目的:研究头孢曲松及其杂质对斑马鱼肝脏的毒性.方法:选用受精后72h的野生型斑马鱼和肝脏特异性荧光标记的转基因斑马鱼作为实验动物.分别用不同浓度的(0、1、2、5 mmol/L)头孢曲松和杂质A、B、C、D,以及不同浓度的(0、0.1、0.5、1 mmol/L)杂质E处理两种幼鱼2 d后,观察幼鱼肝脏形态和肝脏荧光强度;采用整体油红O染色观察野生型斑马鱼肝脏脂肪含量变化;进一步利用转录组测序技术对各受试物处理组斑马鱼进行转录组测序,筛选差异表达基因,并进行信号通路富集分析.结果:活体观察显示,与对照组比较,头孢曲松及其杂质A和C主要使斑马鱼幼鱼肝脏区扩大或荧光强度增强(P<0.05或0.01),杂质B、D和E主要使幼鱼肝脏区减小或荧光强度减弱(P<0.05或0.01).整体油红O染色显示头孢曲松及其杂质均能导致斑马鱼肝脏脂肪堆积.头孢曲松给药组利用转录组测序筛选出差异表达基因共735个,杂质A组共237个,杂质C组共237个.KEGG通路分析提示各受试物组差异表达基因主要富集通路不同.头孢曲松差异基因主要富集于代谢通路和卟啉等通路中;杂质A组差异基因主要富集于色氨酸代谢等信号通路;杂质C组差异基因主要富集于钙信号通路等信号通路.结论:头孢曲松及其杂质A、B、C、D和E可导致不同程度斑马鱼肝功能发生变化,并造成肝脏组织损伤.

目的 同时建立肺癌原位移植瘤模型和异位皮下移植瘤模型,对比两种模型小鼠,以期发现它们在整体和肿瘤局部的生物学差异.方法 将稳定表达虫萤光素酶的鼠Lewis肺腺癌细胞(ll2-luc-m38)与Matrigel胶的混悬液注射于C57 BL/6小鼠左肺建立肺癌原位移植瘤模型,与生理盐水混悬注射于C57 BL/6小鼠右侧腋后线皮下建立异位皮下移植瘤模型,定期利用小动物活体成像系统观察小鼠肿瘤形成及转移情况,记录小鼠生存时间,对小鼠肿瘤组织和肺部组织取材,石蜡包埋,切片,HE染色和免疫组化染色,做出病理学诊断.结果 皮下移植瘤和肺原位移植瘤的成瘤率均为100%,肺原位移植瘤转移率为100%,小鼠出现了胸膜转移、心包转移、胸骨柄转移,其中1只小鼠出现了肾脏转移;皮下移植瘤转移率为70%,小鼠出现肺部转移.HE染色证实了两组均为肺腺癌,免疫组化染色结果示,肺原位移植瘤VEGF表达高于异位皮下移植瘤.结论 肺癌原位移植瘤模型虽然操作复杂,小鼠生存期较短,但在转移率和肿瘤生物学特征更符合临床实际情况,研究者可根据不同实验需求选择合适的动物模型.

目的 探讨雷帕霉素(RAPA)诱导过继性输注的耐受性树突状细胞(DCs)对急性移植物抗宿主病(aGVHD)的治疗效果.方法 分离15只BALB/C雄性小鼠(MHC为H-2Kd)的骨髓细胞及脾细胞,输注入经8.5Gy辐射处理(TBI照射)的30只雄性C57BL/6J小鼠(MHC为H-2Kb)中建立aGVHD模型(BALB/C→C57BL/6J);为验证aGVHD造模是否成功,将C57BL/6J小鼠分为MHC不合移植组、MHC相合移植组及单纯TBI照射组(10只/组),3组小鼠经8.5 Gy TBI照射后分别输入BALB/C来源骨髓细胞及脾细胞、C57BL/6J来源骨髓细胞及脾细胞及同等体积PBS对照,采用流式细胞术检测供鼠植入比例并观察受鼠存活情况.体外培养受鼠骨髓来源DCs,加入RAPA以诱导耐受性DCs(RAPA-tDCs),加入PBS作为对照DCs(PBS-DCs).将aGVHD模型鼠随机分为3组(10只/组),分别是RAPA-tDCs实验组(静脉输注RAPA-tDCs 4 ×106/只)、PBS-DCs对照组(静脉输注PBS-DCs 4 ×106/只)及PBS对照组(静脉输注PBS);采用活体荧光成像观察DCs在aGVHD小鼠体内的迁移、分布情况;同时监测3组小鼠的平均体重波动并统计生存率,评价RAPA-tDCs对小鼠aGVHD的抑制效果.结果 流式细胞术检测:与PBS-DCs组小鼠比较,RAPA-tDCs组小鼠DCs表面的CD40、CD80、CD86和MHCII表达丰度明显受到抑制(P＜0.05);2组小鼠DCs表面趋化因子受体CCR1平均荧光强度(MFI)为14.5±1.4vs.10.0±2.1,表面趋化因子受体CCR5为12.7±2.3 vs 7.2±1.2(P＜0.05),表面趋化因子受体CCR7为7.8±1.3vs.6.2±2.5(P＞0.05).活体成像分析:RAPA处理不影响DCs在体迁移能力,RAPA-tDCs仍可归巢至淋巴结、脾脏等淋巴组织或器官.PBS-DCs组和RAPA-tDCs组aGVHD小鼠在移植后19d体重(g)下降-2.4±1.5 vs-1.9±1.2(P＜0.05),生存期(d)延长10.1±5.5 vs 16.6±6.7(P＜0.05),但各组小鼠最终均全部死亡,整体生存率无差异.结论 RAPA可通过抑制小鼠DCs表面共刺激分子的表达诱导DCs耐受,过继性RAPA-tDCs仍具备一定的T细胞富集区归巢能力;过继性输注RAPA-tDCs可一定程度缓解小鼠aGVHD,延长小鼠生存期,但对其整体存活率无明显改善.

中药药效物质研究亟需合适的高通量整体动物模型以体现其整合调节作用.斑马鱼模式生物具备体型小、繁殖能力强、体外发育等独特优势,且其遗传生物特性与人类高度保守,是研究人体多系统病理过程的理想疾病模型,在中药药效物质研究领域也有越来越多的研究应用.该文对近年来发表的使用斑马鱼模型进行中药药理效应多模态研究的相关文章进行回顾,总结了斑马鱼作为动物模型,在血管新生、炎症、神经行为学病变、心脏损伤、骨质疏松、高血糖、高血脂及肿瘤等疾病中的应用,阐述了斑马鱼模型在中药多模态研究中的优势与主要发现,展望了运用免疫组化、荧光探针及转基因斑马鱼品系,在活体动物中动态观测并定量分析目标器官或细胞的变化,从而实现中药药效物质多模态辨识,并进一步结合生物标记物表达水平的检测,探索中药药效物质机制.

目的 构建痰凝血瘀证喉癌移植瘤动物模型,并进行评价,以期用于后续实验研究.方法 喉癌Hep2细胞株通过质粒转染将luciferase(荧光素酶)稳定表达在人喉癌细胞株Hep2上,获得稳定表达的Hep2-luciferase-GFP细胞株;采用高脂饲料喂养+冰水游泳+盐酸肾上腺素皮下注射的方法建立痰凝血瘀证候,证候造模期间观察裸小鼠的一般情况,记录体重、饮水量、摄食量,2周后检测血浆中血脂凝血指标.在成功的痰凝血瘀证裸小鼠皮下注射Hep2-luciferase-GFP细胞株成瘤,构建痰凝血瘀证喉癌异位移植瘤动物模型.在种瘤第0、5、7、9、11、13天记录瘤体长宽度,计算肿瘤体积,并在动物取材当天运用小动物活体成像仪拍摄动物肿瘤荧光强度.结果 与空白组比,模型组饮食和饮水量整体上更少,但两组比较差异无统计学意义.而体重变化上,在造模1周后,相比模型组,空白组小鼠体重增长速度更快,两组比较差异有统计学意义(P＜0.01).进行“痰凝血瘀证”裸小鼠证候造模后,动物血浆中血脂和凝血功能检测结果示:与空白组比较,模型组总胆固醇(TC)、非高密度脂蛋白胆固醇(nonHDL-C),低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)均比空白组高,两组比较差异具有统计学意义(P ＜0.05或P＜0.01).且模型组活化部分凝血酶原时间缩短,与空白组比较差异具有统计学意义(P＜0.05).正常组全身皮肤颜色淡红,接触皮肤温暖,大便正常,舌质红润,少量瘀斑;模型小鼠全身皮肤紫暗,接触皮肤温度低,大便黏腻,不成形,舌质暗黑且偏干.与空白组比较,证候模型组荷瘤生长速度快,从种瘤第9天开始,模型组瘤体体积增长速度明显加快,与空白组相比,差异具有统计学意义(P＜0.01或P＜0.001).结论 成功构建痰凝血瘀证候裸小鼠模型,且成功在证候模型上建立喉癌异位移植瘤,痰凝血瘀证模型相比空白组表现出更易成瘤,瘤体生长速度快等特征.

目的 利用模式生物斑马鱼模型探索红霉素和阿奇霉素导致肝毒性及作用机制,并比较红霉素和阿奇霉素诱导肝毒性的差异.方法 选用肝脏转基因斑马鱼Tg(fapb10:dsRed)作为实验动物,将发育正常的3dpf斑马鱼幼鱼暴露于不同浓度的红霉素和阿奇霉素溶液中72h后,统计各组斑马鱼死亡率,计算红霉素和阿奇霉素对斑马鱼的LD50;荧光显微镜下活体观察斑马鱼幼鱼给药后肝脏形态的变化;采用整体油红O染色观察肝脏脂肪含量变化;利用qRT-PCR检测肝脏病理标志基因和凋亡相关基因在转录水平的变化.结果 红霉素和阿奇霉素对斑马鱼的LD50分别为3.82mmol/L和3.10mmol/L;活体观察显示红霉素和阿奇霉素均能导致幼鱼肝脏形态和荧光强度变化;整体油红O染色显示红霉素和阿奇霉素均能导致肝细胞脂肪堆积,并呈剂量依赖性;qRT-PCR结果显示红霉素和阿奇霉素均能影响脂肪肝、肝纤维化和细胞凋亡相关基因的表达.结论 红霉素和阿奇霉素均能诱导斑马鱼肝毒性,作用机制可能与两者诱导肝细胞变性或凋亡有关,但两者影响的相关基因通路可能有所不同.

2021年4月22日,国际权威期刊Nature子刊《Nature Communications》在线刊登了北京大学药学院天然药物及仿生药物国家重点实验室汪贻广研究团队的最新研究成果"Quantitative imaging of intracellular nanoparticle exposure enables prediction of nanotherapeutic efficacy".近年来,纳米药物在癌症治疗中发挥越来越重要的作用.然而,癌症患者的肿瘤异质性使得同一种纳米药物在不同肿瘤类型甚至同种类型不同个体间均表现出较大治疗响应差异,低响应性亚群掩盖了整体治疗效果,导致纳米药物的临床转化成功率较低.传统的定量方法只能提供纳米药物的宏观组织分布,而不能区分细胞内摄取的纳米药物与细胞外及血管中分布的纳米药物.越来越多的证据表明:纳米载体的细胞摄取及其胞内转运途径对于细胞内靶点的药物生物利用度及药效发挥具有决定性作用.因此,发展新型智能递送技术,解析纳米药物在活体动物的细胞内外分布与细胞内摄取效率,进而对癌症病人进行筛选,实现个体化治疗具有重要的临床指导意义.

随着显微外科技术的发展,皮瓣移植技术日益成熟.为了探究皮瓣的血供特点、提高皮瓣存活率以及提升显微外科技术,皮瓣动物模型被大量建立,旨在模拟临床应用时皮瓣在活体的生理状态.至今,已经建立了各种不同动物种类、部位和功能的皮瓣动物模型,具有各自的优缺点,然而对于皮瓣实验动物模型领域的整体情况缺乏一个全面的认识和总结.因此,下文旨在对皮瓣实验动物模型领域的研究进展做一综述.

目的:我们在中国尝试使用超快反应聚合物光纤氧感受器置入整体活体动物动脉血管,再通过光电转换测定系统以记录活体动物颈动脉PO2(PaO2)连续动态的快速变化,为完善整体整合生理学理论体系中循环参与呼吸调控和呼吸循环代谢一体化调控提供实验依据.方法:①超快反应氧感受器制作、性能及其测定系统标定:在实验室加热总长2 m光纤的远端5 mm部分,拉动直到它成锥形尖端,清洁并干燥后,将1 mm锥形光纤尖端浸涂到发光体掺杂聚合物溶液中,在溶剂快速蒸发同时将其缓慢抽出来形成氧气感测尖端,室温干燥24 h.对完成制作的感受器进行性能标定,并于第37日重复标定.②动物实验:在潍坊医学院实验室对山羊全麻气管插管氧气机械通气下,切皮暴露双颈动脉和左侧股动脉,分别把超快反应氧传感器直接插入动脉中,通过光导纤维、激发与检测Y型光纤耦合器经光电转换连接到个人电脑,实现机械通气下活体山羊颈动脉PaO2的连续动态反应,主要分析PaO2的呼吸间波浪式交替升降和肺-颈动脉时间延迟.结果:该置入式超快反应氧传感器在液相的响应时间为100 ms.活体山羊实验40％～60％氧气机械通气心率和血压稳定,左和右颈动脉PaO2随着呼吸机的吸气和呼气呈现波浪式上升和下降的呼吸交替现象,幅度高达15 mmHg;左侧股动脉位置记录的信息噪音显著干扰PaO2变化.肺-颈动脉时间延迟是在吸气和呼气开始后1.5～1.7 s左侧和右侧颈动脉PaO2都开始上升和下降;即肺通气开始后3次心跳,左心室可把肺毛细血管后动脉化的肺静脉血液送到外周化学感受器位置中断吸气切换为呼气和中断呼气切换为吸气,如此实现吸呼周而复始.结论:活体动物置入动脉的超快反应氧传感器及其测定系统可测定PaO2生理性波浪式变化,能为整体整合生理学医学新理论体系中解释吸气和呼气相互切换的机制提供实验依据.

目的:在初步验证超快反应聚合物基质光纤氧传感器及其测定系统记录颈动脉氧分压(PaO2)连续动态变化使用基础上,为了分析探讨肺通气对PaO2连续动态变化的影响,我们设计本活体整体动物实验观察研究.方法:选择杂种山羊4只,全身麻醉气管插管空气机械通气下,切皮直接暴露把后接测定系统的氧传感器直接插入左侧颈动脉连续记录PaO2动态变化.正常分钟通气量机械通气分别通过三种潮气量实施:正常潮气量(潮气量VT=15 ml/kg、呼吸频率Rf=20 bpm)、减半潮气量(VT减半、Rf加倍)和加倍潮气量(VT加倍、Rf减半).三种潮气量通气时间分别稳定10～15 min,选取后180 s分析计算PaO2平均值、呼吸间PaO2变化的升降幅度和肺-颈动脉延迟时间.以ANOVA及两两比较统计学差异分析不同潮气量的影响.结果:活体山羊正常通气量机械通气实验时心率和血压均稳定;肺-颈动脉延迟时间为1.4～1.8 s(约为此时的3次心跳).机械通气正常潮气量下PaO2平均值在(102.94±2.40,99.38～106.16)mmHg,升降幅度是(21.43±1.65,19.21～23.59)mmHg,占平均值的(20.80±1.34,18.65～22.22)％;减半潮气量下,PaO2平均值维持在(101.01±4.25,94.09～105.66)mmHg,虽略降但不显著(与正常机械通气比较P>0.05),但PaO2升降变化幅度却显著降低为(18.14±1.43,16.46～20.05)mmHg,占平均值的(17.95±1.07,16.16～18.98)％(与正常机械通气比较P<0.01);加倍潮气量机械通气下,虽仅略升的PaO2平均值维持在(106.42±4.74,101.19～114.08)mmHg(与正常机械通气比较P>0.05,与减半潮气量机械通气比较P<0.05),但PaO2升降幅度却显著增大为(26.58±1.88,23.46～28.46)mmHg,占平均值的24.99％±1.58％(与正常机械通气和减半潮气量比较P均<0.01).结论:正常肺通气的吸气和呼气是颈动脉PaO2上升和下降的始动因素.正常通气量机械通气下减半潮气量和倍增潮气量显著改变PaO2升降幅度,但PaO2平均值仅小幅改变,而肺-颈动脉延迟时间相近.