活體成像技術(shù)-活細(xì)胞成像.doc

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1、活體成像技術(shù)-活細(xì)胞成像整體水平和組織水平研究方法活體成像技術(shù)活體成像技術(shù)，即可見光成像技術(shù)，是在小動物活體內(nèi)細(xì)胞和分子水平上進(jìn)行生物學(xué)行為研究的…項技術(shù)，是近年來發(fā)展最快的生命科學(xué)和藥物學(xué)的研究方法，是最直接觀察細(xì)胞和分子在體內(nèi)行為的一項新興技術(shù)。多模式活體成像是當(dāng)今可見光成像的最新技術(shù)潮流，不僅由熒光、生物發(fā)光和同位素三種成像方法構(gòu)成完整的功能成像體系，還冇X光成像提供結(jié)構(gòu)成像，二者相疊加，實現(xiàn)特異性信號的精確定位，真正體現(xiàn)活體成像技術(shù)的兩大技術(shù)優(yōu)勢一空間上的分布和吋間上的變化。對于生命科學(xué)和藥物學(xué)等研究而言，了解橫向空間上的分布和縱向時間上的變化尤其重要。要了解所研

2、究對象的特性，就必須掌握其進(jìn)入體內(nèi)后在各臟器和組織的分布情況，就必須進(jìn)行精確的定位，現(xiàn)階段這一點(diǎn)必須借助X光成像系統(tǒng)來實現(xiàn)。同時，還必須掌握所研究的對象在時間上的變化，即代謝情況。這一點(diǎn)，包括兩種含義，即要了解同一器官不同時間量上的變化，也耍了解不同時間點(diǎn)不同臟器內(nèi)分布的變化，同樣離不開精確的定位。1.腫瘤方面的應(yīng)用（應(yīng)用的成像技術(shù)：X光、熒光、發(fā)光）1例一：使用荷冇4T1IUC腫瘤細(xì)胞的小鼠模型；腫瘤細(xì)胞穩(wěn)定表達(dá)生物素酶，通過生物發(fā)光技術(shù)顯示腫瘤位置；用CY5.5近紅外熒光染料標(biāo)記VEGF(血管內(nèi)皮生長因子)的單鏈抗體，靜脈注射后，采用熒光成像技術(shù)顯示抗體體內(nèi)分布和代謝

3、信息。活體成像表明，這種抗體可以特異性結(jié)合到腫瘤細(xì)胞上，成為一種新的腫瘤標(biāo)示物。MarinaVBackerl,ZoyaLevashova,NATUREMEDICINE2007,13(4)：504-509例二：前列腺癌的生物發(fā)光成像：深層的前列腺癌成像，輔以腎造影劑顯示的勝胱顯影，進(jìn)行精確的腫瘤定位。2例三：肺癌的生物發(fā)光成像：深層臟器的生物發(fā)光成像。B,timecoursefortheinvivoimagingofprimarytumorandtumormetastasis(arrows)inxenograftsofPC-3andDU1453transfectedwith

4、DsRed42、藥學(xué)研究的應(yīng)用(使用X光、同位素和熒光三種模塊)例一：CCPM是一種新型的熒光染料，可以用作腫瘤細(xì)胞的特異性標(biāo)示；DTPA則為常見原料藥。采用乳腺瘤裸鼠模型，通過尾靜脈注射1711標(biāo)記的DTPA-CCPM分子，利用放射性同位素成像和近紅外熒光成像技術(shù),在不同時間點(diǎn)進(jìn)行活體成像，觀察染料分子在體內(nèi)的分布與代謝情況。結(jié)果顯示，這種染料分子可以特異性靶向到腫瘤細(xì)胞，并表現(xiàn)出良好的半衰期，展現(xiàn)了很好的藥用前景，為腫瘤治療研究提供新工具。ZhiYang,ChunLi,Biomacromolecules2007,8(11)：3422-3428例二：使用同位素InlM標(biāo)

5、記特異性靶向小鼠腫瘤細(xì)胞的藥物分子，口腔給藥后，在不同時間點(diǎn)進(jìn)行活體成像，可以看到，隨時間推移，藥物分子逐步靶向腫瘤，最后非特異結(jié)合的藥物代謝出體外，特異性結(jié)合在腫瘤細(xì)胞上的藥物清晰展示腫瘤所在位置和大小。3、納米材料研究的應(yīng)用（使用白光、熒光蛋白和熒光標(biāo)記三種技術(shù)）使用裸鼠動物模型，皮下接種穩(wěn)轉(zhuǎn)GFP和RFP的腫瘤細(xì)胞。所用納米材料，共標(biāo)記三種分子，一是CY5.5近紅外熒光染料，二是抑制GFP表達(dá)的siRNA,三是協(xié)助靶向的一種跨膜多肽MPAP。靜脈注射后48小時成像,結(jié)果顯示，納米材料己富集到腫瘤部位，GFP表達(dá)水平顯著下降，但RFP表達(dá)未受影響。此實驗揭示一種納米材

6、料可以承擔(dān)多重生物反應(yīng)作用，不僅可以進(jìn)行活體成像，還可以攜帶藥物進(jìn)行腫瘤治療。ZdravkaMedarova,WellingtonPham,NATUREMEDICINE2007,13(3)：372-377不同水平檢測舉例1.整體和組織水平2.組織細(xì)胞水平DIABETES,VOL.54,JUNE20053.細(xì)胞水平其他功能:體外分析功能：主要用于活體實驗后的分子水平的驗證實驗，包括多色熒光成像、化學(xué)發(fā)光成像、同位素成像、白光成像等。9文獻(xiàn)列表1.LINE-1ActivityinFacultativeHeterochromatinFormationduringXChromos

7、omeInactivation.Cell141(6)pp.956?9692.DistinctFactorsControlHistoneVariantH3.3LocalizationatSpecificGenomicRegions.Cell140(5)pp.678-6913.MeioticChromosomeHomologySearchInvolvesModificationsoftheNuclearEnvelopeProteinMatefin/SUN-l.Cell139(5)pp.920-9334.CytoskeletalFo