che)及活体光学成像技术(Bio),从细胞和动物水平检测在转染以萤火虫荧光素酶为报告基因的载体pCI-AAA-Fluc-neo后不同时间点,萤火虫荧光素酶的表达强度。结果:在细胞和动物水平,萤火虫荧光素酶的表达强度均随时间推移逐步递减。在HepG2细胞,萤火虫荧光素酶表达持续96 h,活性从24 h的2781±220 mV(1.6×106±2.3×105光子)降至96 h的49±3.5 mV(6.4×104±2.5×104光子)。在动物水平得到相似的结果,BALB/c小鼠萤火虫荧光素酶表达持续20 d,其活性从1 d的16592±409 mV(1.9×108±3.6×106光子)降至20 d的798±139 mV(3.37×105±3.8×104光子)。通过一致性检验,2种检测方法在细胞和动物水平的直线回归方程分别为lgChe=1.186.lgBio-3.764(r=0.937,P<0.001)和lgChe=0.451.lgBio+0.64(r=0.915,P<0.001);进一步将理论数据与实验数据进行配对t检验,二者无统计学差异(P>0.05)。结论:2种检测方法是一致的;从整个实验过程来看,活体光学成像技术较化学发光法更为简便、直观,可量化地对同一个体连续检测,减少了个体间差异和实验动物用量。

外源标记多模态分子成像的研究进展

核素成像、磁共振成像和光学活体成像等医学影像技术与外源标记探针结合,实现细胞及分子水平的靶向治疗,成为当前分子影像学领域研究的热点。文中主要针对现有的分子影像探针及其影像技术作一综述。

具有不同N^N配体的金属铱配合物长磷光性质

长磷光成像是指移除激发光源后的延迟发光,它无需实时激发光的照射,相比传统荧光成像有更高的信噪比.为了研究铱(Ir)配合物的长磷光性质,设计了3种C^N配体相同,而N^N配体不同的Ir配合物,在溶液层次研究了它们的长磷光性质.经过比较,将长磷光强度最强的3,8-二溴邻菲罗啉配合物制备成纳米粒子,在小鼠背部皮下进行长磷光成像,与荧光成像对比,呈现出更高的信噪比.

基于光学成像技术的针灸镇痛机理研究

疼痛治疗是一个医学难题。虽然人们对痛觉感受机理的认识已达到细胞分子水平,但现代医学疗法对疼痛尤其是慢性疼痛的治疗仍无良策。针灸镇痛疗法因副作用小、疗效好而逐渐获得西方认可。尽管针灸镇痛在临床上得到了验证,但是其机理尚未明确。正电子发射断层扫描(PET)、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)和功能核磁共振成像(fMRI)、免疫组织化学等技术已被应用于针灸镇痛机理的研究。然而,这些技术在分辨率或无损检测等方面存在局限性,限制了它们在针灸镇痛机理研究中的进一步应用。介绍了采用光学成像技术研究针灸镇痛的机理,其中重点评述激光扫描共聚焦显微成像术、光学相干层析成像术及活体动物光学成像术在针灸镇痛机理研究中的应用。

应用动物活体生物发光技术观察紫杉醇混合胶束的抑瘤效果

活体动物成像技术是近年来发展成熟并得到认可的一种新型影像检测技术,其突出优越性是可以对活体病灶的形态大小进行在体无损伤直观准确检测。活体动物成像技术的基本原理是透过体表,接收动物体内物质所发出的荧光或可见光显像，因此检测中需要对病灶部位（或药物）进行造影标记。

靶向EGFR的siRNA有效抑制小鼠肺癌移植瘤的生长

采用RNA干扰技术来研究靶向EGFR的siRNA对肺癌皮下移植瘤生长的影响.化学合成了3条针对EGFR的小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA),转染不同的EGFR siRNA后,A549细胞(高表达EGFR)EGFR的mRNA和蛋白表达均有显著降低,其中EGFR siRNA_1的沉默效果最为明显.转染EGFR siRNA_1后A549细胞的凋亡率明显增加,增殖活性明显降低.最后,利用稳定表达荧光素酶报告基因的人肺腺癌细胞株(A549-luc)建立裸鼠皮下移植瘤模型,采用活体动物体内光学成像系统实时检测以及通过检测肿瘤体积来检测对照组和EGFR siRNA_1给药组移植瘤的生长情况,结果发现EGFR siRNA_1治疗组肿瘤的生长速度较空白对照组和Notarget siRNA对照组明显变慢,说明干扰EGFR基因表达对肺癌皮下移植瘤的生长具有明显的抑制作用.

辐照对水流动力学注射介导的小鼠体内基因表达的影响

目的探寻辐照对水流动力学注射(HGT)介导的荧光素酶报告基因在小鼠体内的表达影响,从而评估水流动力学注射方法在小鼠造血干细胞移植模型中应用的有效性。方法将实验鼠分为辐照组和非辐照组,尾静脉大体积快速注射带有荧光素酶报告基因的真核表达质粒PGL3-luc。于注射后6h腹腔注射荧光素酶底物,并通过活体动物体内光学成像系统检测基因表达的初始水平。将辐照组小鼠进行700c Gy非清髓性全身照射,并于水流动力学注射后12、24、48、72、96、120 h通过活体动物体内光学成像系统对两实验组小鼠体内目的基因的表达水平进行监测。结果通过尾静脉进行水流动力学注射的PGL3-luc质粒在注射后6h于小鼠肝脏大量表达,其平均表达水平为(3739±924.8)相对荧光单位(RLU)/(sec·mg)蛋白。在各个时间监测点辐照组与非辐照组相比实验鼠体内基因表达水平差异均有统计学意义(均P>0.05),其表达水平均于水流动力学注射72 h后显著降低。结论小鼠移植前的辐照预处理对水流动力学注射介导的基因在小鼠体内的表达并无影响,该种新型基因转移表达方法可以有效地应用于小鼠造血干细胞移植模型中。

针刺单穴与腧穴配伍对骨肉瘤模型小鼠的效应差异研究

目的:观察针刺单穴与腧穴配伍干预骨肉瘤模型小鼠相关的形态学及免疫学效应差异。方法:构建骨肉瘤K7皮下荷瘤模型小鼠,随机分为空白组、模型组、单穴组和配穴组,单穴组造模后针刺单穴(肾俞),配穴组造模后针刺腧穴配伍(百会、肾俞、足三里),应用多模式光学活体成像技术(In-Vivo Xtreme技术)和游标卡尺观察小鼠肿瘤大小变化,利用酶联免疫吸附法观察血清细胞因子IL-6、IFN-γ和脾脏组织中TNF-α等相关免疫因子的变化情况,利用流式细胞仪检测相关免疫细胞如T细胞、NK细胞等免疫相关指标变化情况。结果:针刺治疗后,与模型组比较,各针刺组小鼠体质量、肿瘤大小显著降低(P<0.01),肿瘤信号强度显著降低(P<0.01);各针刺组NK细胞、细胞毒性T细胞含量显著下降(P<0.05,P<0.01),辅助性T细胞含量显著升高(P<0.05,P<0.01);各针刺组IL-6、TNF-α含量显著升高(P<0.01)。与单穴组比较,配穴组其各指标疗效显著改善(P<0.05,P<0.01)。结论:针刺治疗改善机体免疫相关指标,提高机体免疫力,可通过调节机体相关免疫因子达到干预肿瘤的效果,且配穴组疗效优于单穴组。