客户案例

利用小动物活体成像技术,可视化纳米药物对急性肺损伤的精准打击

来源: Acta Biomaterialia发布于: 2025-12-05查看原文 →

研究挑战

急性肺损伤(ALI)治疗中,如何确保纳米药物能够穿过复杂的生物屏障,精准靶向并富集于受损的肺部组织,同时能以非侵入性的方式实时、动态地监测这一过程。

解决方案

中国海洋大学的研究团队开发了一种包裹着M2巨噬细胞膜的仿生纳米系统(Gas/ZIF-8Arg@M2 NPs),该系统能主动靶向肺部炎症区域。为了验证其体内靶向性,研究人员采用近红外荧光探针DiR进行标记,并利用小动物活体荧光成像技术进行长时间的动态观测与离体器官分析。

核心成果

  • 活体成像结果证实,仿生纳米系统在注射后能迅速在损伤肺部富集,6小时达到峰值,且滞留时间长,表现出卓越的靶向性能。
  • 治疗显著降低了肺细胞的凋亡率,从模型的63.6%降至惊人的2.9%。
  • 该疗法有效修复了血气屏障,逆转了肺组织的病理形态学改变,并恢复了肺功能,为ALI提供了一种极具前景的治疗策略。

研究背景:攻克致命的急性肺损伤

急性肺损伤(ALI)是一种由肺部炎症和氧化应激失衡引起的危及生命的严重疾病,其特征是血气屏障被破坏,导致严重的呼吸窘迫。传统的治疗方法往往因为缺乏靶向性而效果不佳。为此,中国海洋大学的研究团队在《Acta Biomaterialia》上发表的这项研究,为开发能够将药物精准递送至肺部损伤部位的智能纳米载体提供了创新的解决方案。

仿生纳米药物治疗急性肺损伤的机理示意图,展示了从设计到靶向修复血气屏障的全过程
仿生纳米药物治疗急性肺损伤的机理示意图,展示了从设计到靶向修复血气屏障的全过程

核心挑战:如何“看见”纳米药物的体内靶向之旅?

尽管研究人员精心设计了具有主动靶向能力的仿生纳米药物,但最大的挑战在于验证其在复杂的生物体内是否真能如预期那样工作。药物是被肝脏、脾脏等器官快速清除了,还是成功抵达了目的地——受损的肺部?要回答这个问题,必须依赖一种能够无创、实时、灵敏地进行活体示踪的技术。这正是小动物活体成像技术发挥关键作用的地方。

技术路径解析:小动物活体成像系统点亮靶向递送之路

中国海洋大学的研究团队将一种近红外荧光染料DiR装载到纳米系统中。DiR在近红外区(NIR)发射荧光,该波段的光具有更强的组织穿透能力和更低的生物自发荧光干扰,是进行小动物活体成像的理想选择。通过在不同时间点对注射了荧光标记纳米药物的ALI小鼠模型进行全身成像,研究人员能够清晰地追踪药物的动态分布。值得注意的是,原文中提及的成像设备正是我司的“KoreshineFaye”品牌仪器。这充分证明了我们的技术实力,也表明像科辰星飞的 LumiFluor AVIS T 小动物活体成像系统 这样的高性能平台,能够精准捕捉到深层组织发出的微弱荧光信号,满足顶尖科研团队的需求。

使用 LumiFluor AVIS T 小动物活体成像系统 复现实验核心步骤

  • 第一步:模型准备与注射。构建LPS诱导的ALI小鼠模型,通过尾静脉注射DiR标记的纳米药物。
  • 第二步:动物麻醉与成像设置。使用气体麻醉机(如 MZ-A小动物麻醉系统)稳定麻醉小鼠,将其置于LumiFluor AVIS T的成像暗箱中。选择适用于DiR的激发光源和发射滤光片(例如激发740nm,发射790nm)。
  • 第三步:动态活体与离体成像。在1h, 3h, 6h, 12h, 24h等多个时间点采集小鼠全身的荧光图像。在实验终点,处死小鼠并解剖心、肝、脾、肺、肾等主要脏器,进行离体成像以精确定量。
  • 第四步:数据分析。使用系统配套的分析软件,在活体及离体器官图像上圈定感兴趣区域(ROI),测量并比较各组织在不同时间的平均荧光强度,从而绘制生物分布曲线,直观地证实药物的肺靶向性。
使用小动物活体成像系统获得的纳米药物在小鼠体内及离体器官的荧光分布图
使用小动物活体成像系统获得的纳米药物在小鼠体内及离体器官的荧光分布图

关键成果与科学意义

通过这项研究,中国海洋大学的团队开发出一种仿生纳米系统,并通过小动物活体荧光成像技术的直观验证,展现了其在肺部损伤区域的高效富集能力,最终实现了对血气屏障的修复和肺功能的重建,为急性肺损伤的精准治疗提供了一个极具潜力的平台。

这项研究的成功,不仅在于其创新的纳米药物设计,更在于它通过先进的成像技术,将药物在体内的复杂行为变得“可视化”和“可量化”。它清晰地表明,任何先进的靶向药物递送策略,都离不开像LumiFluor AVIS T这样的高性能活体成像系统的支持。科辰星飞致力于为前沿生命科学研究提供卓越的成像解决方案,助力科学家们在探索生命奥秘的道路上看得更深、更清、更准。

实现同等级别研究的解决方案

本案例中提及的关键技术可通过以下 科辰星飞 产品实现

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