儀器共享~用活體成像系統為您的論文注入“可視化”證據鏈 | 附頂刊案例解析

前言

相信這正是你我都曾遭遇的困境：論文寫到核心的體內機制部分，面對那些關鍵的“How”與“Why”，我們往往只能依靠間接證據進行推論——“組織切片提示”“生化指標推測”“最終表型表明”。

這些措辭，既是我們嚴謹的體現，卻也暴露了證據鏈中最脆弱的一環。審稿人敏銳的目光常常在此停留，提出那個令人輾轉反側的問題：“ 這些體外或終點的數據，如何直接證明你所述的動態過程，真實發生在活體之中？ ”

傳統研究往往止步于終點分析，無法捕捉生命活動的動態軌跡。如今，借助 小動物成像系統，研究者無需犧牲動物，即可實現非侵入、實時、高靈敏的活體成像。無論是腫瘤的生長與轉移、藥物的分布與代謝，還是基因的表達與調控，都能以直觀影像與精準數據，呈現生物過程的真實動態。

這不僅是一臺成像設備，更是一座通往生命微觀世界的“實時觀測站”，助您在科研道路上，看得更清、走得更遠。

多模態成像支持

——可進行生物發光、熒光、近紅外一區成像等多種模式，滿足腫瘤學、免疫學、神經科學、藥物代謝等多個研究方向的需求。

高時空分辨率

——實現從全身分布到局部細節的清晰成像，支持時間序列跟蹤，捕捉生命活動的動態過程。

定量分析能力

——配備智能分析軟件，可對信號強度、分布范圍、代謝動態等進行精準量化，助力數據驅動的科學研究經典

活體長期追蹤

—— 同一動物可多次成像，減少個體差異，提升實驗一致性，尤其適合藥效評價、疾病進展監測等長周期研究。

經典研究路徑示例

小動物活體影像系統的應用

1. 腫瘤學（發生發展、免疫治療、CAR-T療法）

2. 藥物研發（藥效藥理、藥代動力學、新藥與靶向藥篩選）

3. 心腦血管疾病機制與治療

4. 干細胞誘導分化與疾病治療

5. 動物模型構建（腫瘤、代謝、神經等疾病模型）

6. 炎癥與感染性疾病研究

7. 生物材料與納米靶向遞送系統

8. 傳染病機制與防治

9. 核酸疫苗與基因表達調控

10. 骨骼疾病與修復研究

11. 食品質量與安全

An injectable dihydroartemisinin nanocomposite hydrogel for dual-targeting PANoptosis and inflammation to treat osteoarthritis（一種可注射的雙氫青蒿素納米復合水凝膠用于雙重靶向PANoptosis與炎癥治療骨關節炎）《Journal of Nanobiotechnology》（一區，IF：12.6）

摘要圖：

Fig 5

1. 實驗目的

評估所構建的納米復合水凝膠系統（DHA?PRO@NMs@TSH）在骨關節炎大鼠模型關節內的滯留時間，驗證其緩釋與長效滯留能力。

2. 實驗設計

使用近紅外熒光探針 IR808 標記納米復合系統。

制備三種對比制劑：

• 游離 IR808

• IR808 標記的納米膠束（IR808&DHA?PRO@NMs）

• IR808 標記的溫敏水凝膠（IR808&DHA?PRO@NMs@TSH）

將三種制劑分別注射入 MIA 誘導的骨關節炎大鼠的關節腔。

使用 IVIS 小動物活體成像系統，在設定的時間點（如注射后不同天數）進行全身或局部關節成像，監測熒光信號的強度與分布。

3. 關鍵結果（對應 Fig. 5B）

• 游離 IR808：熒光信號在約 2 天 后基本消失。

• IR808&DHA?PRO@NMs：熒光信號可持續約 3 天。

• IR808&DHA?PRO@NMs@TSH：熒光信號可持續約 7 天，表明溫敏水凝膠能顯著延長藥物在關節內的滯留時間。

4. 成像系統的價值

• 非侵入、實時監測：無需處死動物，可在同一動物上連續觀測熒光信號變化。

• 定量分析：通過熒光強度量化藥物滯留情況，為制劑優化和給藥方案設計提供直觀數據支持。

• 驗證遞送系統的緩釋性能：直接證明“納米膠束 + 溫敏水凝膠”二級遞送系統可實現長效關節滯留，為后續藥效實驗提供依據。
  

Non-superagonist CD28-based dualsignal T cell engager targeting KK-LC-1 enhances antitumor efficacy

(靶向KK-LC-1的非超激動劑CD28雙信號T細胞接合劑增強抗腫瘤療效)

《Journal for ImmunoTherapy of Cancer》中科院一區，IF 10.6

Fig 1

1. 實驗目的

驗證工程化的靶向蛋白 K1 能否在荷瘤小鼠體內特異性識別并富集于表達KK-LC-1抗原的腫瘤組織，評估其作為靶向遞送載體的潛力。

2. 實驗設計

• 探針標記：將K1蛋白與近紅外熒光染料 Cy7 通過NHS酯化學法共價連接，制備Cy7標記的K1（K1-Cy7）。

• 動物模型：使用穩定過表達KK-LC-1的人胃癌細胞系 HGC27(oe-KK-LC-1) 構建皮下移植瘤模型（BALB/c裸鼠）。

成像對比：

• 實驗組：尾靜脈注射 Cy7標記的K1（100 μg/只）

• 對照組：尾靜脈注射 Cy7標記的同型對照蛋白（100 μg/只）

成像系統與參數：

• 設備：CRI Maestro 活體成像系統；激發波長：745 nm；發射波長：800 nm；曝光時間：300 ms；濾光片：780 nm長通濾光片

• 成像時間點：注射后 24小時（允許充分分布與清除背景信號）。

• 定量分析：先進行全身活體熒光成像，觀察熒光在體內的整體分布。處死動物后，取出腫瘤及各主要臟器進行離體熒光成像，定量分析腫瘤組織與正常組織的熒光強度比值。

3. 關鍵結果（對應 Fig. 1G, H, I）

活體成像顯示特異性腫瘤富集：注射24小時后，K1-Cy7組在小鼠的腫瘤部位（腹股溝區）呈現顯著的熒光信號。作為主要代謝器官的肝臟雖有一定背景熒光，但腫瘤信號特異性明顯。對照組（Iso-Cy7）的腫瘤區域則無顯著熒光信號。

離體驗證與定量：離體成像進一步證實，K1-Cy7組的腫瘤組織熒光強度顯著高于對照組（圖1H, I），統計學差異顯著（p < 0.01）。這直接證明了K1蛋白能主動靶向并滯留于KK-LC-1陽性腫瘤。

4. 成像系統的價值

• 非侵入性驗證靶向性：在活體動物模型中，直觀、無創地證明了工程化蛋白的腫瘤特異性歸巢能力。

• 為治療策略提供前提依據：此結果證實了K1作為靶向模塊的有效性，為其后續與免疫效應模塊（如CD3 scFv、CD28 DARPin）偶聯，構建雙特異性T細胞銜接器（KK-LC-1×CD3 和 KK-LC-1×CD28）奠定了關鍵的靶向遞送基礎。

• 支持后續藥效學設計：明確了靶向蛋白在體內的分布特征，為后續的治療性分子（T細胞銜接器）的給藥方案和劑量設計提供了參考。

Fig 5

1. 實驗目的

在MKN45胃癌細胞腹膜轉移模型中，利用活體成像技術，無創、動態、定量地監測不同治療組（包括單藥及聯合療法）對腫瘤生長的抑制作用。

2. 實驗設計

• 報告基因標記：將MKN45腫瘤細胞用熒光素酶（Luciferase, LUC）基因進行穩定轉導，使其能夠在體內表達熒光素酶。

• 模型建立：將5 × 10?個熒光素酶標記的MKN45細胞注射入BALB/c裸鼠的腹腔，建立腹膜轉移模型。

• 治療方案：小鼠被分為不同治療組（如NS對照組、Non-target×CD3組、KK-LC-1×CD3單藥組、KK-LC-1×CD28單藥組、以及KK-LC-1×CD3 + KK-LC-1×CD28聯合治療組）。

成像系統與流程：

• 設備：IVIS Lumina III 活體成像系統

• 原理：腹腔注射D-熒光素底物，腫瘤細胞內的熒光素酶會催化其發生生物發光反應，產生的光信號強度與活腫瘤細胞的數量成正比。

• 時間點：在治療過程中的第8天（治療前基線）、第16天和第24天進行成像。

• 數據分析：通過系統軟件（Living Image）量化整個腹腔區域的總熒光信號強度，作為腫瘤負荷的指標，并繪制腫瘤生長曲線。

3. 關鍵結果（對應 Fig. 5F, G）

• 成像直觀對比：Fig. 5F的系列圖像直觀顯示，與對照組和單藥治療組相比，聯合治療組（KK-LC-1×CD3 + KK-LC-1×CD28） 小鼠腹腔內的生物發光信號強度隨時間顯著減弱，表明腫瘤生長被有效抑制。

• 信號定量分析：Fig. 5G的定量曲線和柱狀圖進一步證實，聯合治療組的平均熒光信號在治療后期（第16、24天）顯著低于對照組和KK-LC-1×CD3單藥組（p < 0.05）。這為聯合療法具有協同抗腫瘤效應提供了關鍵的體內定量證據。

4. 該應用的價值

• 藥效學評估的金標準：生物發光成像成為評估免疫療法對彌散性、深部腫瘤（如腹膜轉移）療效的核心工具，其優勢是傳統卡尺測量無法比擬的。

• 實現縱向研究：允許在同一批動物身上連續、多次監測腫瘤動態變化，減少個體差異，提高數據質量和統計效力。

• 為機制提供支持：該成像結果與皮下瘤模型中的腫瘤體積測量、最終瘤重等數據相互印證，共同證明了CD28共刺激信號（KK-LC-1×CD28）能夠顯著增強CD3靶向治療（KK-LC-1×CD3）的療效。

寧波市中醫藥研究院小動物活體成像系統

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