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1、動(dòng)物活體成像技術(shù) AnimalVivoImagingTechnology北京廣源達(dá)科技內(nèi)容動(dòng)物活體成像技術(shù)的背景動(dòng)物活體成像技術(shù)的分類幾種動(dòng)物活體成像技術(shù)的比較動(dòng)物活體光學(xué)成像技術(shù)的原理與系統(tǒng)構(gòu)成CRI公司動(dòng)物活體熒光成像系統(tǒng)CRI公司動(dòng)物活體熒光成像系統(tǒng)的應(yīng)用動(dòng)物活體成像的背景1999年，美國哈佛大學(xué)Weissleder等人提出了分子影像學(xué)（molecularimaging）的概念——應(yīng)用影像學(xué)方法，對(duì)活體狀態(tài)下的生物過程進(jìn)行細(xì)胞和分子水平的定性和定量研究。傳統(tǒng)成像大多依賴于肉眼可見的身體、生理和代謝過程在疾病狀態(tài)下的變化，而不是
2、了解疾病的特異性分子事件。分子成像則是利用特異性分子探針追蹤靶目標(biāo)并成像。這種從非特異性成像到特異性成像的變化，為疾病生物學(xué)、疾病早期檢測、定性、評(píng)估和治療帶來了重大的影響。動(dòng)物活體成像的背景分子成像技術(shù)使活體動(dòng)物體內(nèi)成像成為可能，它的出現(xiàn)，歸功于分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型的使用、新的成像藥物的運(yùn)用、高特異性的探針、小動(dòng)物成像設(shè)備的發(fā)展等諸多因素。目前，分子成像技術(shù)可用于——研究觀測特異性細(xì)胞、基因和分子的表達(dá)或互作過程，同時(shí)檢測多種分子事件，追蹤靶細(xì)胞，藥物和基因治療最優(yōu)化，從分子和細(xì)胞水平對(duì)藥物療效進(jìn)行成像，從
3、分子病理水平評(píng)估疾病發(fā)展過程，對(duì)同一個(gè)動(dòng)物或病人進(jìn)行時(shí)間、環(huán)境、發(fā)展和治療影響跟蹤。動(dòng)物活體成像的背景活體生物體內(nèi)檢驗(yàn)是生物研究的最終驗(yàn)證體外試驗(yàn)（InVitro）分子生物學(xué)技術(shù)克隆技術(shù)蛋白組學(xué)等等…體內(nèi)反應(yīng)（InVivo）研究方法受體內(nèi)環(huán)境制約，很難準(zhǔn)確反映體內(nèi)情況體外檢驗(yàn)（ExVivo）PCR電泳組織病理學(xué)腫瘤稱量等等…活體生物體內(nèi)成像（InVivoImagingTechnology）動(dòng)物活體成像的背景分子成像的優(yōu)點(diǎn)：分子成像和傳統(tǒng)的體外成像或細(xì)胞培養(yǎng)相比有著顯著優(yōu)點(diǎn)。分子成像能夠反映細(xì)胞或基因表達(dá)的空間和時(shí)間分布，從而了解活體
4、動(dòng)物體內(nèi)的相關(guān)生物學(xué)過程、特異性基因功能和相互作用。分子成像由于可以對(duì)同一個(gè)研究個(gè)體進(jìn)行長時(shí)間反復(fù)跟蹤成像，既可以提高數(shù)據(jù)的可比性，避免個(gè)體差異對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的可影響，又不需要?dú)⑺滥Ｊ絼?dòng)物，節(jié)省了大筆科研費(fèi)用。分子成像應(yīng)用尤其在藥物開發(fā)方面，更是具有劃時(shí)代的意義。根據(jù)目前的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，由于進(jìn)入臨床研究的藥物中大部分因?yàn)榘踩珕栴}而終止，導(dǎo)致了在臨床研究中大量的資金浪費(fèi)，而分子成像技術(shù)的問世，為解決這一難題提供了廣闊的空間，將使藥物在臨床前研究中通過利用分子成像的方法，獲得更詳細(xì)的分子或基因述水平的數(shù)據(jù)，這是用傳統(tǒng)的方法無法了解的領(lǐng)域，所以分
5、子成像將對(duì)新藥研究的模式帶來革命性變革。其次，在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物、動(dòng)物基因打靶或制藥研究過程中，分子成像能對(duì)動(dòng)物的性狀進(jìn)行跟蹤檢測，對(duì)表型進(jìn)行直接觀測和（定量）分析。動(dòng)物活體成像技術(shù)的分類核素成像核素成像技術(shù)用于發(fā)現(xiàn)易于為核素標(biāo)記的既定靶目標(biāo)底物的存在，或用于追蹤小量標(biāo)記基因藥物和進(jìn)行許多藥物抵抗或病毒載體的傳送。包括微PET、微SPECT。其中，微PET（正電子發(fā)射斷層掃描儀PositronEmissionTomography）在目前的分子影像學(xué)研究中占據(jù)著極其重要的地位。最先開始的分子影像學(xué)研究就是用PET完成的，如今，用微PET進(jìn)行
6、的單純胞疹病毒胸苷激酶的分子影像學(xué)技術(shù)已應(yīng)用于臨床試驗(yàn)中。動(dòng)物活體成像技術(shù)的分類微PET技術(shù)是將正電子同位素標(biāo)記的化合物注入生物體內(nèi)作為探針，當(dāng)這些化合物參與生物體內(nèi)的代謝過程時(shí)，PET按照同位素放射性分布的絕對(duì)量進(jìn)行連續(xù)性掃描，根據(jù)動(dòng)力學(xué)原理和圖像數(shù)據(jù)，對(duì)活體組織中的生理生化代謝過程作出定量分析，如血流量、能量代謝、蛋白質(zhì)合成、脂肪酸代謝、神經(jīng)遞質(zhì)合成速度、受體密度及其與配體結(jié)合的選擇性和動(dòng)力學(xué)等。PET通常使用的探針是用11C，14N，15O及18F等生物組織中含量最多元素的放射性核素標(biāo)記的化合物，它們具有與體內(nèi)分子類似（包括細(xì)
7、胞代謝）的特點(diǎn)。 在藥理學(xué)研究中，則可以用正電子同位素直接標(biāo)記藥物，觀察其在活體中的分布和代謝，或測量生理性刺激及病理學(xué)過程中藥物分布與代謝的變化，從而對(duì)藥物劑量、作用部位、可能發(fā)生的毒副作用等做出前瞻性判斷。還可以判斷其代謝反應(yīng)的類型及產(chǎn)物，觀察藥物與其他藥物的相互作用、藥物與營養(yǎng)物質(zhì)的相互作用、藥物與受體的作用、藥物與酶的相互作用等。動(dòng)物活體成像技術(shù)的分類磁共振成像磁共振（MRI）分子影像學(xué)的優(yōu)勢在于它的高分辨率（已達(dá)到μm級(jí)），同時(shí)可獲得解剖及生理信息。這些正是核醫(yī)學(xué)、光學(xué)成像的弱點(diǎn)。但是MRI分子影像學(xué)也有其弱點(diǎn)，它的敏感性
8、較低（微克分子水平），與核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的納克分子水平相比，低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。傳統(tǒng)的MRI是以物理、生理特性作為成像對(duì)比的依據(jù)。分子水平的MRI成像是建立在上述傳統(tǒng)成像技術(shù)基礎(chǔ)上，以特殊分子作為成像依據(jù)，其根本宗旨是將非特異性物理成像轉(zhuǎn)為特
