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从小鼠到人类健康:小动物活体成像技术方法及应用场景

小动物活体成像技术是一种非侵入性的生物医学成像技术,它允许研究者在活体状态下对小动物(如小鼠和大鼠)进行成像,以研究生物过程、疾病发展、基因表达、药物分布等。这项技术对于基础科学研究和新药开发具有重要意义,因为它提供了一种在真实生理环境中观察生物事件的方法。

小动物活体成像技术广泛应用于肿瘤学研究,包括肿瘤的生长、转移、响应治疗等。此外,它还用于感染性疾病模型的研究、干细胞的追踪、炎症和免疫反应的监控以及神经生物学研究。通过使用特定的荧光或发光探针,研究人员可以特异性地标记和检测生物体内的分子和细胞过程。

成像技术

  1. 生物发光成像:利用荧光素酶基因标记细胞或DNA,当荧光素酶与相应底物发生氧化反应时,会释放光能并形成图像。这种技术具有极高的灵敏度,能够检测到微小的肿瘤病灶。
  2. 荧光成像:采用荧光报告基团(如GFP、RFP等)或荧光染料标记细胞或蛋白等研究对象,通过外界光源激发产生荧光信号,从而进行实时或定量观察。荧光成像具有费用低廉和操作简单等优点,但背景噪音可能影响其灵敏度。
  3. 同位素成像:利用放射性同位素作为示踪剂对研究对象进行标记,并进行活体成像的一种微量分析方法。
  4. 其他成像技术:如磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)等,这些技术也常用于小动物活体成像中,以提供更全面的生物过程信息。

应用领域

小动物活体成像技术在生物医学研究中具有广泛的应用领域,包括但不限于:

  1. 癌症研究:用于实时观察体内肿瘤细胞的增殖、生长和转移情况,以及评估抗癌药物的疗效。
  2. 免疫学研究:标记免疫细胞,观察其对肿瘤细胞的识别和杀死功能,评价免疫细胞的免疫特异性、增殖和迁移等功能。
  3. 干细胞研究:标记干细胞并示踪其在体内的增殖、分化及迁移过程。
  4. 药物研发:通过标记与药物代谢相关的基因,研究不同药物对基因表达的影响,从而间接获知相关药物在体内代谢的情况。此外,还可以用于药物的肿瘤靶向性研究和新药筛选等。
  5. 疾病模型研究:建立各种疾病模型,用于研究疾病的发病机制和治疗策略。

技术优点

  1. 非侵入性:小动物活体成像技术可以在不损伤动物的前提下进行生物过程的定性和定量研究。
  2. 实时动态观察:该技术可以实时动态地观察活体动物体内的生物过程变化,为研究人员提供更为直观和准确的数据。
  3. 高灵敏度:尤其是生物发光成像技术,能够检测到微小的肿瘤病灶和其他生物事件。
  4. 减少实验动物使用:通过对同一组实验对象在不同时间点进行动态跟踪记录,可以减少实验动物的使用数量,提高实验效率。

其它技术服务

  1. 荧光素酶或荧光报告基团标记质粒的构建、扩增及转染;
  2. 荧光素酶或荧光报告基团标记质粒转染成功与否的检测;
  3. 单克隆稳定转染荧光素酶或荧光报告基团的细胞;
  4. 荧光素酶或荧光报告基团标记小鼠模型的构建。

【隆科生物合作项目】

  1. 病理检测:石蜡包埋、切片、HE染色、masson染色、番红固绿染色、天狼星红染色、免疫组化、免疫荧光单标/双标/多标、全景扫描、激光共聚焦拍照等。
  2. 分子生物学实验:荧光定量PCR检测、Western blot检测、血常规、生化酶活、ELISA检测等。
  3. 细胞实验:耐药细胞株构建、细胞毒性实验、细胞迁移实验、细胞侵袭实验、细胞流式周期检测、细胞流式凋亡检测等。
  4. 动物实验:动物模型构建、动物饲养服务、动物临床前研究、药效评价、功能性评价等。
  5. 微生物学实验:抑菌试验、药敏试验、菌种鉴定、微生物多态性分析等实验。

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