光学相干层析术高分辨率活体成像泼尼松龙诱导的骨质疏松斑马鱼模型

本研究利用光学相干层析术OCT对泼尼松龙诱导的斑马鱼骨质疏松模型进行活体成像,并结合电镜能谱技术定量分析斑马鱼模型骨质的钙磷元素含量及分布情况,共同探讨OCT方法在基于斑马鱼模型开展的骨质疏松研究中的使用价值。选取40条3月龄野生型斑马鱼暴露于50μmol/L泼尼松龙溶液和含0. 5%DMSO的溶液中(对照组),28. 5℃下培养,分别于第5、10、20天取出浸药组和对照组进行OCT活体成像,比较两者光散射特征。在每个时间点的成像之后,将浸药组的5条斑马鱼处死,然后取颅骨进行元素含量电镜扫描能谱分析。本研究利用50μmol/L泼尼松龙溶液培养斑马鱼至第20天,成功构建了斑马鱼骨质疏松模型。与对照组相比,模型组活体OCT成像显示骨组织光散射减弱,光子量明显减少,呈不均匀分布。能谱元素检查结果说明颅骨内所含钙、磷比例明显下降,证实骨质疏松发生,骨量减少。OCT成像方法在对斑马鱼骨质疏松模型进行活体、实时、无创等研究方面具有重要价值,本试验也为骨质疏松疾病的研究和药物筛选等方面提供了新的有效的方法。     

斑马鱼体内离子检测方法的研究进展

斑马鱼作为新型模式生物被广泛利用在生命科学研究领域,本文综述了近年来活体斑马鱼体内离子的新近标记方法和观测技术。近年来,人们利用斑马鱼生物特性上的诸多优点,采取多种方式对各种离子在斑马鱼体内的转运和代谢进行动态观察,以期更好了解生理或病理状态下特定离子的转运特征,从而分析相关生理现象或疾病产生的机制。与此同时,伴随着成像观测技术及相关设备的快速发展,对斑马鱼体内的离子检测方式也有了全新的变化。     

OCT于大鼠脱水组织中光散射特性的分析研究

目的:探讨活体组织液体含量的改变对OCT成像的影响,以期提高OCT在诊断组织病理性质方面的能力。方法:实验中复制脱水大鼠病理模型,应用光学相干层析成像设备,进行大鼠舌浅表组织在体显微成像检测,并对图像中组织的信号衰减特性进行量化分析。结果:正常对照组大鼠体重明显增加,病理模型组显著下降,病理模型组于脱水3天和5天后组织的平均OCT信号衰减系数明显高于正常对照组(P<0.01),且5天较3天的病理模型组组织的信号衰减系数变化尤其显著(P<0.01)。结论:改变组织含液量,可显著改变OCT成像效果,且通过对OCT图像中信号的衰减系数分析,可获得组织细微的散射变化,从而有望提高OCT技术在组织性质方面的诊断能力。     

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。     

斑马鱼作为骨骼疾病模型的研究进展

斑马鱼作为一种优良的动物模型已被广泛应用于人类相关疾病机理及药物筛选的研究。由于斑马鱼骨骼发育过程和调控机制与哺乳动物高度保守,目前已成功构建斑马鱼骨骼疾病模型。本文首先介绍斑马鱼骨骼发育过程和分子调控机制,并对斑马鱼模型骨骼研究的基本方法及在骨骼药物筛选中的研究现状进行分析和总结,以期对斑马鱼作为骨骼疾病模型进行药物筛选或基础研究提供参考。     

斑马鱼模型在药物筛选中的应用

斑马鱼具有子代数量多、体外受精、胚胎透明、可以做大规模遗传突变筛选等生物学特性, 因此成为一种良好的脊椎动物模式生物。随着研究的深入, 斑马鱼不仅应用于遗传学和发育生物学研究, 而且拓展和延伸到疾病模型和药物筛选领域。作为一种整体动物模型, 斑马鱼能够全面地检测评估化合物的活性和副作用, 实现高内涵筛选。近年来, 科学家们不断地发展出新的斑马鱼疾病模型和新的筛选技术, 并找到了一批活性化合物。这些化合物大多数在哺乳动物模型中也有相似的效果, 其中前列腺素E2(dmPGE2)和来氟米特(Leflunomide)已经进入临床实验, 分别用来促进脐带血细胞移植后的增殖和治疗黑素瘤。这些成果显示了斑马鱼模型很适合用于药物筛选。文章概括介绍了斑马鱼模型的特点和近年来在疾病模型和药物筛选方面的进展, 希望能够帮助人们了解斑马鱼在新药研发中的应用, 并开展基于斑马鱼模型的药物筛选。     

小尾寒羊颈椎前路椎间盘切除融合模型的建立及评估

目的 颈椎间盘突出症(cervical disc herniation, CDH)是骨科常见疾病之一,随着对该疾病研究的深入及颈椎内植物的发展,建立颈椎融合动物模型成为不可或缺的部分,目前国内对颈椎融合动物模型建立及评估的研究报道较少,本研究以期为颈椎融合相关研究提供完备的动物模型和内植物性能的评估方案。方法 选择小尾寒羊,改良术式后行颈椎前路椎间盘切除融合术(anterior cervical discectomy and fusion, ACDF),将聚醚醚酮(polyetheretherketone, PEEK)椎间融合器(interbody fusion cage, Cage)(对照组)、3D打印钛合金Cage(实验组1)及新方法钛合金Cage(实验组2)分别植入每只羊的不同颈椎节段(C2/3～C4/5),术后行血液学检测、组织病理学分析评估手术恢复情况及材料生物安全性,利用X光、CT、Micro-CT及定量分析、硬组织切片染色、生物力学试验评估内植物的骨长入及骨融合情况。结果 绵羊改良术式ACDF模型建立成功,血液学检测重要指标无显著性差异(P>0.05),组织病理学分...     

应用绿色荧光蛋白标记迟缓爱德华菌感染斑马鱼

目的建立斑马鱼模型研究迟缓爱德华菌的致病性及感染途径。方法应用绿色荧光蛋白标记迟缓爱德华菌,追踪观察其感染斑马鱼的动力学过程及病理组织学变化。结果病理组织学检查以肝脏水肿变性,肝细胞萎缩、坏死、脱落,脾脏散在增生性结节、充血、水肿、淋巴细胞大量缺失等病变为主;感染后,该菌先后在斑马鱼肠道、鳃和皮肤中定植。结论斑马鱼可作为研究迟缓爱德华菌致病性的动物模型。肠道、鳃和皮肤可能是迟缓爱德华菌先后感染斑马鱼的主要途径。     

斑马鱼gpr98基因敲除试验模型的构建

gpr98基因突变与多种疾病相关,该基因在人类和斑马鱼中高度保守。建立斑马鱼gpr98基因突变体稳定系,可为阐释gpr98基因功能提供良好的动物模型和研究基础。本文利用CRISPR/Cas9基因敲除技术在斑马鱼gpr98基因2号外显子上选取两个相距42bp的靶位点,分别体外合成sgRNA,并与Cas9 mRNA一起共注射至斑马鱼胚胎单细胞期的胚胎内。随机挑选发育72h胚胎提取基因组DNA进行PCR分析,结果表明:除了有野生型DNA带外,部分胚胎有一条比野生型DNA小的带;进一步将F0代阳性个体与野生型的斑马鱼杂交,对杂交后代进行基因型分析,并成功筛选到缺失48bp(Δ48bp)的稳定遗传突变的gpr98基因敲除斑马鱼模型。该试验模型的构建为研究gpr98基因在心血管以及骨骼等组织器官的发育及相关疾病发生中的作用奠定了重要基础。     

全光学光声/OCT双模态成像系统及其应用

本文提出了一种新型的全光学光声/OCT双模态成像系统。该系统利用同一个低相干迈克尔逊干涉仪即可实现非接触式光声成像和OCT于一体,系统装置结构简单,可同时获取生物组织的吸收与散射结构信息。通过模拟实验证明了该双模态成像系统的可行性及成像能力,并对活体小鼠耳朵同时进行光声/OCT成像测试,实验结果表明非接触式光声/OCT双模态成像系统可以实现生物组织内的微血管及散射结构的高分辨率成像。进一步地,我们将光声/OCT双模态成像系统应用于基底细胞癌的检测中,获得了初步的研究结果,表明了该系统在皮肤肿瘤诊断中的具有潜在的应用价值。     

肺动脉高压动物模型研究进展

肺动脉高压(pulmonary arterial hypertension,PAH)是一种预后不良的严重疾病,其发病机制仍不清楚。现有的治疗手段不能治愈,只能减缓疾病的进程。动物模型是研究PAH的重要工具,在PAH病理生理机制研究和防治策略评估中发挥极其重要的作用。本文对经典PAH动物模型(缺氧和野百合碱模型)和PAH双击动物模型的血液动力学改变和肺动脉组织学重构特征进行综述,旨在为PAH新机制和新靶点研究的动物模型选择提供参考。     

综述与专论: 肝脏免疫的活体显微光学成像研究进展

光学分子成像技术是在活体复杂的组织区域环境内细胞形态、运动与功能研究的最佳手段之一,极大地推进了免疫学的发展．肝脏是机体新陈代谢和解毒的重要器官,也被视为一个免疫器官．解析肝脏免疫基本特性和功能,对防治肝脏疾病以及全身性相关疾病具有重要意义．活体可视化研究肝脏区域生理或者病理状态下免疫应答,提供关键事件的多细胞参与及其彼此交互的时空动态信息,能极大地丰富对肝脏独特免疫反应的认知．本文将重点阐述目前活体肝脏成像的技术与方法以及光学显微成像技术,例如多光子激发显微成像与转盘共聚焦成像在肝脏免疫中的应用,并展望活体肝脏成像今后的发展方向和面临的机遇与挑战．     

肝脏免疫的活体显微光学成像研究进展

光学分子成像技术是在活体复杂的组织区域环境内细胞形态、运动与功能研究的最佳手段之一,极大地推进了免疫学的发展.肝脏是机体新陈代谢和解毒的重要器官,也被视为一个免疫器官.解析肝脏免疫基本特性和功能,对防治肝脏疾病以及全身性相关疾病具有重要意义.活体可视化研究肝脏区域生理或者病理状态下免疫应答,提供关键事件的多细胞参与及其彼此交互的时空动态信息,能极大地丰富对肝脏独特免疫反应的认知.本文将重点阐述目前活体肝脏成像的技术与方法以及光学显微成像技术,例如多光子激发显微成像与转盘共聚焦成像在肝脏免疫中的应用,并展望活体肝脏成像今后的发展方向和面临的机遇与挑战.     

基于空间频域滤波高动态光学投影层析的斑马鱼三维成像研究

本文提出了一种基于空间频率滤波的多曝光融合的高动态投影层析三维成像方法,实现了活体斑马鱼（17 mm × 4 mm,最大厚度为2.33 mm,最小厚度为0.29 mm）的三维结构成像. 通过相机采用不同曝光时间记录系列吸收图像,将每张图像取变换到频域去除低频后,将各张滤波后叠加并逆傅里叶变换回空域,对变换后的图像进行归一化处理,最终获得高动态图像. 在每个投影角度获得这种高动态吸收投影图像,进行滤波反投影算法重建,获得高动态的整条斑马鱼三维结构信息. 实验成像结果表明,这种空间频率滤波多曝光融合的高动态光学投影层析三维成像研究,可以获得复杂结构更丰富的空间信息,对斑马鱼等模式生物早期胚胎生长发育进程进行监测和定量评估有一定的应用前景.     

肾纤维化动物模型特点与研究进展

肾纤维化为慢性肾病发展至终末期肾衰所必经的共同病理路径,病理改变包括肾间质纤维化和肾小球硬化。肾纤维化的理想动物模型对慢性肾病发病机制的研究及其治疗药物的研发等存在现实意义。目前,肾纤维化动物模型包括药物或毒物诱导、手术模型以及基因敲除等多种模型,不同动物模型肾功能、肾组织病理等方面各具特点,尚无法完全模拟人类慢性肾疾病,这提示慢性肾疾病发病的复杂性,对于其病理机制认识与防治具有重要意义。     

基于光学相干层析成像技术的小鼠表皮厚度的无损测量及分析

光学相干层析成像技术(optical coherence tomography,OCT)在研究活体皮肤的表皮和真皮上层方面是一种很有潜力的手段.本文以小白鼠为研究对象,脱毛后,采用OCT系统对同一部位的小鼠皮肤在制作切片过程中(活体、离体、固定24 h后)进行成像跟踪,分别获得OCT强度图中第一强度峰到第一个波谷,以及第一、二强度峰之间的距离,比较两种结果和组织学的对应情况,并分析其原因,同时关注切片过程中各种物理、化学因素对皮肤各层厚度的影响,研究了OCT图像的各个反射峰与实际皮肤的结构之间联系.     

模式动物斑马鱼在中枢神经系统疾病研究中的应用

斑马鱼作为一种新兴的模式动物,被广泛应用于神经、心血管、消化、造血等各生理系统的发育及相关疾病的研究。中枢神经系统(central nervous system,CNS)疾病是困扰人类健康的重大疾病之一。神经损伤后不易再生和修复等特点,导致了临床上诸多CNS疾病迄今仍无有效疗法。斑马鱼作为脊椎动物,因其与哺乳动物在遗传及生理上有很高的同源性和功能保守性,近年来成为研究CNS疾病的理想动物模型。基于斑马鱼构建的许多疾病研究模型对深入揭示CNS疾病的治病分子机制及对应疾病的靶向治疗等具有重要的启示作用。本文将综述近年来斑马鱼作为模式动物在CNS疾病研究中的应用进展。     

斑马鱼研究走向生物医学

1972年美国俄勒冈大学George Streisinger教授开始研究斑马鱼(Danio rerio)至今, 斑马鱼以其独特的优点, 已经成为现代遗传学、发育生物学研究的重要模式动物。世界范围内斑马鱼研究群体的工作已奠定了较为完善的胚胎学、分子遗传学研究基础, 并且斑马鱼已被应用于开发人类重大疾病模型和药物筛选平台, 取得了许多有价值的研究成果。文章简述了斑马鱼成为模式动物的历史, 侧重介绍了业已建立的白血病、黑色素瘤、感染免疫疾病、神经疾病等斑马鱼模型, 以及利用斑马鱼进行小分子化合物/药物筛选和研发的现状。斑马鱼研究向生物医学方向的拓展, 必将为人类理解重大疾病发生机制、寻找疾病治疗方法, 为维护人类卫生、健康做出贡献。     

浆细胞性乳腺炎动物模型制备及模型效果评价的研究进展

浆细胞性乳腺炎(plasma cell mastitis,PCM)为较常见乳腺疾病,国内发病率与日俱增。PCM主要发生于非哺乳期中年女性,其临床表现及病理改变复杂,治疗手段亦多样化。目前PCM主要集中于临床观察研究,病理过程、发病机制尚不完全明确,基础研究严重不足,因此制备PCM动物模型并进行有效的评估对深入研究分子机制、评估治疗手段具有重要的意义。本文以PCM动物模型种类、动物模型制备方法、模型病理及影像效果评价等方面为切入点进行综述,以期为后续的研究奠定理论基础。     

SW1990和Capan-2红色荧光标记胰腺癌移植肿瘤模型的建立和比较

目的建立稳定表达红色荧光蛋白基因的人胰腺癌细胞系,为体内监测肿瘤的早期生长及抗肿瘤药物的药效评价建立一种新的肿瘤动物模型。方法以Lipofectamine 2000介导chickenβ-actin-RFP-NEO转染人胰腺癌细胞SW1990和Capan-2,经梯度浓度G418筛选获得稳定表达红色荧光蛋白的细胞克隆并扩大培养。BALB/cA-nu裸鼠皮下接种1×106个发光细胞使其成瘤,活体荧光成像系统观察肿瘤的生长情况。结果获得了稳定表达RFP的两种不同的人胰腺癌细胞株,将其接种到裸鼠体内可成瘤,利用活体成像系统观察了肿瘤的生长动态过程,并且SW1990肿瘤细胞的生长速度较Capan-2细胞快。结论用红色荧光蛋白标记的人胰腺癌细胞建立的裸鼠肿瘤模型为胰腺癌的研究和相关药物筛选提供了可进行荧光影像活体、动态分析的动物模型。