小动物冷冻荧光断层扫描成像系统

小动物冷冻荧光断层扫描成像系统，简称CFT（Cryo-Fluorescence Tomography）。它通过捕获连续切片的二维荧光和白光图像，并且编译成三维图像，它可以对小动物整体，动物组织，人体组织等生成三维各向同性数据集;最大分辨率为20um。

相比PE， MRI ，CT等成像模式，CFT系统信号识别灵敏度较好，能够获得较细致准确的荧光信号，且分辨率可以达到20um.

与传统的体外成像相比，传统体外成像只关注小样本量，做大样本量的3D成像要求比较高，也足够复杂，也没有标准化的流程，同时满足高分辨率和高灵敏度对设备本身的要求也是比较高。

CFT成像作为体内和体外成像的最好的桥梁，既弥补了体内成像因为体内环境复杂，导致灵敏度较低，无法完全显示所有荧光信号，充分的为组织学深入研究提供多维度数据。又为下游显微镜成像做了精准的定位和补充。

以下在药物发现、肿瘤学、纳米技术和神经科学领域的研究应用

1、 药物发现

因为它可以帮助识别和表征在器官、组织、细胞和分子水平上的基本过程。CFT有助于疾病过程的知识和在临床前或临床研究设计中评估药物效应。此外，通过允许分子事件的可视化和量化，CFT是发展诊断和治疗应用的一个有价值的工具。

使用CFT，候选药物的三维生物分布和定位，如小分子、抗体药物偶联物、诊断抗体、基于肽的治疗，可以在整个样本或特定器官中可视化。CFT还可以阐明一种潜在的药物药效学数据，包括其对其靶点的亲和力和选择性，以及在动物模型中的稳定性。

2、 肿瘤学

CFT可用于研究肿瘤模型，包括微环境、肿瘤异质性、转移扩散和特异性生物标志物的表达。对于转移性肿瘤进展，CFT可以检测转移性疾病，并提供肿瘤负荷的高分辨率和扩散的3D分子数据，在可比的图像模式中通常无法可视化。并可用于评估肿瘤代谢对遗传操作、药物和癌症化疗药物的反应。一些例子包括动物模型的3D渲染，阐明了作用基因及其对行为和疾病表型的表达，如癌症。

3、 纳米科技

并通过CFT等成像方式对组织进行详细成像。例如具有免疫调节特性的纳米佐剂；纳米刀，一种几乎非侵入性的高压电抗癌方法；还有碳纳米管，一种修复受损组织的流行方法。纳米材料与荧光报告组相结合，允许用CFT可视化这些过程

与对照组肝脏归一化后，LNP-2组的tdTomato信号比LNP-1组高2倍，说明LNP-2可能比LNP-1具有更好的mRNA传递效率

4、 神经科学

CFT也可以用于研究大脑的生理学、解剖学和分子生物学。神经退行性疾病和其他病理学影响大脑的不同区域，以及负责疾病病因学的特定神经通路。这些神经通路可以用CFT来绘制。使用荧光报告基因，这些组的3D CFT图可以帮助可视化细胞跟踪、药物传递和大脑中药物的药效学。CFT可视化是不可或缺的，可以提供深入了解器官特异性的退行性疾病，以及突出几种疾病过程的有希望的动物模型，和有希望的治疗途径.

CFT数据集显示，iRFP的表达发生在椎体外。从同一样本中收集的切片在组织水平上进行成像。结果显示，iRFP在椎体外的肌肉组织中表达

5、 临床应用前景

CFT是一种定量和敏感的临床成像方法，需要研究病变组织的细胞和分子功能。CFT的浆片切片特征允许检测在不同组织深度产生的光信号。光信号可以是内源性对比，可以捕获不同组织的异质性和生物学状态，包括肿瘤，或外部显像剂或选择性地在组织或肿瘤中积累的药物。

在临床研究中，CFT提供了一个高度控制的切片环境，微米级的切片和精确的重建，使MR图像和Brock组研究的组织学之间的准确配准。组织学识别的组织MR信号的有统计学意义的差异被作为MRI和组织学体积之间相关性特异性的指标。CFT提供了精细切片和组织病理学处理的结合，可以支持其工作所需的冷冻膜带转移，这将通过重建高分辨率的三维组织学体积

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CFT作为补充成像模式，把体内成像和组织成像密切连接，数据的可视化，结构化，3D三维成像，能够很好的还原细胞和分子的功能。