知识分享 || 小小显微镜——活体成像技术探究小动物的奥秘

对于常规的动物实验，通常需要在设定的时间点进行动物取材以获得相应的数据；相比之下，小动物活体成像具有能够直接观测多个实验动物、对同一研究个体可进行长期实时成像且不需要对动物进行处死等优点。

基于这些便利的优点，这种利用非侵入性的光学方法能够在不损伤小动物的情况下进行内部生物过程的观察，为疾病和药代动力学提供了有力的支持，因而被广泛应用于生物医学的研究领域。

本期实验菌就为大家带来小动物活体成像的相关知识及相关小技巧！

什么是小动物活体成像技术？

小动物活体成像技术指的是利用影像学技术对活体状态下的生物过程进行组织、细胞和分子水平上定性和定量研究。通过将目的基因、细胞或药物进行光学标记将其注射到动物体内，通过功能光学元件将动物体内的光信号转变为电信号，在进行图像输出。

目前，小动物活体成像技术主要分为可见光成像（荧光成像、生物发光成像）、核素成像（PET/SPECT），核磁共振成像（MRI），计算机断层扫描（CT）和超声成像（Ultrasound）五大类。这几种成像技术都有着固定的特点和优势，但通常我们常用的就是可见光成像、计算机断层扫描（CT）和超声成像（Ultrasound）。其中，CT在骨科应用较多，超声在心血管和神经科学应用较为广泛。

体内可见光成像是生物医学研究领域中应用最广泛的技术，因此我们着重介绍体内可见光成像技术。

小动物成像技术如何工作？

小动物体内成像技术主要如上提及的生物发光和荧光两种技术。荧光成像技术采用绿色荧光蛋白、红色荧光蛋白等荧光报告基因和FITC、Cy5、Cy7等荧光素及量子点进行标记，通过激发光和发射光获取成像。

小动物成像技术的优势有哪些？

小动物可见光成像技术是一种常用于小动物研究的非侵入性成像技术，它可以在小动物体内直接采集可见光信号，对小动物进行全身成像和定量分析。相对于其他小动物成像技术，主要具有以下优势（表1）：

表1 小动物有成像技术的优势

总的来说，小动物可见光成像技术是一种快速、准确、非侵入性的小动物成像技术，具有高灵敏度、全身成像、实时成像和高通量的优势，可用于小动物疾病模型的建立和评估、药物研发、基础生物学研究等方面。

小动物成像技术的应用场景

（1）药物研发：小动物成像技术可以帮助研究人员评估新药物的疗效和毒性，加速新药物的开发和上市进程。

（2）神经科学研究：小动物成像技术可以用于研究小动物的神经系统结构和功能，探索神经系统疾病的发病机制和治疗方法。

（3）肿瘤研究：小动物成像技术可以用于研究小动物肿瘤的形成、生长和转移过程，评估抗肿瘤药物的疗效，探索肿瘤治疗的新途径。

（4）心血管研究：小动物成像技术可以用于研究小动物心血管系统的结构和功能，探索心血管疾病的发病机制和治疗方法。

（5）免疫学研究：小动物成像技术可以用于研究小动物免疫系统的结构和功能，探索免疫系统疾病的发病机制和治疗方法。

（6）细胞追踪：小动物成像技术可以用于研究小动物体内细胞的位置、分布和迁移情况，探索细胞生物学和组织工程的研究问题。

（7）基因表达：小动物成像技术可以用于研究小动物体内基因表达的情况，探索基因调控和信号转导的研究问题。

综上，实验菌分别为大家简单概述了小动物成像技术的工作原理、优势及应用场景。总的来看，小动物可见光成像技术为小动物研究提供了一种便捷、快速、非侵入性的成像方法，是小动物研究中不可或缺的一部分。最近的研究还在不断拓展该技术的应用，如结合纳米技术、多模态成像、光学-声学成像等技术，提高成像质量和信息量，以及开发适用于不同动物模型和临床转化的成像方法。

（本文部分素材源于网络侵删）

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