荧光小鼠血液将帮助我们获得有关脑部疾病的知识

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一种荧光蛋白使跟踪大脑疾病的疾病进展成为可能，如阿尔茨海默病、卒中和抑郁症。这可能会让我们更好地了解疾病和可能的新疗法。

哥本哈根大学健康与医学科学学院

11月10日消息

你有没有想过水母或蝾螈会发光？

事实就是这样。这两种动物体内都有使它们发光的蛋白质。

哥本哈根大学（University of Copenhagen，KU）的研究人员现在发明了一种方法，利用这些荧光蛋白来获得有关抑郁症、阿尔茨海默病和卒中等脑部疾病的新知识。研究于近期发表在 Cell Press 新子刊《细胞报告方法》（Cell Reports Methods）杂志上。

研究于2022年9月21日发表在《Cell Reports Methods》杂志上

 哥本哈根大学转化神经医学中心（Center for Translational Neuromedicine）的 Hajime Hirase 教授说：“我们开发了一种新的方法，可以在实验小鼠的大脑中可视化血液流动，这种方法可以持续几个月。”他是这种新方法背后的研究人员之一。

在新开发的方法之前，研究人员使用化学染料代替。这种染料只能一次观察大脑中几个小时的血液流动。

玛丽居里学者 Antonis Asiminas 也参与了该方法的研究，他补充说，该方法为跟踪疾病的发展带来了全新的可能性。

“已经有证据表明，血液流动会受到几种不同疾病的影响。所以，这是一种可以用于许多疾病，特别是长期发展的疾病的工具。”

小鼠的压力更小

由于这种新方法诱导小鼠产生无害的荧光蛋白来标记血液，而不是化学染料，因此小鼠只需要注射一次，而不是多次和每隔几小时注射一次。这减轻了小鼠的压力和疼痛。

“小鼠尾巴上的血管很粗，我们通常在那里注射染料。然后，如果我们在显微镜下看，我们可以看到标记良好的血液，但这只会持续一到两个小时。我们的新方法可以在几个月里对血液进行标记。”

通过改用荧光蛋白，研究人员可以更好地实施“3R”，这是在研究中使用动物的伦理原则。这些原则旨在优化动物试验，减少研究中的动物数量，并在某些情况下完全用其他方法替代动物。

善待实验动物应遵守国际上公认的3R原则

减少（Reduction）

减少是指减少研究中的动物数量，但也要最大限度地利用从研究中的动物获得的信息，以避免使用更多的动物

优化（Refinement）

优化是指将实验动物可能经历的疼痛、苦难、痛苦或持久伤害降至最低的方法。这包括它们的生活方式和包含实验动物的科学研究

替代（Replacement）

替代是指在研究中完全替代动物。科学技术的发展意味着在某些情况下将有现实的机会在研究中替代动物的使用

“它解决了三个 R 中的两个。这既是一种优化，我们减少了动物的压力，也是一种减少，因为我们可以在同一种动物身上重复做更长时间的研究，因此也减少了动物的数量。” Antonis Asimina 解释道。

研究人员使用小鼠，因为它们的生物学与人类相似，而且有许多有价值的人类疾病的小鼠模型，研究人员可以在这些模型上使用他们的新方法。

诱使肝脏产生血液荧光

血液中含有大量的白蛋白，这是肝脏产生的一种蛋白质。为了使血液具有荧光，研究人员将荧光蛋白的基因与白蛋白的基因连接。然后这种荧光白蛋白基因被放入转基因病毒中。当小鼠被注射这种病毒时，它们的血液会发出荧光。这种转基因病毒不会导致任何疾病，也不会传播给其他动物或人类。

“一半的血液是血细胞，剩下的是叫做血浆的液体。我的研究生 Xiaowen Wang 和 Christine Delle 计算出，如果我们标记出百分之几的白蛋白，我们应该能够在显微镜下看到绿色荧光血液，” Hajime Hirase 说。

“我们将含有白蛋白和荧光蛋白信息的修改基因装入病毒中，然后注入动物体内。病毒进入肝脏，诱使肝脏产生经过修饰的蛋白质，最终使血液产生荧光。”

通过使用体内自然发生的过程，他们可以诱使小鼠的肝脏使血液发光。这使得研究大脑中的血液流动成为可能。

“对我们来说，这是一种以我们以前无法做到的方式来真正研究疾病的方法。我们的目标和目的是让我们对疾病的进展和发展有新的认识，例如卒中，希望能更好地理解和可能的治疗，”  Antonis Asimina 解释说。

创立于1479年的丹麦哥本哈根大学

参考文献

Source：University of Copenhagen - The Faculty of Health and Medical Sciences

Fluorescent mouse blood will help us gain knowledge about brain diseases

Reference：

Xiaowen Wang, Christine Delle, Antonis Asiminas, Sonam Akther, Marta Vittani, Peter Brøgger, Peter Kusk, Camilla Trang Vo, Tessa Radovanovic, Ayumu Konno, Hirokazu Hirai, Masahiro Fukuda, Pia Weikop, Steven A. Goldman, Maiken Nedergaard, Hajime Hirase. Liver-secreted fluorescent blood plasma markers enable chronic imaging of the microcirculation. Cell Reports Methods, 2022; 2 (10): 100302 DOI: 10.1016/j.crmeth.2022.100302

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