仪器共享~用活体成像系统为您的论文注入“可视化”证据链 | 附顶刊案例解析

前言

相信这正是你我都曾遭遇的困境：论文写到核心的体内机制部分，面对那些关键的“How”与“Why”，我们往往只能依靠间接证据进行推论——“组织切片提示”“生化指标推测”“最终表型表明”。

这些措辞，既是我们严谨的体现，却也暴露了证据链中最脆弱的一环。审稿人敏锐的目光常常在此停留，提出那个令人辗转反侧的问题：“ 这些体外或终点的数据，如何直接证明你所述的动态过程，真实发生在活体之中？ ”

传统研究往往止步于终点分析，无法捕捉生命活动的动态轨迹。如今，借助 小动物成像系统，研究者无需牺牲动物，即可实现非侵入、实时、高灵敏的活体成像。无论是肿瘤的生长与转移、药物的分布与代谢，还是基因的表达与调控，都能以直观影像与精准数据，呈现生物过程的真实动态。

这不仅是一台成像设备，更是一座通往生命微观世界的“实时观测站”，助您在科研道路上，看得更清、走得更远。

多模态成像支持

——可进行生物发光、荧光、近红外一区成像等多种模式，满足肿瘤学、免疫学、神经科学、药物代谢等多个研究方向的需求。

高时空分辨率

——实现从全身分布到局部细节的清晰成像，支持时间序列跟踪，捕捉生命活动的动态过程。

定量分析能力

——配备智能分析软件，可对信号强度、分布范围、代谢动态等进行精准量化，助力数据驱动的科学研究经典

活体长期追踪

—— 同一动物可多次成像，减少个体差异，提升实验一致性，尤其适合药效评价、疾病进展监测等长周期研究。

经典研究路径示例

小动物活体影像系统的应用

1. 肿瘤学（发生发展、免疫治疗、CAR-T疗法）

2. 药物研发（药效药理、药代动力学、新药与靶向药筛选）

3. 心脑血管疾病机制与治疗

4. 干细胞诱导分化与疾病治疗

5. 动物模型构建（肿瘤、代谢、神经等疾病模型）

6. 炎症与感染性疾病研究

7. 生物材料与纳米靶向递送系统

8. 传染病机制与防治

9. 核酸疫苗与基因表达调控

10. 骨骼疾病与修复研究

11. 食品质量与安全

An injectable dihydroartemisinin nanocomposite hydrogel for dual-targeting PANoptosis and inflammation to treat osteoarthritis（一种可注射的双氢青蒿素纳米复合水凝胶用于双重靶向PANoptosis与炎症治疗骨关节炎）《Journal of Nanobiotechnology》（一区，IF：12.6）

摘要图：

Fig 5

1. 实验目的

评估所构建的纳米复合水凝胶系统（DHA‑PRO@NMs@TSH）在骨关节炎大鼠模型关节内的滞留时间，验证其缓释与长效滞留能力。

2. 实验设计

使用近红外荧光探针 IR808 标记纳米复合系统。

制备三种对比制剂：

• 游离 IR808

• IR808 标记的纳米胶束（IR808&DHA‑PRO@NMs）

• IR808 标记的温敏水凝胶（IR808&DHA‑PRO@NMs@TSH）

将三种制剂分别注射入 MIA 诱导的骨关节炎大鼠的关节腔。

使用 IVIS 小动物活体成像系统，在设定的时间点（如注射后不同天数）进行全身或局部关节成像，监测荧光信号的强度与分布。

3. 关键结果（对应 Fig. 5B）

• 游离 IR808：荧光信号在约 2 天 后基本消失。

• IR808&DHA‑PRO@NMs：荧光信号可持续约 3 天。

• IR808&DHA‑PRO@NMs@TSH：荧光信号可持续约 7 天，表明温敏水凝胶能显著延长药物在关节内的滞留时间。

4. 成像系统的价值

• 非侵入、实时监测：无需处死动物，可在同一动物上连续观测荧光信号变化。

• 定量分析：通过荧光强度量化药物滞留情况，为制剂优化和给药方案设计提供直观数据支持。

• 验证递送系统的缓释性能：直接证明“纳米胶束 + 温敏水凝胶”二级递送系统可实现长效关节滞留，为后续药效实验提供依据。
  

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

(靶向KK-LC-1的非超激动剂CD28双信号T细胞接合剂增强抗肿瘤疗效)

《Journal for ImmunoTherapy of Cancer》中科院一区，IF 10.6

Fig 1

1. 实验目的

验证工程化的靶向蛋白 K1 能否在荷瘤小鼠体内特异性识别并富集于表达KK-LC-1抗原的肿瘤组织，评估其作为靶向递送载体的潜力。

2. 实验设计

• 探针标记：将K1蛋白与近红外荧光染料 Cy7 通过NHS酯化学法共价连接，制备Cy7标记的K1（K1-Cy7）。

• 动物模型：使用稳定过表达KK-LC-1的人胃癌细胞系 HGC27(oe-KK-LC-1) 构建皮下移植瘤模型（BALB/c裸鼠）。

成像对比：

• 实验组：尾静脉注射 Cy7标记的K1（100 µg/只）

• 对照组：尾静脉注射 Cy7标记的同型对照蛋白（100 µg/只）

成像系统与参数：

• 设备：CRI Maestro 活体成像系统；激发波长：745 nm；发射波长：800 nm；曝光时间：300 ms；滤光片：780 nm长通滤光片

• 成像时间点：注射后 24小时（允许充分分布与清除背景信号）。

• 定量分析：先进行全身活体荧光成像，观察荧光在体内的整体分布。处死动物后，取出肿瘤及各主要脏器进行离体荧光成像，定量分析肿瘤组织与正常组织的荧光强度比值。

3. 关键结果（对应 Fig. 1G, H, I）

活体成像显示特异性肿瘤富集：注射24小时后，K1-Cy7组在小鼠的肿瘤部位（腹股沟区）呈现显著的荧光信号。作为主要代谢器官的肝脏虽有一定背景荧光，但肿瘤信号特异性明显。对照组（Iso-Cy7）的肿瘤区域则无显著荧光信号。

离体验证与定量：离体成像进一步证实，K1-Cy7组的肿瘤组织荧光强度显著高于对照组（图1H, I），统计学差异显著（p < 0.01）。这直接证明了K1蛋白能主动靶向并滞留于KK-LC-1阳性肿瘤。

4. 成像系统的价值

• 非侵入性验证靶向性：在活体动物模型中，直观、无创地证明了工程化蛋白的肿瘤特异性归巢能力。

• 为治疗策略提供前提依据：此结果证实了K1作为靶向模块的有效性，为其后续与免疫效应模块（如CD3 scFv、CD28 DARPin）偶联，构建双特异性T细胞衔接器（KK-LC-1×CD3 和 KK-LC-1×CD28）奠定了关键的靶向递送基础。

• 支持后续药效学设计：明确了靶向蛋白在体内的分布特征，为后续的治疗性分子（T细胞衔接器）的给药方案和剂量设计提供了参考。

Fig 5

1. 实验目的

在MKN45胃癌细胞腹膜转移模型中，利用活体成像技术，无创、动态、定量地监测不同治疗组（包括单药及联合疗法）对肿瘤生长的抑制作用。

2. 实验设计

• 报告基因标记：将MKN45肿瘤细胞用荧光素酶（Luciferase, LUC）基因进行稳定转导，使其能够在体内表达荧光素酶。

• 模型建立：将5 × 10⁶个荧光素酶标记的MKN45细胞注射入BALB/c裸鼠的腹腔，建立腹膜转移模型。

• 治疗方案：小鼠被分为不同治疗组（如NS对照组、Non-target×CD3组、KK-LC-1×CD3单药组、KK-LC-1×CD28单药组、以及KK-LC-1×CD3 + KK-LC-1×CD28联合治疗组）。

成像系统与流程：

• 设备：IVIS Lumina III 活体成像系统

• 原理：腹腔注射D-荧光素底物，肿瘤细胞内的荧光素酶会催化其发生生物发光反应，产生的光信号强度与活肿瘤细胞的数量成正比。

• 时间点：在治疗过程中的第8天（治疗前基线）、第16天和第24天进行成像。

• 数据分析：通过系统软件（Living Image）量化整个腹腔区域的总荧光信号强度，作为肿瘤负荷的指标，并绘制肿瘤生长曲线。

3. 关键结果（对应 Fig. 5F, G）

• 成像直观对比：Fig. 5F的系列图像直观显示，与对照组和单药治疗组相比，联合治疗组（KK-LC-1×CD3 + KK-LC-1×CD28） 小鼠腹腔内的生物发光信号强度随时间显著减弱，表明肿瘤生长被有效抑制。

• 信号定量分析：Fig. 5G的定量曲线和柱状图进一步证实，联合治疗组的平均荧光信号在治疗后期（第16、24天）显著低于对照组和KK-LC-1×CD3单药组（p < 0.05）。这为联合疗法具有协同抗肿瘤效应提供了关键的体内定量证据。

4. 该应用的价值

• 药效学评估的金标准：生物发光成像成为评估免疫疗法对弥散性、深部肿瘤（如腹膜转移）疗效的核心工具，其优势是传统卡尺测量无法比拟的。

• 实现纵向研究：允许在同一批动物身上连续、多次监测肿瘤动态变化，减少个体差异，提高数据质量和统计效力。

• 为机制提供支持：该成像结果与皮下瘤模型中的肿瘤体积测量、最终瘤重等数据相互印证，共同证明了CD28共刺激信号（KK-LC-1×CD28）能够显著增强CD3靶向治疗（KK-LC-1×CD3）的疗效。

宁波市中医药研究院小动物活体成像系统

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