活体生物发光成像技术及其在病毒感染研究中的应用

生物发光是动物活体光学成像技术之一,因其反应灵敏、操作简单、数据精确,而被广泛地应用于生命科学研究多个领域,观测活体动物体内病毒复制、肿瘤生长等生命过程.生物发光技术采用荧光素酶基因标记细胞或病毒,与外源注射的底物荧光素发生反应,在冷CCD成像系统下显像并进行数据记录、分析.本文简要介绍活体生物发光成像这一新技术的原理...     

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。     

新型造影剂在小鼠肝脏肿瘤Micro-CT活体成像中的应用

目的利用新型纳米颗粒造影剂结合Micro-CT成像技术,建立小鼠肝脏成像方法,并用于肝脏肿瘤的活体成像。方法 6只6-8周龄雄性C57BL/6J小鼠随机分成A组和B组,分别尾静脉注射纳米颗粒造影剂Exi Tron nano 12000 50μL和100μL;在注射前、注射后3 min、24 h、7 d、14 d、28 d和56 d对所有小鼠肝脏进行Micro-CT活体扫描;分别在小鼠肝左叶和肝右叶内选取感兴趣区（ROI）进行灰度值分析,比较不同时间点肝组织对比度的变化。确定合适的造影剂剂量,尾静脉注射至3只雄性16月龄HBV转基因肝癌模型小鼠（C组）,同上进行Micro-CT活体扫描,并于第56天全部安乐死后取肝脏观察病理学改变。结果 A组和B组小鼠在注射不同浓度造影剂后,冠状位重建图像及肝脏感兴趣区的平均灰度值结果显示：肝脏实质造影后均比注射前明显增强,24 h达到峰值,注射后56 d内,小鼠肝脏感兴趣区的平均灰度值与注射前相比仍维持在较高的水平,B组显著高于A组（P〈0.01）,确定后续实验采用B组造影剂剂量（100μL）。C组注射100μL造影剂后,各时间点均能比较清楚地看到肝脏癌性结节存在,病理学观察发现肝脏出现非典型增生,肿瘤细胞核大,染色质加深和肝细胞坏死。结论利用纳米颗粒造影剂结合Micro-CT成像技术,成功建立了小鼠肝脏活体成像方法,并可应用于肝脏肿瘤的活体成像研究。     

中国对虾球状病毒垂直传播的初步研究

应用透射电镜技术在越冬中国对虾雌性亲虾体内检测出一种球状病毒,直径为80nm左右。人工感染实验证实该病毒颗粒具有感染性。对带毒亲虾在室内隔离条件下进行了暂养催产,并对其所产的卵子、幼虫和的虾进行了隔离培育。带毒亲虾的卵子孵化率、幼虫成活率和幼虾生长速度均明显低于不带毒亲虾的子代。电镜观察发现．在带毒亲虾卵巢、各期幼虫和幼虾的细胞内存在球状病毒颗粒,在刚产的卵子的卵黄颗粒中可看到一种似球状病毒颗粒。研究表明：带球状病毒的对虾呈隐性感染,在胁迫条件下带毒幼虾可暴发病害,带毒亲虾可正常发育产卵,病毒可能通过卵巢、卵子进行垂直传播。     

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北大核心CSCD

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。     

活体大白兔体内磷含量中子活化分析研究

用体内中子活化分析技术(IVNAA)对10只活体大白兔体内磷含量进行了测定,其体内磷的百分含量平均值为(1.26土0.01)%.     

杆状病毒表达系统——有效的VLP构建工具

杆状病毒表达系统是以杆状病毒为外源基因载体,昆虫细胞或活体昆虫为受体的真核表达系统。相对于其他表达系统,杆状病毒表达系统具有特殊的优势:杆状病毒基因组作为表达载体可以容纳更多外源基因;杆状病毒极晚期启动子能有效调控外源蛋白的表达;昆虫细胞作为受体能够对外源蛋白进行加工修饰;杆状病毒通常只感染节肢动物,不会对人畜构成危害。因此,该系统越来越受到人们的重视,并已应用于亚单位疫苗的研发与生产,特别其对于构建病毒样颗粒,即由一种或多种病毒结构蛋白自行装配而成且不含病毒基因组的蛋白颗粒,具有不可比拟的优势。对此做详细评述并展望病毒样颗粒疫苗的发展趋势。     

活体荧光成像对裸鼠肝癌细胞系MHCC97-H原位移植模型的动态量化分析

目的:利用生物自发光的裸鼠肝癌原位移植模型,以活体荧光成像技术对肝癌的生长和转移情况进行动态、量化分析.方法:将稳定转染了荧光素酶(luciferase)基因的人肝癌细胞株MHCC97-H-LUC细胞,移植至裸鼠肝脏包膜下,每周利用活体荧光成像系统对裸鼠体内移植瘤的生长部位和范围进行成像,测量肿瘤细胞生物发光量,动态观察肝癌细胞在裸鼠体内的肿瘤数量、生长速度和转移情况.结果:建立可稳定表达荧光素酶的人肝癌细胞株MHCC97-H-LUC并用于进行生物自发光的裸鼠原位移植模型;利用活体荧光成像系统对裸鼠体内的移植瘤成像,见发光部位由肝脏向腹腔扩散,发光量随时间呈指数级增长;病理学观察证实肿瘤细胞长.结论:利用活体荧光成像技术的动态量化分析可灵敏、准确地监测裸鼠肝癌原位移植模型中肿瘤细胞的生长及转移情况,为肿瘤发生、生长、转移机制及对抗肿瘤生长和转移的体内研究提供了科学的量化手段.     

凡纳滨对虾不同组织内SOD、POD酶的细胞化学定位

运用电镜酶细胞化学技术对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)体内肝脏、肌肉、心脏、复眼和鳃等5种组织的SOD和POD酶的细胞化学定位进行了研究,并与感染病毒的凡纳滨对虾体内5种组织中SOD和POD的细胞化学定位进行比较。结果显示,在健康对虾体内,SOD酶阳性反应颗粒主要定位于肌肉、心脏、肝脏和鳃等组织细胞的线粒体膜、细胞质中,以及肝细胞的脂滴周围;POD酶主要定位于心脏、鳃和肝脏组织细胞的过氧化物酶体内,肝细胞中脂滴周围也有POD的阳性反应颗粒。感染病毒后,各组织细胞表现出明显的病理性结构变化,大量的髓样小体出现,脂滴数量明显减少。同时各组织中SOD和POD酶的细胞化学定位也发生了明显的变化,表现为心脏、鳃、肌肉组织细胞胞质中的SOD阳性颗粒消失,肝细胞中的SOD阳性颗粒明显减少,在心脏和鳃的线粒体基质内也出现SOD阳性颗粒;POD仍主要定位在过氧化物酶体中,但心脏中的过氧化物酶体解体而有许多呈阳性反应的小颗粒分布在细胞质中。结果表明SOD和POD在凡纳滨对虾防御氧的毒性损伤以及整个机体的免疫功能等方面起着重要的作用。       

基于原子力显微镜的溶液环境下单个天然状态病毒颗粒多参数成像及纳米力学特性分析（英文）

目的 研究单个病毒颗粒的行为特性对于揭示调控病毒生命周期的内在机制、发展新型抗病毒治疗方法具有重要基础意义。原子力显微镜（AFM）的出现为高分辨率探测单个病毒颗粒的结构和力学特性提供了新的强大工具,极大地促进了物理病毒学的发展。然而,目前人们对于力学特性在病毒生命活动过程中调控作用的认知仍然很不足,特别是利用多参数AFM成像技术对病毒颗粒开展的研究还不多见。本文结合AFM多参数成像技术和压痕实验技术研究了溶液环境下化学刺激诱导的单个天然状态病毒颗粒结构及力学特性动态变化。方法 通过在盖玻片基底表面覆盖一层多聚赖氨酸以将慢病毒颗粒吸附到基底,随后利用AFM直接在溶液环境下对天然状态的单个病毒颗粒进行探测。基于AFM峰值力轻敲（PFT）多参数成像模式,同时获取单个病毒颗粒的形貌结构及力学特性图。在AFM形貌图导引下控制AFM探针移动至单个病毒颗粒中央部位进行压痕实验以测量病毒力学特性。利用75%酒精溶液对病毒颗粒进行处理后,对病毒颗粒的形貌结构及力学特性变化情况进行观测。结果 利用AFM在溶液环境下可对单个病毒颗粒的形貌及力学特性进行高质量成像表征,实验结果显示病毒颗粒在空气中和溶液中分别...     

采用活体成像技术监测肿瘤生长及转移模型的建立

目的采用活体成像技术监测稳定高表达荧光素酶报告基因的肿瘤细胞在小鼠体内生长及转移情况,为肿瘤治疗的药物研发提供新的有用工具。方法采用lipofectamine2000介导的基因转染方法,将pcDNA3．1 7Luc载体转染小鼠高转移乳腺癌细胞株4T1、EMT-6及结肠癌细胞株CT26,经G418抗性筛选及有限稀释法获得可稳定高表达荧光素酶的单克隆细胞;MTT法测定各转染细胞对不同化疗药物的抗性,并采用活体成像的方法检测各转染细胞在小鼠体内的成瘤和转移。结果获得了可稳定高表达荧光素酶基因的单克隆细胞株,该单克隆细胞株具有与亲本细胞系相同的对化疗药物的敏感性;将单克隆细胞株植入小鼠皮下,可采用活体成像技术准确监测肿瘤细胞体内生长及转移。结论采用活体成像技术构建的肿瘤动物模型是拓展肿瘤体内生长、转移及治疗相关研究的理想模型。     

细胞内丙型肝炎病毒抗原,基因组及病毒颗粒的检测及分析

本文简单介绍了细胞内丙型肝炎病毒（ＨＣＶ）抗原、基因组及病毒颗粒的检测情况,并对体内肝细胞及体外培养的淋巴细胞中ＨＣＶ颗粒的检测进行了分析。     

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。     

《自然-通讯》：光镊技术成功捕获活体动物细胞

中国科学技术大学光学与光学工程系李银妹课题组,近日与上海交通大学魏勋斌教授合作。采用活体动物内的细胞,发展了动物体内细胞三维光学捕获技术。日前,国际著名学术期刊《自然一通讯》在线发表了这项研究成果,网站还以《医学研究：用光清除血管被堵塞的血管》为题对该研究工作进行报道。 在活的动物体内研究细胞生长、迁移、细胞及蛋白质间相互作用等生物学过程,对生命科学、医学研究及临床诊断具有重大意义,因此体内研究技术一直是活体研究热点之一。     

感染病毒的小麦全蚀菌的超微结构

将感染病毒的小麦全蚀菌山东烟台株培养 20天的菌体细胞,进行超微结构的研究。于电镜下观察到球状病毒颗粒,平均直径23—30nm,多是无规则松散的分布于胞质中;或紧密聚集于液泡、线粒体周围;或排列成线状;或7—8个颗粒排列成环状。病毒仅分布于细胞质中,细胞核、脂肪体内均未见病毒颗粒。病毒浓度在较老的菌体内有增加的趋势。全蚀菌的菌丝细胞壁有三层,外层电子致密内含纤维状物,内层电子较为透明,中层为一电子致密度很深的狭窄夹层。壁的厚度不均,外缘不规则;在菌丝体产生隔膜的早期阶段,于隔膜附近有1—3个外被膜结构的沃罗宁体 Woronin body,隔膜形成的后期,见电子致密物质沉积在核膜孔上,形成中的隔膜顶端为尖状突起向基部逐渐增宽略成金字塔形。     

H5N1重组禽流感病毒样颗粒免疫原性研究

目的对构建的H5N1重组禽流感病毒样颗粒(VLPs)进行初步免疫原性探讨,并与H5N1全病毒灭活疫苗(WIV)进行体液免疫和细胞免疫的比较。方法在0周和3周分别以纯化H5N1重组禽流感病毒样颗粒、H5N1全病毒灭活疫苗及pH7.2 PBS腿部肌肉注射BALB/c小鼠,于不同时间收集血清,以血凝抑制试验(HI)和血清IgG抗体酶联免疫吸附试验(ELISA)评估体液免疫,CD4+、CD8+T细胞亚群及酶联免疫斑点试验(ELISPOT)评估细胞免疫,并以同型毒株滴鼻攻击,观察小鼠存活率。结果病毒样颗粒各组和全病毒灭活疫苗免疫后小鼠血清ELISA IgG效价均有升高;中和抗体效价除病毒样颗粒120 ng/只免疫剂量外其他免疫小鼠HI效价均达1︰40;小鼠脾CD4+T淋巴细胞亚群分类:全病毒灭活疫苗组(600μg/只)为36.56%;病毒样颗粒组(120 ng/只,600 ng/只,2 500 ng/只)分别为26.58%,32.20%,29.25%;PBS组为26.65%;CD8+T淋巴细胞亚群分类:全病毒灭活疫苗组(600 ng/只)为10.78%;病毒样颗粒组(120 ng/只,600 ng/只,2 500 ng/只)分别为1 3.53%,14.24%,1 3.35%;PBS组为10.69%。ELISPOT试验统计学数据显示,病毒样颗粒和全病毒灭活疫苗的小鼠脾单个核细胞分泌IFN-γ细胞与PBS组有显著性差异;小鼠保护性试验结果显示,除病毒样颗粒120 ng/只免疫剂量小鼠的存活率为87.5%外,其他病毒样颗粒实验组小鼠均为100%,PBS对照组为12.5%。结论 H5N1重组禽流感病毒样颗粒能诱导体液免疫和细胞免疫,并能抵御同型病毒株的攻击,可作为H5N1人用禽流感的候选疫苗。     

草鱼出血病病原的研究 Ⅱ.电镜观察

在病鱼肾组织中发现有病毒颗粒,在头肾组织中也看到类似的颗粒。病毒呈球形或六角形,直径为60—78毫微米,平均为69毫微米;颗粒中央有一电子密度较高的核心,其直径平均为32毫微米,核心周围包有外膜,宽20毫微米左右。此外,还有一种无外膜的、电子密度均匀的病毒颗粒,直径为46—60毫微米,平均为52毫微米,这种颗粒出现在细胞核和胞质包涵体内。所观察到的病毒颗粒均出现在肾的造血组织内,但红血球和颗粒白血球中没有发现。肾小管上皮细胞正常,也未观察到病毒颗粒。在正常鱼的肾组织中没有发现与病鱼标本中类似的病毒颗粒。因此可以认为,我们人工感染致病的草鱼肾组织中所观察到的病毒颗粒,是草鱼出血病的病原,暂名为草鱼疱疹病毒。       

SARS-CoV在Vero细胞培养中的多形性特征

为揭示SARS相关冠状病毒(SARS-associated coronavirus,SARS-CoV)的复制特点,并探讨该病毒的致病机制,利用负染电子显微镜(EM)、超薄切片EM和免疫EM技术研究了SARS-CoV在Vero细胞上的形态学特征。结果显示,成熟病毒颗粒多为圆形或椭圆形,直径80~120nm,包膜上有放射状排列的纤毛样突起,长约20nm,基底窄。此外可见哑铃形、肾形及“钉子样”等多形性成熟病毒颗粒,这些颗粒能与病人恢复期血清和抗S蛋白抗体反应。细胞内病毒颗粒多位于包涵体内,呈显著的多形性,直径为20~400nm,其形状可分为:①圆形、肾形或椭圆形;②管样结构;③不规则形,如三角形、哑铃形等,另外可见一种特殊的分枝样颗粒。颗粒电子密度不一,有实心和空心两种,其中空心颗粒周边的电子密度高。还观察到螺旋形的病毒核衣壳结构。     

胃癌血管靶向肽GX1修饰的人血清白蛋白用于胃癌近红外活体成像

目的:以肿瘤血管靶向肽GX1修饰的人血清白蛋白(HSA)作为吲哚菁绿(ICG)的载体,合成近红外荧光探针GX1-HSA-ICG,研究其作为近红外荧光探针在荷人胃癌裸鼠活体中的靶向成像能力。方法:以HSA作为ICG的载体,通过化学修饰与GX1共价连接,合成GX1-HSA-ICG纳米颗粒探针;使用SDS-PAGE对探针合成进行鉴定;采用探针与脐静脉内皮细胞HUVEC以及与肿瘤细胞共培养的脐静脉内皮细胞Co-HUVEC进行结合和竞争抑制试验,验证探针和Co-HUVEC细胞结合的特异性;利用小动物活体成像系统对皮下荷胃癌小鼠进行近红外荧光活体成像,验证探针在体内的胃癌靶向性。结果:成功合成GX1-HSA-ICG。细胞结合与竞争抑制实验显示GX1-HSA-ICG可与Co-HUVEC细胞特异性结合;荷瘤小鼠活体成像也显示出GX1-HSA-ICG较ICG有更长体内的循环时间,并且胃癌组织局部较HSA-ICG有更强的聚集。结论:本研究成功合成了胃癌血管靶向肽GX1修饰的HSA为荧光染料载体的胃癌血管靶向探针,成功对荷胃癌裸鼠进行了活体成像。使用HSA为载体的探针较单纯使用ICG的肿瘤局部滞留能力显著提高,GX1增加了探针的胃癌靶向特异性。该探针在胃癌的早期诊断和抗肿瘤血管生成治疗评估中具有潜在的应用价值。     

清温解毒汤提取物体内抗病毒活性研究

目的:研究清温解毒汤提取物体内对流感病毒的防治作用,阐明该提取物体内抗病毒的作用机制。方法:选用NIH小鼠,于乙醚浅麻醉下经鼻滴入流感病毒,观察清温解毒汤提取物对感染病毒小鼠的保护作用,以及对小鼠肺指数的影响。结果:对感染病毒小鼠的保护作用实验显示,清温解毒汤提取物低、中、高剂量组的小鼠死亡率均较病毒对照组减少;清温解毒颗粒中、高剂量组能明显提高小鼠的平均存活天数(P<0.05)及延长动物的生命率;对小鼠的肺指数的影响实验则显示清温解毒汤提取物组动物的低、中、高剂量组动物肺指数与病毒对照组比较,虽无显著性差异(P>0.05),但存在明显的剂量依赖关系。结论:清温解毒汤提取物具有一定的抗流感病毒作用,其机制可能与其能够延长小鼠存活时间及抑制肺肿胀有关。