用于检测与定量小鼠肠道巨噬细胞相关炎症的荧光介导断层成像技术

本靶向性活体成像方法的总体目标是可视化炎症性肠病中疾病活动的分子标志物。该方法有助于回答炎症性肠病领域及相关的治疗研究中的关键问题，例如实验性治疗手段或特定细胞事件对炎症的影响。该技术的主要优势在于能够对疾病活动进行纵向且无创的监测。

尽管该方法可用于研究炎症性疾病，但也同样适用于其他疾病的研究，例如癌症或免疫相关疾病。为诱导结肠炎，将2克葡聚糖硫酸钠（DSS）溶解于100毫升经高压灭菌的饮水中，按每只小鼠每天约5毫升的饮水量，提供给实验小鼠饮用。在扫描前24小时，将感兴趣的抗体混合物装入避光的无菌注射器中，并通过尾静脉将抗体静脉注射至实验动物体内。

在实验当天，使用电动剃须刀剃除实验动物腹部区域的毛发，以尽量减少光的反射和吸收。使用具有特定厚度和吸收特性的组织模拟体模，向其中加入特定体积的目标抗体溶液，并在FMT设备上测量其荧光信号。随后，在用于小动物的兽医荧光介导断层成像（FMT）设备上点击“新建研究”（New Study），并在研究描述中包含相关示踪剂信息，包括成像参数和剂量。

根据实验设计建立研究分组，并为每个分组配备相应数量的动物。在系统已完成示踪剂构建体校准后，将第一只麻醉小鼠以仰卧位放入可加热至42摄氏度的检查盒中。将该检查盒插入成像系统，并从相应的研究分组中选择合适的样本。

选择所使用的示踪剂，以确保示踪剂浓度值被正确计算，并在适当的波长下采集荧光反射图像。点击“采集图像”以勾勒扫描区域，并确认扫描区域作为叠加图像显示在荧光反射图像上。调整扫描区域，使其包围目标区域，注意避免误差或残留毛发的区域。

根据成像目标，选择扫描视野分辨率以设定扫描视野内的图像数据点数量。然后点击“扫描”以开始在选定波长下进行图像采集。扫描结束后，将动物从样品架中取出，在返回笼具前对其进行监测，确保动物完全恢复。

随后可根据实验需要在不同时间点重复进行FMT。为分析所获得的图像，打开相应的图像分析软件，并选择第一次扫描的原始数据。使用重建工具，生成荧光分布的三维图谱。

当所有扫描均已添加到相应的重建数据集后，打开第一个感兴趣的数据集。所选实验动物的所有扫描将显示出来。选择相应的扫描并点击加载。

示踪剂分布的三维重建结果将作为初始获取的荧光反射图像的叠加图显示。接下来，在重建的三维图谱上识别非特异性标记物积聚的焦点，并使用测量工具选择感兴趣区域。软件将生成该感兴趣区域的荧光强度，以及根据扫描校准所对应的示踪剂的皮摩尔（picomolar）含量测量值。

在本实验中，采用针对小鼠 F4/80 的荧光标记抗体直接可视化活化的巨噬细胞。通过荧光介导断层成像技术检测到，结肠炎小鼠结肠中荧光示踪剂的积聚显著高于非结肠炎对照组动物，表明结肠炎动物中单核细胞浸润增加并分化为活化巨噬细胞。相反，在结肠炎组和非结肠炎对照组中，使用非特异性荧光标记 IgG 抗体均未在腹部或肠道引发可检测到的荧光信号，证明了 F4/80 抗体探针与靶标的相互作用具有特异性。

离体测量切除结肠中 F4/80 靶向示踪剂的积聚，进一步验证了活体检测到的 F4/80 示踪信号来源于结肠。事实上，计算得到的结合抗体数量与组织学确定的浸润巨噬细胞数量高度相关，证实了使用特异性示踪剂进行的活体成像可反映局部疾病活动性。一旦掌握该技术，若操作得当，可在数分钟内完成实验并完成分析。

制备步骤（包括特异性抗体示踪剂的制备）通常需要两到三天。在规划此类实验流程时，必须为抗体和动物疾病模型设置适当且可靠的对照。在完成本实验步骤后，可进一步采用其他方法（如结肠镜检查或流式细胞术）来回答更多科学问题，并对数据进行验证和定量分析。