肝脏免疫的活体显微光学成像研究进展

光学分子成像技术是在活体复杂的组织区域环境内细胞形态、运动与功能研究的最佳手段之一,极大地推进了免疫学的发展.肝脏是机体新陈代谢和解毒的重要器官,也被视为一个免疫器官.解析肝脏免疫基本特性和功能,对防治肝脏疾病以及全身性相关疾病具有重要意义.活体可视化研究肝脏区域生理或者病理状态下免疫应答,提供关键事件的多细胞参与及其彼此交互的时空动态信息,能极大地丰富对肝脏独特免疫反应的认知.本文将重点阐述目前活体肝脏成像的技术与方法以及光学显微成像技术,例如多光子激发显微成像与转盘共聚焦成像在肝脏免疫中的应用,并展望活体肝脏成像今后的发展方向和面临的机遇与挑战.     

基于受激发射损耗显微术的活细胞和活体超分辨成像

细胞作为生命体基本的结构和功能单元，在生物、医学等领域有着非常重要的研究意义。随着现代科学和技术的发展，科学家们借助电镜对细胞以及细胞器的空间结构已经有非常清晰的认识，但是对它们的功能以及细胞之间的相互作用却了解得非常少，而这恰恰又是疾病治疗和药物开发亟需了解的信息，因此对离体活细胞（简称活细胞）和活体生物组织细胞（简称活体细胞）中亚细胞器的研究变得非常重要。然而细胞中许多细胞器的结构在纳米量级，传统的光学成像技术由于受到光学衍射极限的限制是无法观察到纳米量级的生物结构，因此光学超分辨成像技术是目前研究亚细胞器结构和功能的有效工具。在所有光学超分辨显微技术中，受激发射损耗显微术（stimulated emission depletionmicroscopy,STED）由于具有实时成像、三维超分辨和断层成像的能力，非常适合用于纳米尺度的活细胞和活体细胞成像研究，而且STED超分辨成像技术经过近几十年的发展，已经广泛用于活细胞甚至活体小鼠细胞的超分辨动态观测。本文总结了近年来活细胞和活体小鼠神经元细胞等领域STED超分辨成像的研究进展，介绍了用于活细胞和活体细胞STED超分辨成像的荧光染料...     

活体动物体内光学成像技术的研究进展

生物发光和荧光成像作为近年来新兴的活体动物体内光学成像技术,以其操作简便及直观性成为研究小动物活体成像的一种理想方法,在生命科学研究中得以不断发展。利用这种成像技术,可以直接实时观察标记的基因及细胞在活体动物体内的活动及反应。利用光学标记的转基因动物模型可以研究疾病的发生发展过程,进行药物研究及筛选等。本文综述了现有活体动物体内光学成像技术的原理、应用领域及发展前景,比较了生物发光与几种荧光技术的不同特点和应用。     

活体动物体内光学成像技术的研究进展及其应用

活体动物体内光学成像是利用基因改构进行内源性成像试剂或外源性成像试剂标记细胞、蛋白或DNA，从而非侵入性地报告小动物体内的特定生物学事件的技术。活体成像可以直观灵敏地监测基因的表达模式、标记和示踪细胞、探讨蛋白间的相互作用，因而这一技术被广泛地用于分析基因的表达模式、评价基因治疗效果、评估肿瘤的发生和转移、监测移植器官等。简要综述了现有活体动物体内光学成像技术的基本原理、技术进展和相关应用。     

分子与细胞事件的光学可视化——解读2008年诺贝尔化学奖

绿色荧光蛋白（green fluorescent protein,GFP）及其突变体作为报告基因,已被广泛应用于基因表达调控、蛋白质空间定位、生物分子之间相互作用、转基因动物以及药物药效评价和作用机理研究等方面,极大地推动了现代生物学的发展．随着光电信息技术的不断进步,基于荧光报告基因的光学分子成像技术将在细胞、细胞网络、组织、器官和个体等不同层次实现分子与细胞事件的实时可视化,从而在重大疾病的早期诊断和药物研发中发挥重要作用．     

光学透明技术在植物多尺度成像中的应用

光学透明技术是一种通过各种化学试剂, 将原本不透明的生物样本实现透明化, 并在光学显微镜下深度成像的技术。结合多种光学显微成像新技术, 光学透明技术可对整个组织进行成像和三维重建, 深度剖析生物体内部空间特征与形成机制。近年来, 多种植物光学透明技术和多尺度成像技术被陆续研发, 并取得了丰硕的研究成果。该文综述了生物体光学透明技术的基本原理和一些新技术, 重点介绍基于光学透明技术开发的新型成像方法及其在植物成像与细胞生物学中的应用, 为后续植物整体、组织或器官的透明、成像与三维重构及功能研究提供理论依据和技术支持。     

自发光学信号成像系统在生物成像中的发展与应用

自发光学信号成像系统是近年来比较新颖的一项用于活体生物的基因或细胞活动的微观检测的光学技术,具有直观、操作简便以及分辨率高的特点。该技术主要分为生物发光成像技术和荧光成像技术,目前主要用于测定活体动物体内的细胞以及分子的活动或变化情况。由于该技术能够对动物体内的微观形态的变化进行精确的捕捉,对于癌症、基因表达、肿瘤以及其他病变均具有较好的监测作用。在本文中,将就自发光学信号成像系统在生物成像中的发展与应用进行详细的阐述。     

光学神经成像研究进展

大脑功能的成像检测在认知神经科学领域具有极其重要的意义。现代光子学技术的发展为认知脑成像提供了新的研究手段,在神经系统信息处理机制研究中发挥重要作用。文章介绍了在神经元、神经元网络、特定脑皮层功能构筑以及系统与行为等不同层次开展神经系统信息处理机制研究的各种光学成像技术,包括多光子激发荧光显微成像、内源信号光学成像、激光散斑成像和近红外光学成像等,并评述了这些有特色的光学成像技术在多层次获取和分析神经信息中的研究进展。     

小动物活体成像技术的应用

小动物活体成像技术在国内外得到越来越多的普及应用,极大地促进了生命科学特别是肿瘤研究的发展。本文就小动物活体成像技术的原理、标记方法和实际应用做简单介绍。     

窄等离子体吸收谱线宽度的纳米金锥用于光声成像

无损光声成像技术结合了纯光学成像高选择特性和纯超声成像中深穿透特性的优点,克服了光散射限制,实现了对活体深层组织的高分辨、高对比度成像。该成像技术对内源物质例如脱氧血红蛋白、含氧血红蛋白、黑色素、脂质等进行成像,提供了活体生物组织结构和功能信息,已经在生物医学领域表现出巨大的应用前景。然而,很多与病理过程相关的特征分子的光吸收能力较弱,在活体环境中难以被光声成像系统所识别,从而限制了光声成像技术的应用范围。基于功能纳米探针的光声成像-光声分子成像极大拓展光声成像的应用范围,可以在活体层面对病理过程进行分子水平的定性和定量研究,将为实现目标疾病的早期诊断提供强大的技术支持。本文发展在近红外具有窄吸收线宽(半高宽仅为60 nm)的纳米金锥作为新型的光声探针。通过选择不同径长比的纳米金锥,可以任意调节纳米金锥的吸收峰。通过调谐激光器的波长,可实现对不同吸收峰纳米金锥的选择性激发。纳米金锥将有可能用于多光谱光声成像,实现对不同靶标的目标分子探测。     

急性肝损伤时肝脏内Pink1/Parkin的表达变化及意义

目的:观察C57小鼠急性肝损伤(Acute liver injury, ALI)中线粒体自噬相关蛋白Pink1/Parkin表达的变化及意义。方法:领取28只小鼠,随机分为对照组、ALI 1 d组、ALI 4 d组、ALI 7 d组。分别检测血清谷氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)的变化;肝组织病理变化用HE染色观察;Real Time quality PCR检测Pink1/Parkin在m RNA水平的表达变化;进一步利用Western Blot方法分别检测肝组织中Pink1/Parkin蛋白水平的表达变化。结果:ALI组1 d、4 d、7 d组与对照组相比,ALT、AST表达显著升高,具有统计学意义(P0.05);肝组织病理学检查ALI组1 d和4 d组中,释放出大量的炎性细胞,肝细胞出现大面积坏死,7 d组肝细胞坏死与1 d和4 d比较明显缓解;m RNA水平检测Pink1/Parkin在ALI 1 d(4.79/1.82倍)、4 d(1.74/4.17倍)和7 d(2.91/1.25倍)与对照组相比表达水平明显升高(P0.05);Pink1/Parkin在蛋白水平检测时ALI 1 d(2.03/1.82倍)、4 d(1.78/4.17倍)和7 d(1.25/1.25倍)时肝组织内表达也显著增加,差异具有统计学意义(P0.05)。结论:急性肝损伤状态下Pink1/Parkin在m RNA和蛋白水平表达升高,且其表达量随着肝脏的损伤缓解而表达水平降低,提示Pink1/Parkin可能对于治疗急性肝损伤具有重要意义。     

雷公藤甲素对Con A诱导小鼠急性肝损伤的保护作用及机制

摘要 目的：探究雷公藤甲素（Triptolide）对刀豆蛋白A（Concanavalin, Con A）诱导的小鼠急性肝损伤的保护机制。方法：雄性BALB/c小鼠30只,随机等分为正常对照组、Con A模型组和雷公藤甲素治疗组。通过尾静脉注射Con A构建小鼠急性肝损伤模型。微孔板法检测血清谷丙转氨酶（ALT）和谷草转氨酶（AST）水平,HE染色观察肝组织病理变化,免疫组化、实时荧光定量PCR（RT-qPCR）和酶联免疫吸附试验（ELISA）检测肝组织及血清中细胞因子水平。结果：与正常对照组比较,Con A诱导急性肝损伤小鼠血清ALT、AST水平显著增高（P<0.05）,肝组织呈局灶性炎性浸润、坏死。与Con A模型组比较,雷公藤甲素治疗组小鼠血清ALT、AST水平显著下降（P<0.05）;肝组织病理程度明显减轻;肝组织中CD4⁺T细胞的浸润降低,促炎细胞因子（IFN-γ、TNF-α、IL-1β、IL-2）的水平显著降低（P<0.05）。结论：雷公藤甲素可以通过抑制CD4⁺T细胞向肝脏募集,下调IFN-γ、TNF-α、IL-1β、IL-2的表达,有效防治Con A诱导的急性免疫性肝损伤。     

黄根醇提物对小鼠实验性肝损伤保护作用的研究

以黄根醇提物为实验药物,对其进行了最大耐受量试验(MTD)和小鼠实验性急性肝损伤的研究,结果表明黄根醇提物最大耐受量为2080g生药/kg,并能显著降低CCL4、D-GalN所致的小鼠血清中ALT、AST升高(P<0.01);亦能明显降低BCG和LPS致免疫性肝损伤小鼠血清中ALT、AST及肝组织中的MDA的水平(P<0.01),增加肝组织中SOD的活性和GSH的水平(P<0.01)。该实验属首次报道。     

Dynamic visualization of the recovery of mouse hepatobiliary metabolism to acetaminophen‐overdose damage

Acetaminophen (APAP) overdose is one of the world's leading causes of drug‐induced hepatotoxicity. Although traditional methods such as histological imaging and biochemical assays have been successfully applied to evaluate the extent of APAP‐induced liver damage, detailed effect of how APAP overdose affect the recovery of hepatobiliary metabolism and is not completely understood. In this work, we used intravital multiphoton microscopy to image and quantify hepatobiliary metabolism of the probe 6‐carboxyfluorescein diacetate in APAP‐overdose mice. We analyzed hepatobiliary metabolism for up to 7 days following the overdose and found that the excretion of the probe molecule was the most rapid on Day 1 following APAP overdose and slowed down on Days 2 and 3. On Day 7, probe excretion capability has exceeded that of the normal mice, suggesting that newly regenerated hepatocytes have higher metabolic capabilities. Our approach may be further developed applied to studying drug‐induced hepatotoxicity in vivo.      

牛磺酸对肢体缺血／再灌注后肝损伤大鼠TNF-α、NF-κB表达的影响

目的：探讨给予牛磺酸预处理对肢体缺血／再灌注（limb ischemia-reperfusion,H／R）后大鼠肝脏损伤及,INn、NF—KB表达的影响及意义。方法：采用Wistar大鼠建立LI/R损伤模型,随机分为4组（n=10）：对照（C）组,缺血／再灌注（I／R）组,牛磺酸（T）组和牛磺酸＋缺血／再灌注（TR）组。比色法测定动物血浆ALT、AST、MDA,肝组织MDA、MPO、DNA裂解率和钙含量,放免法检测血浆及肝组织TNF-α水平;HE染色观察肝脏组织形态改变;免疫组化法观察NF-κB蛋白表达。结果：与C组比较,I／R和TR组各损伤性指标、TNF-α水平均升高,NF-κB蛋白表达增高（P〈0．01）;但TR组上述各项指标较I／R组显著降低。结论：牛磺酸预处理可减轻大鼠LI／R所致肝脏损伤,降低TNF-α、NF-κB表达。     

异丙酚对家兔肝缺血/再灌注后抗氧化能力改变的影响

目的: 探讨氧自由基(OFR)在肝缺血/再灌注损伤(HI/RI)中的作用及异丙酚对其的影响.方法: 实验兔随机分为假手术对照组、肝缺血/再灌注组和肝缺血/再灌注加异丙酚治疗组,分别在肝缺血前、缺血45 min、再灌注45 min共3个时相点,检测血浆及肝组织超氧化物歧化酶(SOD)活性、黄嘌呤氧化酶(XO)活性、丙二醛( MDA)浓度及谷丙转氨酶(ALT)值,并行肝组织电镜观察.结果: 肝缺血/再灌注期间,血浆XO、MDA及ALT显著高于、SOD明显低于假手术对照组(P<0.05和P<0.01);肝组织XO及MDA显著高于、SOD明显低于假手术对照组(P<0.05和P<0.01);肝组织超微结构发生异常改变.异丙酚可逆转上述指标的异常变化,与肝缺血/再灌注组相比有显著性差异(P<0.05和P<0.01).结论: OFR在HI/RI发生发展中起介导作用;异丙酚可通过降低氧自由基水平(增强SOD活性、减弱XO活性),拮抗脂质过氧化反应(降低MDA浓度),从而减轻HIRI.     

Cannabinoids inhibit ethanol-induced activation of liver toxicity in rats through JNK/ERK/MAPK signaling pathways

Cannabinoids (CBs) are psychoactive compounds, with reported anticancer, anti-inflammatory, and anti-neoplastic properties. The study was aimed at assessing the hepatoprotective effects of CB against ethanol (EtOH)-induced liver toxicity in rats. The animals were divided into seven groups: control (Group I) and Group II were treated with 50% ethanol (EtOH 5 mg/kg). Groups III, IV, and VI were treated with (EtOH + CB 10 mg/kg), (EtOH + CB 20 mg/kg), and (EtOH + CB 30 mg/kg), respectively. Groups V and VII consisted of animals treated with 20 and 30 mg/kg, of CB, respectively. Biochemical analysis revealed that Group IV (EtOH + CB 20 mg/kg) had reduced levels of ALT—alanine transferase, AST—aspartate aminotransferase, ALP—alanine peroxidase, MDA—malondialdehyde and increased levels of GSH-reduced glutathione. Histopathological analysis of liver and kidney tissues showed that EtOH + CB (20 and 30 mg/kg) treated animal groups exhibited normal tissue architecture similar to that of the control group. ELISA revealed that the inflammatory markers were reduced in the animal groups that were treated with EtOH + CB 20 mg/kg, in comparison to the animals treated only with EtOH. The mRNA expression levels of COX-2, CD-14, and MIP-2 showed a remarkable decrease in EtOH + CB treated animal groups to control groups. Western blot analysis revealed that CB downregulated p38/JNK/ERK thereby exhibiting its hepatoprotective property by inhibiting mitogen-activated protein kinase pathways. Thus, our findings suggest that CB is a potential candidate for the treatment of alcohol-induced hepatotoxicity.     

大鼠肢体缺血预处理对肝缺血/再灌注损伤的保护作用

目的：研究肢体缺血预处理对大鼠肝缺血/再灌注损伤是否具有保护作用。方法：雄性SD大鼠32只,随机分为对照组（S组）;缺血/再灌注组（I/R组）;经典缺血预处理组（IPC组）;肢体缺血预处理组（远端缺血预处理组,RPC组）。S组仅行开腹,不作其他处理;IPC组以肝缺血5min作预处理;RPC组以双后肢缺血5min,反复3次作预处理,2个预处理组及I/R组均行肝缺血1h再灌注3h。取血用于血清谷丙转氨酶（ALT）与血清谷草转氨酶（AST）检测。切取肝组织用于测定湿干比（W/D）、中性粒细胞（PMN）计数及观察显微、超微结构的变化。结果：与I/R组比较,IPC组,RPC组ALT,AST,W/D值,及PMN计数均明显降低（P〈0.01）,肝脏的显微及超微结构损伤减轻。结论：肢体缺血预处理对大鼠肝脏I/R损伤有明显的保护作用,强度与经典缺血预处理相当,其机制可能与抑制肝脏炎症反应、减轻肝脏水肿、改善肝组织微循环有关。     

吸入一氧化碳防治肢体缺血／再灌注所致肝脏损伤的实验研究

目的：观察吸入外源性一氧化碳（CO）对肢体缺血／再灌注（I／R）所致肝脏损伤的防治作用。方法：健康SD大鼠100只,随机分为假手术（S）、假手术吸入CO（SC）、I／R、I／R吸入CO（RC）组。通过夹闭股动脉4h、再开放6—72h、10d复制肢体L／R致肝脏损伤模型。S、I／R组吸入普通医用空气,SC、RC组吸入含CO（体积分数为0．05％）的医用空气。光镜观察肝组织病理学变化,全自动生化分析仪检测血谷丙转氨酶（GPT）,流式细胞仪检测肝细胞凋亡百分比及bax、bcl-2的表达水平。结果：S组与SC组比较,各项观察指标无显著差别;与SC组比较,I/R及RC组肝组织呈病理改变,血清GPT及肝细胞凋亡百分比明显升高;I／R组肝细胞bax蛋白的表达水平明显升高。和L／R组相比。RC组肝组织损伤程度减轻,血清GPT、肝细胞凋亡百分比及bax蛋白的表达水平明显降低,而肝细胞bcl-2蛋白的表达水平显著升高。结论：吸入适量外源性CO对肢体I／R所致肝脏损伤有防治效应。