小鼠肺部给药装置

我国科学家研制了一种新的气体磁共振成像仪器，不但能看清肺部的各种病灶，而且能清晰地看到肺部的吸氧能力和氧消耗等功能。这对于肿瘤发病率和死亡率均在我国排第一的肺癌的防治具有重要意义。　　7日在中科院武汉物理数学所波谱与原子分子物理国家重点实验室，病人穿好人体“马甲式”高灵敏肺部成像探头，推入核磁共振谱仪，吸入惰性气体氙，摒住呼吸约6秒钟，同时启动谱仪，之后检查结束。从电脑屏幕上就看到病人的气体磁共振影像。显示病人的左肺叶下部有一块明显的通气缺陷，这与病人先期做的CT图像显示一致。但影像的右肺叶上还显示出一些小的病变组织，这在CT图像上是没有的。　　在我国，临床上用于肺部疾病检测的影像学技术包括胸透(X光)、计算机断层扫描(CT)和正电子发射计算机断层扫描(PET)等。这些检查虽然能看到肺部的疾病情况，但不是很清晰，不能全面提供衡量肺部健康状态的重要指标，比如肺部气—气交换和气—血交换等功能指标。　　要想“点亮”肺部，就必须增强气体信号。由周欣研究员领导的团队，使用级联激光光泵的核心技术，成功研制出了氙-129气体极化装置，从而获得了比原来气体信号增强了44000多倍的气体信号。他们研制的新型“马甲式”高灵敏肺部成像探头，提高了肺部气体磁共振信号的激发均匀性和接收效率，高效并定量获得肺部氧气—二氧化碳交换、氧气—血液交换的动力学和影像学信息，使大夫不仅能看到肺部的结构变化(如纤维化等)，也能发现肺部的功能变化(如吸气能力的下降等)。　　武汉大学中南医院医学影像中心吴光耀教授说，相比传统的CT检查，新技术可以无接触、无创伤、无放射性地使肺部功能可视化，增加了医生早期诊断的的可靠性，不必非得等到肺部出现病变才能确诊。

疫情下的2020 2020年的春天，是个不同寻常的春天。在这场突发的新型冠状病毒肺炎的疫情战役中，我们每个人都成为了其中的参与者。 新冠肺炎（COVID-19）属于呼吸道疾病，是由病毒感染引起的一种肺内炎症。目前没有针对COVID-19的特效药，所有的治疗都是针对病人的症状和临床表现对症治疗，治疗方法主要是以抗病毒药物为主，包括抗病毒的中药或者西药，以提高病人的免疫力，达到治愈的目的。常用的给药方式是采用药物口服、肌肉注射或静脉给药。国内外治疗引入吸入疗法 国家卫健委最新发布的《新型冠状病毒感肺炎诊疗方案（第六版）》，抗病毒治疗法中，推荐引入雾化吸入α-干扰素作为治疗手段之一，通过刺激人体免疫细胞来增强自身免疫功能。日本感染症学会3月2日在网站发布报告称，在事先得到患者同意的情况下，对“钻石公主”号邮轮上确诊感染新冠肺炎的3位乘客使用治疗哮喘的吸入剂环索奈德。3位患者年龄均在65岁以上，在用药2天后症状得到改善，其中一名73岁的女性患者已经出院。日本感染症学会表示，患者通过吸入环索奈德药物直接到达肺部，有望抑制新冠病毒增殖引发的肺部炎症。对于肺部治疗，吸入药物优势明显，粒度控制是疗效关键 从理论和实践的结合中，我们可以发现，雾化吸入疗法，未来可能成为肺部治疗的一种趋势。雾化吸入治疗，是应用特制的吸入装置将药物以及溶剂，雾化成液体的微滴，吸入并沉积于各级气管、支气管、肺泡中，从而达到治疗疾病，改善患者的临床症状，湿化气道，稀释气道分泌物作用的一种治疗方法。该治疗方法是一种方便的局部给药的方式，与其他全身给药方式相比，药物以微滴的形式输送至呼吸道，具有副作用小，起效迅速等优势。肺部作为活性药物成分的沉积位置，往往使用更低的药物剂量即能迅速达到良好的疗效。雾化吸入治疗，药物在肺部沉积的区域主要取决于吸入气雾剂中颗粒（液滴）的空气动力学粒径分布。颗粒的粒径分布须能达到设计要求，从而使药物能有效地沉积在肺部的目标靶位。一般认为粒径0.5~7μm的药物微粒才能到达肺部发挥药效，其中大多数应在5μm以下，以确保药物能有效沉积到肺部起效。如下图： 目前吸入制剂粒径分布测量方法主要有多级撞击器和激光衍射法两种，因激光衍射法具有测量速度快、粒级分级多，且实验操作简便等优势，是雾化吸入制剂研发和生产过程中进行快速的装置筛选、处方研究和质量控制的理想方法。德国新帕泰克HELOS&INHALER激光粒度仪在吸入领域的应用 德国新帕泰克HELOS-INHALER激光衍射粒度仪，专门针对干粉吸入剂DPI、定量吸入气雾剂MDI、雾化吸入溶液Nebulizer、柔雾剂Soft mist和喷雾器分析开发的粒径分析仪，能够实现在0.25-1750微米范围内的粒度测量。采用新帕泰克专业的人工喉管以及泵系统完美连接，确保吸入测试条件符合要求，并且通过适配器可与各种不同的吸入装置适配，广泛应用于气雾剂装置的开发与评估、处方研究的粒度分析等。HELOS-INHALER气雾激光粒度仪示例1：输出特性分析 | DPI吸入过程中粒径的动态变化，0.4秒后，活性成分API不再释放（红色曲线）示例2：局部作用吸入剂的粒度分析 | 支气管粒径分布结构清楚地将吸入剂的API与载体乳糖区分开。 API约占药物体积的25％，平均粒径为4 μm。示例3：全身作用吸入剂的粒度分析 | 细支气管API成分约占吸入药物体积含量的15%， API的平均粒径约为2.5 μm， 这样可以使药物更深地渗透到呼吸道，直至细支气管。德国新帕泰克HELOS-INHALER，是气雾剂装置的开发与评估、处方研究，医药DPI、MDI以及Nebulizer的粒度分析等好帮手！

“这样的装备，我们太需要了，能否赶紧安装到金银潭医院来？”新冠疫情中，患者感染最多发的部位就是肺部，把肺部交换功能病变看清楚，对于病毒致肺生理损伤机制研究和临床治疗非常重要。2020年2月，正是武汉阻击新冠疫情最关键的时期，时任武汉市金银潭医院院长的张定宇得知中国科学院精密测量科学与技术创新研究院（以下简称精密测量院）研制出“人体肺部多核磁共振成像系统”后，当即提出需求。“全力支持！一台不够就想办法再多调几台过去！”收到精密测量院转达的来自武汉战“疫”最前线的请援，中国科学院党组果断指示。中国科学院研究团队主导研发的这款国产高端医疗设备，在抗疫最前线发挥了重要作用。但很多人不知道的是，为了这台能够“点亮”肺部的设备，相关科研团队苦心研究了十多年。人体肺部多核磁共振成像系统外观图。“缉凶”肺是人体的重要器官，肺部疾病严重威胁人民生命健康。权威机构统计，近年来肺癌位居我国恶性肿瘤发病率和死亡率首位。提高对肺部疾病的检测技术水平，及时对肺部疾病进行筛查，开展“肺里缉凶”，是事关人民生命健康的大事。肺部常规影像学检测手段包括胸透和CT（计算机断层扫描）等，但这些技术都有电离辐射，并且无法实现肺部通气、气血交换功能定量检测。临床常用的磁共振成像虽然无电离辐射，但无法对肺部空腔进行成像。简单理解，传统的临床影像检测设备虽能看到明显的肿瘤等病灶，但难以探测肺部疾病早期气血交换功能和微结构的变化，在常规磁共振成像中，肺部往往是一个无法看清的“黑洞”。“如果我们能研制出一套更精密的设备‘点亮’肺部，就能提高对肺部疾病的检测技术水平，有望实现肺部疾病早发现、早诊断、早治疗，挽救千千万万的生命！”十多年前，正是怀揣这份朴素的想法，精密测量院的科研人员开启了这项研究。项目牵头人周欣彼时刚从美国访学归来，对这项前沿设备研发工作满怀憧憬。周欣读博期间开展超灵敏磁共振研究。当时能够“点亮”肺部的高端临床成像仪器，不仅中国没有，国际上也没有。但是，这并不意味着中国科学家不能做出来。周欣告诉记者，这不是个人血性使然，而是国家需求的召唤；不是一腔孤勇，而是站在巨人肩头的使命担当——中国科学院武汉物理与数学研究所（精密测量院前身之一，以下简称武汉物数所）的核磁共振学科有半个多世纪的历史，经过中国科学院院士叶朝辉、刘买利等众多科学家的不懈努力，使中国在该学科领域走在了国际前沿。2013年，周欣作为首席科学家，在武汉牵头启动国家自然科学基金委国家重大科研仪器设备研制专项“用于人体肺部重大疾病研究的磁共振成像仪器系统研制”，开启了艰难攻关。周欣（左二）团队开展实验。“点亮”“缉凶”的关键在于“点亮”肺部“黑洞”。至于如何“点亮”肺部，研究团队一早就确立了基本的研发思路——先寻找一种安全无毒、可吸入的气体作为磁共振的信号源，再想办法将这种信号增强到仪器可以清晰接收的程度，最终让仪器“看清”肺部“黑洞”里的各个位置。思路看似简单，但要将其变成现实却不是件容易的事。起初，团队根据核磁共振信号衰减时长来寻找气体。他们从安全无毒的稀有气体中，筛选出磁共振信号衰减时间较长的氦-3和氙-129两种元素。但他们很快就注意到，氦-3成本昂贵且不溶于血液，不能满足肺部气血交换功能的应用需求，而氙-129具有良好的生物惰性、脂溶性和化学位移敏感性，在肺部功能探测方面具有十分独特的优势。最终，团队选定氙-129气体为肺部造影剂。有了造影剂，接下来要解决的问题就是增强氙-129的磁共振信号，让氙气“显影”。精密测量院磁共振中心工程师谢军帅将这段研究历程称为“坐‘冷板凳’的日子”。“临床磁共振成像信号来源于人体中的水质子，肺部是空腔组织，其水质子的密度仅为正常组织的千分之一，如何实现肺部空腔气体成像是困扰研究人员的一大难题。大家虽然不清楚何时能够研制成功，但都有一个共同的信念——做科研不能急，不求一鸣惊人，只求一战到底！”谢军帅说。在各方支持下，研究团队取得了一系列突破。他们摸索出超极化技术，通过激光增强技术把激光角动量转移至碱金属原子电子，再由电子通过相互作用转移至稀有气体氙原子核上，将氙气体信号显著增强，解决了肺部空腔气体成像难题。他们研发的医用氙气体发生器，在无创情况下有效解决了CT等临床常规影像存在电离辐射的难题，让肺部气体磁共振成像从“不可看”变为“可看”，截至2019年底，已将磁共振信号增强7万倍。他们研制的可穿戴式人体肺部多核磁共振成像探头和升降频多通道射频装置，实现了从“看清”到“好看”的飞跃。他们提出变采样率加速模式和多b值磁共振弥散加权成像图像联合重建方法，实现快速且高质量的图像采集与重建，大大缩短了采样时间。他们采用特殊的k空间采样轨迹填充技术和多呼吸采样策略，显著提高了氙磁共振图像的空间分辨率和时间分辨率……在各项创新技术、装备的基础上，团队研发出“人体肺部多核磁共振成像系统”。该系统由医用氙气体发生器和多核磁共振成像系统两大核心装置组成，实现了临床单核向多核磁共振成像系统的拓展，填补了临床肺部气体交换功能无创可视化评估的空白，开辟了我国临床多核磁共振成像新领域，处于国际领跑地位。这是全球首台气体肺部磁共振成像装备。肺部患者只要吸一口氙气，3.5秒后就能得到一幅人体肺部磁共振3D影像。影像中，气体抵达肺部的位置清晰可见，患者的肺部微结构、气体交换功能情况等一目了然。中国科学院团队研发的“人体肺部多核磁共振成像系统”，有效解决了肺部结构和功能的无损、定量、可视化检测技术背后的科学难题，让肺部疾病“杀手”无处隐藏。同时，这一成果是我国高端医疗装备领域少有的原始创新，实现了自主可控。逆行“人体肺部多核磁共振成像系统”的临床应用，比周欣预想的要快一些。2020年1月22日，周欣正在北京推进医疗器械注册事宜，得知武汉疫情加重的消息后，他坐不住了。当天晚上，周欣就从中国科学院机关搭上出租车，火急火燎地赶往机场。出租车司机听说他要赶回武汉给医院装肺部成像检测设备，一路狂飙，连车费也不要。“这时候还赶回武汉，我不能收你车费。”司机的话令周欣颇为感动。团队其他研究人员也不约而同地从外地往武汉赶。大家都预感一场大仗要开始了，作为“国家队”“国家人”，中国科学院的科研人员不能退缩！即将结婚的团队成员李海东悄悄给家人留下一封信后，连夜从河南自驾赶回武汉。他说：“我们不能不回去，因为我们的设备正是派上用场的时候，我们需要教会医护人员怎么用。”武汉全城封闭，设备该如何运输？他们就打报告申请把设备及时运送到医院。设备运行需要的氙气没有了又该怎么办？周欣决定自己开车，把座椅放倒，拉上气瓶，和团队成员一起赶往医院。这辆小车，从位于武昌的精密测量院出发，经过武汉长江大桥，在昔日车水马龙、灯火辉煌的路上，孤独而坚定地前行。很快，在张定宇的支持下，团队将研制出的“人体肺部多核磁共振成像系统”安装在武汉市金银潭医院，在全球率先开展新冠患者肺功能临床评估，同期还将设备应用于武汉同济医院等抗疫一线，共计对3000余人次的新冠患者进行了肺部微结构和功能的全面评估。人体肺部多核磁共振成像系统支持武汉战“疫”。在医院里，团队成员每天穿着防护服工作十六七个小时，皮肤因汗水、酒精刺激出现红肿，并且反复出现过敏症状……他们的努力没有白费。通过研究，他们在国际上率先发现，普通症出院患者肺部CT影像和吹气肺功能参数虽无异常，但其肺部多核磁共振成像设备影像显示通气功能有轻微损伤、气血交换功能明显受损，大部分普通症出院患者的通气和气血交换功能在第六个月随访时有进程性改善。该成果在《科学》子刊发表，并得到国际同行的高度关注。周欣还应美国约翰斯霍普金斯大学医学院邀请，作线上学术报告。英国牛津大学等机构也跟进开展相关研究，他们指出：“气体磁共振成像技术能够精确定位肺部生理受损部位。”领跑国产高端磁共振装备在疫情中的出色表现并非偶然，从研制伊始，周欣团队就聚焦服务人民生命健康的目标，以应用为导向，不断推动装备从实验室走向社会。2018年4月，精密测量院与相关企业共同成立科技转化公司，负责“人体肺部多核磁共振成像系统”产业化，预计市场规模可达百亿元以上。经过不懈努力，周欣团队研制出的“人体肺部多核磁共振成像系统”在全球率先获得同类医疗器械注册证并开展临床应用，成为全球首个可用于气体成像的临床多核磁共振成像产品。值得一提的是，“人体肺部多核磁共振成像系统”的联合产业化单位——联影集团的领导人薛敏，也是当年在武汉物数所读研的年轻人之一。上世纪80年代，薛敏在武汉物数所获得硕士学位。面对全球医学影像设备被GPS（GE、Philips、Siemens）三家跨国企业垄断的局面，薛敏41岁开始在深圳创业。近些年，他带领企业与精密测量院等研究机构合作，在多项医疗设备上填补了国内空白。中国科学院研究团队主导研制的“人体肺部多核磁共振成像系统”已在中国人民解放军总医院、上海长征医院、武汉金银潭医院、武汉大学中南医院等全国十余家三甲医院和科研单位开展临床应用研究。人体肺部多核磁共振成像系统进入临床应用。精密测量院供图经过优化改进，2024年2月，周欣团队攻克了肺部成像快速采样技术，将采样时间进一步缩短至3.5秒，同时使图像分辨率进一步提高，更好地为无法长时间屏气的肺部疾病患者服务。这也使得自主研发的“人体肺部多核磁共振成像系统”越来越易用、好用。目前，中国科学院和湖北省正支持精密测量院与华中科技大学共建生物医学影像重大科技基础设施。该项目建成后，将为我国生物医学基础研究以及高端生命科学仪器与医学影像装备的研制、应用提供更先进的实验条件，提升生物医学前沿和健康领域开展原创性研究的能力。如今，周欣常常回想起中国科学院武汉分院时任院长叶朝辉在给研究生上专业课时讲的一句话：“国产高端医疗设备一定要做出来！”当时，高端医疗设备被西方跨国企业垄断，仪器采购价格、维修成本高昂，患者就医成本极高。而随着“人体肺部多核磁共振成像系统”的应用与推广，这句话已经兑现。2024年6月，“多核磁共振成像（MRI）装备研制”项目荣获国家技术发明奖二等奖。短暂的激动后，周欣更感重任在肩，他盼望着“点亮”肺部的多核磁共振成像系统尽早走进全国各地的医院，成为老百姓检查单上“看得懂”“用得上”“用得起”的检查工具，为解决肺部疾病诊治难题提供中国智慧。

1月4日，《中国科学报》记者从湖北省科技厅和中科院精密测量院了解到，由湖北省整合资源，中科院精密测量院等单位研制的新一代高端磁共振装备——“医用氙气体发生器”获批二类医疗器械注册。据悉，这是全球首个获批的人体多核磁共振成像系统核心装置的医疗器械注册证。高端磁共振装备是临床诊断和生命科学研究的利器，作为医疗器械行业中技术壁垒最高的细分市场，国产化程度也最低。目前我国国产磁共振设备主要占据中低端市场，高端设备国产化率不足5%，这成为医疗领域“看病贵、看病难”的重要原因。中科院精密测量院历时十余年，自主研制的人体肺部气体磁共振成像装备，实现了1H、129Xe的多核成像，获得了世界上首幅增强5万倍以上的人体肺部气体磁共振成像图，成功“点亮肺部”。相关成果入选国家“十三五”科技创新成就展，作为国家杰青25周年13项代表性成果之一进京展出。该装备具有完全自主知识产权，其核心装置之一“医用氙气体发生器”获批二类医疗器械注册证，成为全球首个获批的该类产品；另一核心装置通过国家药监局创新医疗器械特别审批程序，有望年内获批三类医疗器械注册证。中科院精密测量院与联影集团联合研制出我国首台超高场9.4T动物磁共振成像系统，多项核心参数首次冲破“天花板”，实现我国高场动物MRI从“0”到“1”的突破。该装备以超高场强精准高清呈现组织结构与功能信息，是疫苗研制、新药研发、脑科学与类脑研究等重大生命科学研究任务必不可少的先进装备。其自主可控，将助力我国重大疾病病理研究、新药研发产业发展。据悉，中科院精密测量院周欣团队在启动这项研究时，美国、英国、加拿大等国已提前起跑，但现在我国这项技术成果已领先全球。

近日，由中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研发的创新医疗器械——磁共振成像系统获国家药品监督管理局批准上市。这是当前全球首台获批的可用于气体成像的临床多核磁共振成像系统，解决了临床无创无辐射精准检测肺部疾病的难题。目前临床上常用的肺部影像检查设备X光机、CT和PET等都存在电离辐射；磁共振检测设备无电离辐射，但无法对肺部空腔进行成像。此次获批的多核磁共振成像系统和2020年获批的医用氙气体发生器联用解决了上述难题，实现了肺部结构和功能的无侵入、无辐射检测、定量可视化评价，为肺部疾病的早期筛查和治疗评估提供了新仪器和新方法。精密测量院超灵敏磁共振团队历经十余年攻关，在气体磁共振信号增强的超极化技术、超快肺部气体磁共振成像技术、人体多核磁共振成像技术等方面实现全面突破。团队研发的人体肺部气体多核磁共振成像系统由“医用氙气体发生器”（型号：verImagin VIP510）和“人体多核磁共振成像系统”（型号：uMR 780(Xe)）两大核心装置组成，有效解决了肺部检测中气体密度低导致磁共振成像信号极弱的难题，实现了临床单核向多核磁共振成像系统的拓展，使肺部空腔影像诊断由“不可看”到“看得清”。该研究得到国家自然科学基金委国家重大科研仪器设备研制专项（部委推荐）、中国科学院科研仪器设备研制项目和成果转移转化重点专项（弘光专项）等的接续支持。2020年9月，核心装备“医用氙气体发生器”获得全球首个同类医疗器械注册证；2023年8月16日，多核磁共振成像系统获批上市，成为全球首个可用于气体成像的临床多核磁共振成像产品。目前，该系统已在北京、上海、武汉等地10余家三甲医院及科研单位开展临床应用研究。

肺，作为呼吸和免疫防御的关键战场，在体外建立模拟感染和炎症反应的仿生肺模型一直是生物医学研究人员面临的一项重要但具有挑战性的任务。 长久以来，二维细胞培养模型为我们提供了肺上皮研究的初步平台，然而，这些模型却难以捕捉到肺部复杂多变的三维结构和免疫互动的丰富性。动物模型虽然有三维结构，但与人类肺组织的结构差异增加了制备过程的难度。直接培养人体组织则有免疫细胞丢失、体外维持时间不足等问题。 东南大学团队2023年1月在《Biosensors and Bioelectronics》（影响因子：12.6）期刊上发表了题为“A storm in a teacup -- A biomimetic lung microphysiological system in conjunction with a deep-learning algorithm to monitor lung pathological and inflammatory reactions”的文章（第一作者：东南大学青年至善学者、艾玮得生物CTO陈早早副教授，通讯作者：巢杰教授，浦跃朴教授和顾忠泽教授），介绍了体外肺微生理系统模型的构建方法与应用。该模型不仅在芯片上建立了肺泡-支气管复杂器官模型，而且在模型中引入了多种免疫细胞，增强了模型的仿真性，可以在模型上模拟肺脏病理和炎症级联反应，再现气溶胶微滴在肺中的传播，研究阻断病原传播的方法。该模型对于评价肺泡和支气管的通透性、粘液分泌、炎症反应等功能、开展高风险传染性肺疾病研究有重要作用。 体外肺微生理系统的设计与构建研究人员选择了多种肺上皮细胞系，如BEAS-2B（支气管上皮细胞）、NCI-H441（2型肺泡上皮细胞）、A549和Calu-3，人单核细胞系（THP-1）和人内皮细胞系（HUVEC），并将它们接种到膜式芯片上。芯片由支气管和肺泡腔组成，每个腔室由多孔膜分割为上下两个独立空间，上层接种肺上皮或支气管上皮细胞，下层接种肺血管内皮细胞，这些细胞在芯片内形成了致密的上皮层，模拟了肺部的自然结构。芯片使用多通道流控系统进行液体灌注。B)肺mps的典型构建时间C)上皮和内皮形态分析(I)肺- mps transwell样膜上的肺上皮(BEAS2b)和内皮(HUVEC)示意图。(II)肺- mps的冷冻切片和H&E染色显示在低(上)和高(下)放大下膜两侧存在上皮和内皮(第5天)(III)扫描电镜(SEM)图像显示内皮和上皮在膜上生长(第5天)(IV)芯片腔内内皮和上皮的活/死染色，显示肺- mps细胞的高活力(第7天) 肺微生理系统芯片的应用 1 在肺微生理系统芯片上模拟炎症级联反应巨噬细胞受免疫原性物质如PAMP和DAMP激活，进而分泌炎症因子、活化内皮细胞，造成更多单核细胞粘附并聚集于内皮层，引发炎症级联反应，而炎症级联反应通常用来描述炎症反应的放大。 为了模拟肺炎症反应，研究人员构建了一套器官芯片流路灌注系统，将肺微生理系统先后用组织定居巨噬细胞和循环单核细胞进行灌注，并用脂多糖（LPS）处理模型上腔，激活巨噬细胞，诱发炎症反应。通过连续观测芯片中流动的单核细胞，可以观察到LPS刺激后内皮细胞层有大量单核细胞粘附。炎症因子（如TNF-α、IL-6、MCP1）、跨上皮电阻（TEER）值、肺泡腔粘液分泌等指标的变化也证明了模型的炎症状态。肺器官芯片模拟早期炎症反应A)巨噬细胞在上皮上的播种B)灌注过程中LPS (10 μg/ml)对内皮细胞附着的单核细胞的影响C)在经LPS预处理的肺mps中，红色箭头表示内皮上原有的单核细胞，绿色箭头表示新的单核细胞附着D)扫描电镜图像显示单核细胞附着在内皮与不处理LPSE)肺- mps w/或w/o LPS组内皮上单核细胞粘附的定量比较 2肺微生理系统芯片上用于液滴与空气传播疾病的研究飞沫通过说话、呼吸和咳嗽传播是空气传播疾病的典型传播方式。为了构建能够模拟液滴扩散的体外模型，研究人员设计了一个全面的集成系统，整合了传播链上游的肺器官芯片、雾化器、防护口罩、下游的肺器官芯片以及泵和辅助设备。上游肺芯片肺泡室内的培养液通过雾化器产生液滴或气溶胶，经泵导入下游肺芯片。 在佩戴外科口罩与不戴口罩的情况下，追踪上游形成的色素微滴和荧光微珠扩散至下游介质的情况。结果显示，佩戴口罩能将两者的传播数量减少至5%以下，证明了防护口罩的预防效果。用这一系统也可以观察到伪病毒从病毒感染的上游肺器官向下游的传播，而口罩几乎完全阻止了伪病毒的感染。A）模拟液滴在人体肺部之间扩散的肺器官芯片集成系统B)肺器官芯片流路灌注系统，包括:两个控制系统口罩阻断伪病毒传播。 在空气传播的感染性疾病尤其是呼吸系统疾病领域，构建一个能够全面反映肺部感染和炎症反应的仿生模型，不仅需要技术的革新，更需要对生命本质的深刻理解和对病理过程的精准把握。体外肺器官芯片模型的研究与构建，使得仿生肺模型更加完整，更能模拟真实世界的人体组织内的复杂情况，致力于填补现有科学技术的空缺。 文献索引：Chen Z, Huang J, Zhang J, Xu Z, Li Q, Ouyang J, et al. A storm in a teacup -- A biomimetic lung microphysiological system in conjunction with a deep-learning algorithm to monitor lung pathological and inflammatory reactions. Biosens Bioelectron. 2023 Jan 1 219:114772. doi: 10.1016/j.bios.2022.114772. PMID: 36272347 江苏艾玮得生物科技有限公司（AVATARGET）是一家专注于提供人体器官芯片产品与解决方案的创新型科技公司，致力于器官芯片、智能装备及生物试剂等产品和服务的研发生产，构建器官芯片全产业链生态体系，创新突破传统动物模型与2D细胞模型的限制，解决种属差异难题、实现体外模型3D动态培养，构建高仿真的人体微环境、提高实验数据的准确性，为肿瘤精准诊疗、疾病建模、药物筛选、药物评价、化妆品评价、再生医学研究、航天医学研究等领域用户提供精准高效的产品与解决方案。 本期文献提及的肺器官芯片与肺器官芯片流路灌注系统已在艾玮得生物实现量产转化。单腔膜式芯片可用于构建体外肺模型、肠道模型、肝脏模型、皮肤模型、肾脏模型与血脑屏障模型。高通量膜式屏障芯片可用于构建体外肺模型、肠道模型、肝脏模型、皮肤模型、肾脏模型、血脑屏障模型与免疫共培养模型。器官芯片流路控制系统可实现细胞空间结构排布，模拟细胞生长的流体环境和气体-液体界面环境，实现自动化培养，节省人力，减少误差和人为操作失误，并大大降低实验的复杂性。 欢迎咨询详情：电话：0512-65367666邮箱：bd@avatarget.com.cn

【招商赞助中】iCCA2023 第六届细胞分析网络会议 全日程公布！(点击查看）填补我国肺部气体MRI关键技术空白近日，国家药品监督管理局批准了武汉中科极化医疗科技有限公司生产的磁共振成像系统创新产品注册申请。该产品由磁体、检查床、谱仪、梯度功率放大器、射频功率放大器、氙射频功率放大器、配电系统、生理信号门控单元等组成，拥有自主知识产权。该产品在常规磁共振成像系统基础上增加氙核成像功能，可使气体无侵入、无辐射地在肺部分布，为我国首款可用于肺部气体成像的磁共振成像系统。药品监督管理部门将加强该产品上市后监管，保护患者用械安全。据报道，此前，肺部气体磁共振关键技术一直为美国、英国、加拿大独立掌握，我国长期处于空白。因此，本次中科极化原研产品获批上市，无疑标志我国在肺部气体磁共振技术领域已经走上国际水平，更是我国高端医疗设备领域的又一重大飞跃。中科极化科研团队创新选择惰性气体——氙气作为造影剂（129Xe）。据了解，氙气具有良好的生化惰性、脂溶性和化学位移敏感性，可以溶解在肺部血液和组织内并产生不同的磁共振信号，十分利于肺部气血交换功能探测。关于中科极化武汉中科极化医疗科技有限公司由中科院武汉物理与数学研究所、“中国民营企业500强”横店集团控股有限公司及国内高端影像装备制造商上海联影医疗科技有限公司于2018年4月份共同发起成立，是一家集高端医疗器械研发生产销售于一体的高新技术企业。公司核心产品为“人体肺部气体磁共振成像系统”，其核心技术主要来源于中科院武汉物理与数学研究所研究员领导的超灵敏磁共振成像团队，样机在国家重大科学仪器研制专项的支持下，历经5年科研攻关首次在国内研制成功，拥有核心技术专利40余项。与基于X射线等常规影像手段相比，磁共振成像（MRI）具有无辐射、无侵入性的独特优势，但肺部为传统MRI唯一探测“盲区”。本公司产品创新性使用超极化气体作为造影剂，成功“点亮肺部“，获得了我国首幅人体肺部气体磁共振影像图。该技术不仅能无损、无辐射探测人体肺部结构信息，还能定量、可视化的探测肺部气血交换及气气交换的功能信息，是一种全新的肺部影像探测手段，对肺癌、慢阻肺等肺部疾病的早发现、早诊断、早治疗具有重大临床意义。【招商赞助中】iCCA2023 第六届细胞分析网络会议 全日程公布！(点击查看）

据《科学进展》杂志2日在线报道，美国莱斯大学的生物工程师表示，他们使用针头大小的可植入“药物工厂”持续提供高剂量白细胞介素-2，在短短6天内根除了小鼠体内的晚期卵巢癌和结直肠癌。该疗法或在今年晚些时候开始人体临床试验。白细胞介素-2是一种可激活白细胞以对抗癌症的天然化合物。试验使用的药珠可通过微创手术植入，每个都含有可产生白细胞介素-2的细胞，这些细胞被包裹在保护壳中。莱斯大学生物工程助理教授奥米德魏瑟的实验室研发了这种治疗方法。他说，人体临床试验最早可能在今年秋天开始。该团队只选择了已证明可安全用于人体的成分，并在多项测试中证明了新疗法的安全性。魏瑟说：“我们只给一次药，但‘药物工厂’每天都在生产药物，直到癌症被消除。一旦确定了正确的剂量，即需要多少家‘药物工厂’，我们就能够根除全部的卵巢癌和7/8的结肠直肠癌。”在新发表的研究中，研究人员将产生药物的珠子植入在肿瘤旁边和腹膜内，腹膜是一种支持肠道、卵巢和其他腹部器官的囊状内层，植入的白细胞介素-2集中在肿瘤内，并限制在其他地方暴露。该研究合著者、美国MD安德森癌症中心妇科肿瘤学和生殖医学教授埃米尔贾再瑞博士说：“免疫治疗领域的一个主要挑战是增加肿瘤炎症和抗肿瘤免疫，同时避免细胞因子和其他促炎药物的全身副作用。在这项研究中，我们证明了‘药物工厂’可在几种小鼠模型中进行可调节的白细胞介素-2局部给药和根除肿瘤。”白细胞介素-2是一种细胞因子，一种免疫系统用来识别和对抗疾病的蛋白质。这是一种FDA批准的癌症治疗方法，但研究人员表示，与现有的白细胞介素-2治疗方案相比，“药物工厂”引发了更强的免疫反应，因为药珠直接提供更高浓度的蛋白质到肿瘤。研究人员称：“如果你通过静脉注射泵给予相同浓度的蛋白质，那将是剧毒的。而对于‘药物工厂’，我们在远离肿瘤部位的身体其他部位观察到的浓度，实际上低于患者在接受静脉注射治疗时必须承受的浓度，高浓度仅处于肿瘤部位。”药珠的外壳保护其产生细胞因子的细胞免受免疫攻击。外壳由被免疫系统识别为异物但不视为直接威胁的材料制成。研究团队发现，异物反应在30天内“安全而有力”地关闭了胶囊中细胞因子的流动。如果有必要，可进行第二个疗程。总编辑圈点“药物工厂”可放置在肿瘤旁边，围绕在这些器官和大多数其他器官的内膜内。如果医生需要不同的细胞因子来靶向特定形式的癌症，还可在药珠上装载工程细胞，制造相关免疫治疗的化合物。更值得欣喜的是，这一方法未来将不局限于文中的两种癌症，也可用于治疗胰腺癌、肝癌、肺癌和其他器官的癌症。

空气污染究竟是否会加重呼吸系统病毒感染？现在，中国科学家发现，答案是肯定的。中国科学院生态环境研究中心（以下简称生态中心）刘思金研究员团队与中国科学院微生物研究所（以下简称微生物所）方敏研究员等合作，发现大气细颗粒物可以打破流感病毒本身在动物体内散播方式，像“特洛伊木马”一样将病毒运送到细胞中，同时让病毒更容易进入肺脏深部，甚至进入肝脏、脾脏和肾脏等肺外器官。相关研究近日发表于《科学进展》(Science Advances) 期刊。“我们的研究详细阐释了空气污染如何影响呼吸道感染，说明了考虑空气质量管理和减少空气污染政策的紧迫性。”论文共同通讯作者刘思金对《中国科学报》说。诞生在校车上的合作2020年9月里的一天，担任环境化学与生态毒理学国家重点实验室副主任的刘思金像往常一样搭乘校车从研究所前往中国科学院大学雁栖湖校区给研究生上课。这段一个多小时的教学之旅，他喜欢在车上和邻座的老师学生们聊聊感兴趣的研究。这一次，刘思金遇到了方敏，交流中，他们发现了共同感兴趣的话题：空气污染与呼吸系统感染性疾病。近年来，越来越多的研究表明，PM2.5等大气颗粒物可以吸附携带多种病原微生物，但它们是否会增加人群的疾病风险及其相关机制并不清楚。刘思金团队主要开展大气细颗粒物暴露的健康危害研究，特别关注颗粒物诱发机体损伤效应的过程和机制；方敏团队主要从事病原微生物感染和免疫、病原与宿主互作的研究，在流感病毒的致病机理研究方面做了大量的工作。这让他们对大气细颗粒物如何影响呼吸系统病毒感染这个长期未解答的跨学科问题都十分感兴趣。两人越聊越投机，短短的旅途上，初步的合作意向已经达成。随后，两个团队合作申请了国家自然科学基金委的面上项目，以及原创性探索项目。他们开始以流感病毒为研究对象，着手研究大气细颗粒物与病毒感染之间的关系与机制。“之所以选择流感病毒，是因为流感病毒是造成呼吸系统感染的重要病原之一，并且可以在微生物所的生物安全二级实验室进行操作。我们也在小鼠流感病毒感染模型的建立方面积累了一些技术方法和实操经验。”论文共同通讯作者方敏对《中国科学报》说。细颗粒化身“特洛伊木马”流行病学研究表明，当空气污染严重时，人类呼吸道病毒传播似乎也会增加。空气中细颗粒与病毒究竟如何协作？合作团队选择了四种具有不同来源和组成的颗粒物来验证其与病毒之间的相互作用，包括大气环境中采集的PM2.5、以二氧化硅为主要成分的粉尘颗粒、通过生物质燃烧形成的生物炭颗粒以及由化石燃料燃烧产生的碳黑颗粒。“大气中的病毒不是纯粹自由态存在的，它往往是有载体的。我们发现，细颗粒物就可以作为一个载体，它们可以像‘特洛伊木马’一样将病毒运送到细胞中。”刘思金比喻说。值得注意的是，研究者发现，细颗粒物与病毒的相互作用在很大程度上依赖于其物理化学性质。例如PM2.5比其他三种细颗粒物吸附的病毒要多得多，因为它具有较高的表面积和孔隙率等特性。生物炭的病毒载量紧随其后。那么，装载在细颗粒物上的病毒是否可以感染呢？研究者通过经典的血凝素实验对细颗粒物与病毒的复合物进行了检验。“血凝素（HA）是流感病毒表面的一种糖蛋白，它能够与多种禽类和哺乳动物红细胞上的血凝素受体结合，引起红细胞凝集。”方敏介绍，研究发现细颗粒物与病毒复合物的凝聚能力是纯病毒的70%~90%，其活性在培养4小时后保持不变，这说明被吸附或者沉积在颗粒物上的病毒仍然具有较高的感染活性。针对搭载“特洛伊木马”的病毒被机体吸入后产生的损伤效应，合作团队发现所有的细颗粒物都能在不同的程度上增强病毒对细胞的感染并促进了病毒的出芽和释放。更为重要的是，小鼠实验发现颗粒物可以运载病毒进入肺脏深部，并且突破气血屏障，到达肝脏、脾脏和肾脏等肺外器官，导致小鼠产生更严重的损伤效应，包括全身性炎症、局部组织损伤和体重减轻等。“由于颗粒物的载体作用，改变了流感病毒在呼吸道的分布，并运载病毒到达肺外器官。与单独的病毒相比，复合体由于颗粒性质更容易被细胞摄取，这个过程可以不依赖病毒特异性受体。另外，颗粒物可以通过脂筏促进子代病毒出芽释放，导致病毒的整个感染过程被重排和加速了。”方敏解释说。红细胞上的流感颗粒（蓝色；人工着色），可搭载细颗粒进入细胞图片来自：NIBSC / SPL/Nature“摸着石头过河”《自然》（Nature）对这项研究进行了专文报道，认为该研究“有助于解释为什么空气污染严重时流感病毒感染更加严重”。“我们的研究为空气污染对呼吸道感染的影响提供了详细的见解，也表明了考虑空气质量管理和进一步减少空气污染政策的紧迫性。”刘思金说。刘思金课题组成员、论文第一作者董政告诉《中国科学报》，该研究从2020年9月开始，到现在花费了将近三年时间。由于研究中涉及到环境化学、病毒学以及免疫学等跨学科知识和技术方法，很多实验思路和方法都需要“摸着石头过河”，才能逐步建立。董政说，“做研究有趣的地方正在于克服一个又一个难题后的喜悦感。”不过，研究者表示，这项研究也有一定的局限性，如实验室模拟与真实的环境条件可能存在差别，同时实验动物与人体存在很大的差别，单纯动物实验得到的结论不能完全外推到人体，接下来仍需要更多的研究对此进行深入探索。空气中的细颗粒，如PM2.5、灰尘、生物炭和碳黑，可吸附不同数量的病毒，形成传染性的细颗粒-病毒复合物。复合物通过非病毒受体依赖的途径感染宿主细胞，引导病毒的内化和出芽。不同的细颗粒负载的病毒沿着呼吸道分布在不同的位置，并运输到更远处的肺外器官图片来源：受访对象

p 　　每逢雾霾天气，很多人会感觉不适，患有慢阻肺、哮喘、肺心病等呼吸系统疾病的患者尤其如此。雾霾对人体健康有何损害?如何防治雾霾可能造成的不良后果?这些都是市民普遍关心的问题，学术界也一直在为此努力开展研究工作。近日，有好消息传来，中日友好医院张洪春教授等专家团队进行的PM2.5致肺损伤研究取得了一定进展。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 雾霾易导致呼吸系统疾病症状加重 /span /strong /p p 　　雾霾对人体产生的不良影响是如何产生的?具体表现又如何呢? /p p 　　中日友好医院张洪春教授表示，雾霾影响人体健康主要是因为雾霾本身的毒性以及雾霾表面黏附的有毒物质，由于雾霾中有许多微小的有害颗粒物，它们可以随呼吸进入人体，这些有毒颗粒是进入到呼吸道，有些更小的颗粒物可以进入到肺泡，甚至可以透过肺泡进入血液。颗粒物可使机体氧化-抗氧化系统失衡，进而引起肺组织损伤 也可启动氧化应激反应，使机体局部释放大量炎性介质导致炎性损伤。因此，雾霾最容易损害的就是人体的呼吸系统。相关调查表明：近年来，我国呼吸系统疾病的特点也由原来的以流感、肺部感染、肺结核等感染性疾病为主，逐渐向非感染性疾病转变，尤其是以支气管哮喘、慢阻肺等慢性肺系病为主。因此也可以说，呼吸系统疾病和雾霾等环境问题关系密切。 /p p 　　在雾霾对呼吸系统疾病影响的表现方面，张洪春教授表示，由于呼吸系统疾病通常都是日积月累渐进的结果，因此雾霾对呼吸系统的影响也是一个缓慢的过程，通常表现为使原发疾病症状加重，或导致原发疾病的急性发作。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 防治PM2.5所致肺损伤可从中医药角度切入 /span /strong /p p 　　如何从医疗角度有效减少雾霾侵害，一直是学术界争相研究的课题，中日友好医院张洪春教授也从中医角度进行了这一课题的研究。张洪春教授表示，中医治疗最大的优势是未病先治、既病防变，在防治PM2.5所致肺损伤方面，中医采用扶正祛邪的治疗原则，一是要扶助正气，增强机体免疫力，二是要祛邪，抵御外邪、驱邪外出，提高人体免疫力以及适应能力，防止疾病的发生及进一步加重。 /p p 　　同时，张洪春教授还表示，我们开展了固本止咳中药对COPD模型小鼠气道功能及局部黏膜状态影响研究，发现固本止咳中药可降低分泌性免疫球蛋白(sIgA)的分泌，改善小鼠气道的炎性反应。考虑固本止咳类中药可调整呼吸道黏粘膜免疫状态，控制局部气道炎性反应，进而减轻气道壁的损伤和修复过程，起到改善气道通气功能障碍的作用。 /p

p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 摘 要: /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 质谱法不仅经常被用于血液和尿液样本中脂质的研究，同时也可用于以实验动物器官为样本的脂质研究。近年来，将匀浆样本的多变量分析结果与待测样本组织切片空间分布研究结果相结合的方式，有望加速有关疾病机理阐释或新药研发方面的研究工作。 因此，本应用实例对2,2’-偶氮(2-氨基丙烷)双盐酸盐(AAPH)给药后，非酒精性脂肪肝(NAFLD)模型小鼠脂质成 span style=" text-indent: 2em " 分的变化进行研究。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 1 研究背景 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 肝细胞癌通常由肝炎病毒引起，但也可能由酒精性肝炎引起。然而，由于代谢综合征病例的增加，与酒精无关的非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的发病率也有增加。因此，目前正在进行各种各样的相关研究。以往的研究表明，非酒精性脂肪肝病(NAFLD)的出现或其发展为非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的进程与氧化应激之间存在很强的相关性。然而，这一机制的细节和诱发、影响因素尚不清楚。近年来, 动物实验结果表明2,2’-偶氮(2-氨基丙烷)双盐酸盐(AAPH)给药可以抑制脂肪在肝脏的过度积累1)。为了阐明其作用机制，可使用多种类型的质谱仪对同一样本进行分析，充分利用不同类型质谱提供的数据信息。本文描述了对AAPH 给药后NAFLD 模型小鼠研究的实例。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/5915422f-fd59-4161-8be6-0d165758d8f2.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" / /p p style=" text-align: center " 图1 实验动物准备 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 2. 实验材料及方法 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 以NAFLD 模型小鼠为实验动物， AAPH 单剂量(90mg/kg)给药24 小时后取肝脏进行实验。肝脏匀浆样本用于LCMS 分析，制备10μm 厚肝脏冰冻组织切片用于成像质谱分析。将给予磷酸盐缓冲液(PBS)的模型小鼠肝脏作为对照样本(图1)。成像质谱分析的流程图如图2 所示。使用冷冻切片机制备10μm 厚的老鼠肝脏组织切片(I)，将切片放置于ITO 导电载玻片表面(II)，在组织切片表面涂敷基质辅助电离(III)，获取成像质谱分析数据(IV)。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/e65e6c2a-746e-4a29-9027-5c007baf8713.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " 图2 成像质谱分析流程 /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " 3. 使用LCMS 数据进行验证 /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " 取模型小鼠肝脏，匀浆后由LCMS进行分析，对脂质成分进行检测。实验条件如表1所示。 /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em text-align: center " 表1 LCMS实验条件 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/452b470c-8f24-4e51-a583-8212f9502448.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" / /p p style=" text-align: center " 图3 LCMS-IT-TOF /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 图3 显示实验数据进行统计学分析的结果。对AAPH给药组与对照组进行比较，多种脂质成分存在差异。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 表2 总结了出现特征变化的不同脂质成分。 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " 表2 AAPH 给药后发生变化的脂质组分 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/8039b671-0c06-454f-90ef-c37c83bf5af0.jpg" title=" 4.png" alt=" 4.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 根据分析结果，通过对比给药组与对照组肝脏匀浆检测数据的统计学分析结果，可以鉴别给药后发生变化的组分。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 294px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/2817dda4-851e-4ea4-bd22-9c96d9047c8d.jpg" title=" 5.png" alt=" 5.png" width=" 600" height=" 294" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 图3 统计学分析结果 /p p style=" text-align: center " (A) PCA score plot, (B) PCA loading plot, (C) OPLD-DA score plot, (D) OPLS-DA S-plot /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 4. 使用成像质谱进行脂类成分的可视化分析 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 表3显示了iMScope成像质量显微镜的分析条件。成像质谱分析的实验结果如图5所示。相邻切片的HE染色结果如图4所示。使用正离子模式分析组织切片，成功获得表2中在LCMS分析结果中出现变化脂质成分的质谱图像，如图5中虚线框选的质谱图像。此外，还获得了在采集范围内其他具有类似特征分布的脂质成分的质谱图像。成像质谱技术的主要优点之一是通过一次分析在同样的分析条件下，可以同时提供多个不同质荷比化合物的空间分布信息。这一特点使无标记成像质谱分析成为可能。本应用实例中，部分脂质成分可以根据iMScope的检测数据并参考相关文献得到鉴别2),3)。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/173cb788-d8f8-4c66-96e4-e859095877ee.jpg" title=" 6.png" alt=" 6.png" / /p p style=" text-align: center " 图4 连续切片的HE染色结果 /p p style=" text-align: center " 表3 iMScope成像质谱实验条件 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/1067befb-7acb-4e1d-881c-9c868b4db0b5.jpg" title=" 7.png" alt=" 7.png" / /p p style=" text-align: center" img style=" width: 600px height: 350px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/34ee0d51-4b7a-4519-832b-051e09819ef2.jpg" title=" 8.png" width=" 600" height=" 350" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 8.png" / /p p style=" text-align: center" img style=" width: 600px height: 186px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/ee38d58c-510f-4865-9a5d-d1c0a79298d1.jpg" title=" 9.png" width=" 600" height=" 186" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 9.png" / /p p style=" text-align: center " 图5 iMScope 质谱成像分析结果 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 5. 小 结 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 本文展示了AAPH 给药后发生变化的脂质成分在模型小鼠肝脏切片上的空间分布结果。在新药研发或临床应用相关的基础医学研究领域中，必须建立可以针对给定研究目标及样本特点进行优化的实验体系。因此，多种类型的质谱仪被广泛使用。此外，如本文所述，利用新型质谱仪进行多层面分析也有望发现新的信息，并提高研究效率。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 6. 参考文献 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 1) Free. Radic. Res, 38: 375–84 (2004) /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 2) Anal. Chem. 80(23): 9105–14 (2008) /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 3) Anal. Chem. 84(4): 2048–54 (2012) /p p br/ /p

说到严重的肺部疾病，很多人首先想到的就是肺癌。其实，有一个杀伤力和肺癌不相上下的疾病常被忽视，那就是肺纤维化。肺纤维化是指正常的肺泡组织被损坏后经过异常修复导致的结构异常。这一种病因不明、病程不可逆转的严重肺部疾病，其患者5年总体生存率不足50%，中位生存期仅为2～4年，因此肺纤维化也有“比癌症更可怕”的说法。目前临床治疗肺部纤维化的药物有吡非尼酮和尼达尼布两种，仅能延缓轻中度患者肺功能下降速率，降低急性加重的风险，但其不良反应明显且价格昂贵。近日，南京中医药大学、江苏省儿童呼吸疾病（中医药）重点实验室单进军教授与江苏省中医院呼吸科主任周贤梅教授在传统植物药领域著名期刊《Phytomedicine》合作发表一项最新研究成果，展示中医药桔梗汤在防治肺纤维化方面的明显作用。桔梗汤最早出自张仲景所著的《伤寒杂病论》。作为经典古方，桔梗汤方中桔梗、甘草均为药食同源的中药，具有宣肺止咳、利咽解毒、祛痰排脓之功，因此该方被广泛用于治疗肺部疾病。单进军教授介绍，论文研究表明，作为药食同源的经典古方——桔梗汤，具有天然、低毒、安全、价廉和更容易被患者接受等优点，可开发为茶饮有效防治肺纤维化。据悉，研究者开展了桔梗汤防治肺纤维化小鼠的药效学及其潜在作用机制研究。首先采用博莱霉素建立肺纤维化小鼠模型后，给予不同浓度的桔梗汤和吡非尼酮（阳性对照药）。研究结果表明，桔梗汤（临床等效剂量）即可缓解博莱霉素霉素诱导小鼠肺纤维化，主要表现在减轻小鼠肺部炎症，改善肺功能和减少胶原沉积。

肿瘤免疫疗法是当前肿瘤治疗领域中最具前景的研究方向之一，已发展成为继手术、化疗和放疗之后的第四种肿瘤治疗模式。肿瘤免疫学治疗的方法种类繁多，目前各大医药研发企业的关注焦点主要包括：免疫检查点抗体药物，CAR-T疗法，溶瘤病毒等等，但新型的免疫疗法如何进行可靠有效的临床前效果评估，是推进肿瘤免疫疗法的一关键节点。百奥赛图自主研发了一系列免疫检查点人源化小鼠，为免疫检查点抗体药物筛选提供了可靠的体内药效模型，此外基于重度免疫缺陷B-NDG小鼠建立的免疫系统人源化小鼠模型也为药物验证提供了更多的选择。本期转化医学系列webinar邀请到的是百奥赛图药理药效事业部总监郭雅南博士，郭博士将给大家介绍：1. 免疫检查点抗体单用或联用在体内药效筛选的策略2. 利用免疫重建小鼠和B-hCD3e人源化小鼠进行双特异性抗体的体内药效评估与毒性检测3. 利用重度免疫缺陷小鼠B-NDG小鼠对CAR-T药物进行体内药效评估与毒性检测转化医学系列网络讲座第五期讲座题目：人源化模式小鼠在肿瘤免疫药物研究中的应用讲座时间：7月25日下午14:00-15:00主讲人：郭雅南 博士（百奥赛图）讲座形式：网络讲座，手机或PC即可参与（会议链接和如下报名链接相同）即刻报名扫描下方二维码主讲人简介郭雅南 博士百奥赛图 药理药效事业部总监清华大学生物科学与技术系本科；美国罗切斯特大学神经生物学/药理学博士学位；2009-2013年，在哈佛大学医学院伯明翰妇女医院转化医学系从事博士后研究工作；2014年回国，担任百奥赛图基因生物技术有限公司研发部副总监。拥有10多年癌症生物学和神经生物学的研究经验，现担任药理药效事业部总监。更多转化医学系列网络讲座安排，具体时间以珀金埃尔默微信推送时间为准。敬请关注！主题预计时间高内涵筛选助力个性化癌症医疗8月小分子激酶抑制剂研究最新进展9/19/2019使用Alpha技术研究RNA甲基化“橡皮擦” （ALKBH5）10/24/2019研究蛋白相互作用就是这么简单11/7/2019细胞成像分析前沿应用案例心得分享11/28/2019原来药物研发还可以这样做——基于表型筛选的药物研发11月小动物活体成像技术助力脑靶向载体的研究12/19/2019关于珀金埃尔默：珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球，我们拥有12500名专业技术人员，服务于150多个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2018年，珀金埃尔默年营收达到约28亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息，请访问www.perkinelmer.com.cn

新冠肺炎仍在全球肆虐，截至2021年9月28日，已在全球感染超2.3亿人，死亡超472万。变异毒株的不断涌现使新冠病毒与人类共存成为大概率事件，寻找应对新冠病毒的防治策略已成为全球科学家和政府面临的重要议题。　　目前，国内外已有数款预防新冠的疫苗获批上市，但治疗新冠肺炎依然缺乏特效药。因此，探索不同病毒株共同的致病机制显得尤为重要。　　2021年9月28日，深圳市第三人民医院、复旦大学生物医学研究院以及杭州创将医疗科技有限公司共同主办《NamiRNA、透明质酸与新冠肺炎治疗新策略研讨会暨羟甲香豆素在新冠临床治疗中的应用推介会》，会议邀请到国内外多位新冠防治领域的知名专家和学者，研讨会采取线上加线下的形式，介绍了新冠防治新策略的最新进展和研究成果，以期使国内外的新冠防治工作者得到新冠研究最新动态。　　会上复旦大学生物医学研究院于文强指出，新冠致病的罪魁祸首或为HIS基因序列。在过去的近10年里，于文强团队发现了一类在细胞核内发挥独特激活作用的NamiRNA(NuclearActivatingmiRNA)，打破了传统miRNA抑制理论经典，创造性地提出NamiRNA-增强子-基因激活理论，这也为新冠致病新机制的研究打下基础。　　疫情初期，于文强团队就投入到新冠快速检测和致病机制攻关研究，解析新冠肺炎特殊临床和病理改变分子机制，寻找全新有效防治方案。经研究发现，新冠病毒基因组与人类基因组存在5段完全相同的基因序列，长度为24~27 nt，团队将它命名为HIS(Human Identical Sequence)。HIS在159258个新冠病毒基因组广泛存在，且能靶向性地激活人体中肺、血管等非免疫细胞中与炎症相关的基因。因此，人感染新冠病毒后致病的罪魁祸首很可能是HIS基因序列——携带HIS基因序列的新冠病毒进入人体后和人类基因中HIS共同作用，这可能是引起“炎症因子风暴”的重要原因。　　由此于文强与合作团队推出抑制透明质酸合成，治疗新冠的新策略。于文强团队发现，新冠患者的血浆中透明质酸的升高，与淋巴细胞降低和肺部毛玻璃病变等临床症状密切相关。而HIS能够激活透明质酸的合成酶，引起透明质酸增加。在新冠肺炎患者的血浆中，透明质酸是升高的。透明质酸又名玻尿酸，是一种酸性粘多糖，分为大分子和小分子，小分子是重要的炎性介质。　　在随后的动物实验中，于文强团队发现，单用透明质酸处理就能引起小鼠肺部典型CT影像学的毛玻璃病变，进一步证实透明质酸是新冠致病的共同物质基础和治疗新靶点，以透明质酸为靶点抑制其合成，可以成为新冠治疗的新策略。　　4-MU是透明质酸合成抑制剂，对应药物为中国已上市治疗胆囊炎的口服处方药羟甲香豆素。　　此后，于文强团队与深圳市第三人民医院卢洪洲团队合作开展临床试验，共入组新冠肺炎患者130例。初步研究结果显示，羟甲香豆素能显著促进患者体内淋巴细胞恢复，同时改善患者肺部病变。“这项研究找到了新冠的发病机制，进而明确了要怎么去治疗新冠。幸运的是，还找到了羟甲香豆素这样有效的药物。”卢洪洲教授表示。　　鉴于国内新冠患者数量较少，该团队联合杭州创将医疗科技有限公司进行合作，在玻利维亚、厄瓜多尔等南美国家开展相关临床试验的前期准备工作。　　目前，羟甲香豆素在新冠治疗及阻断重症发展中的作用仍待进一步研究。于文强团队与卢洪洲团队、南方科技大学糖生物学王鹏团队正在申请新课题，将从细胞水平、动物模型和临床试验三个层面入手，深入研究羟甲香豆素对不同新冠变异株的作用及分子机制，以期降低新冠高危人群病死率，将新冠变成 “普通感冒”，为全球应对新冠变异和治疗，提供简单易行可推广的中国方案。

优势● iMScope QT可测量的最大范围超过100万像素，能够进行大面积样本分析，例如在一次检测中对小鼠大脑全切片进行分析。● iMScope QT的分析速度比前一代产品快8倍以上，能够进行快速分析。● iMScope QT具有高质量准确度、分辨率及高空间分辨率，能够进行精确质谱成像分析。 概述质谱成像技术可以通过质谱仪直接检测生物分子和代谢物，同时保留其在样本组织上的位置信息，因此，可以生成不同生物分子基于特定离子信号强度和位置信息的二维质谱图像。iMScope成像质谱显微镜是用于质谱成像分析的整合型仪器，结合了光学显微镜和质谱仪，能够分析物质的结构和分布特征，拓展了药物研发和代谢物研究等领域的范围。通过将MALDI转换成LC和ESI系统，iMScope还可用于LC-MS定性及定量分析。本文将介绍配备Q-TOF质谱仪的新型iMScope QT（图1），并与前一代iMScope TRIO设备进行比较。图1 iMScope QT 小鼠全脑切片分析前一代iMScope TRIO设备的最大可测量范围是250 × 250像素。在iMScope QT中，可测量范围已扩展至1024 × 1024像素，能够以15 μm的空间分辨率分析小鼠全脑切片（约17mm × 9.4 mm）。根据表1条件进行检测，可在m/z 885.557处获得磷脂酰肌醇PI (38:4)，并在m/z 888.631处获得硫苷脂(C24:1)的清晰质谱图像（图2）。 此外，由于iMScope QT的最大激光频率为20 kHz，分析速度比iMScope TRIO快8倍以上。结果显示完成图2所示的小鼠全脑切片（702624 pix）质谱成像分析仅需6小时。 表1 分析条件图2 小鼠全脑切片的质谱成像结果（空间分辨率：15 μm） 小鼠小脑的高空间分辨率分析对小鼠小脑附近的区域进行高空间分辨率质谱成像分析，如图2（a）中红色部分所示。根据表1中的分析条件，空间分辨率为5 μm。如图所示，可在m/z 885.557处获得 PI (38:4)、在m/z 888.631处获得硫苷脂(C24:1)，检测到更清晰更详细的质谱图像（图3(b)和(d)）。 此外，由于iMScope QT的质量准确度和分辨率较高，能够分离和检测PI (38:4)的同位素（m/z 888.573）和硫苷脂(C24 :1)（m/z 888.631），并能提取每种同位素的质谱图像（图3(c)和3(d)）。而iMScope TRIO则无法获得以上结果。 图3 小鼠小脑的光学图像和质谱图像（空间分辨率：5 μm） (a) 光学图像(b) PI (38:4)的质谱图像，m/z 885.557(c) PI (38:4)同位素的质谱图像，m/z 888.573(d) 硫苷脂(C24:1)的质谱图像，m/z 888.631 结论与iMScope TRIO相比，iMScope QT的分析范围更广，分析速度更快，可实现更广泛的快速成像分析。此外，随着检测准确度和分辨率的提高，能够对各种目标化合物进行高精确度、高特异性的质谱成像分析。 iMScope QT不仅整合了质谱和形态学分析，而且能够在更广泛的领域实现更快速、更灵敏以及更高的空间分辨率的检测。 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

安捷伦科技公司发布适用于人、小鼠和大鼠模型的新型基因表达微阵列芯片 安捷伦公司与根特大学合作在芯片中整合入了 LNCipedia 内容2015 年 6月 10 日，北京 — 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）近日宣布更新其新型 SurePrint 基因表达微阵列芯片用于人、小鼠和大鼠模型的信使 RNA 分析应用。此次更新改进了编码和非编码内容，为研究人员提供在常用平台上研究表达模式的最新工具。安捷伦公司与根特大学合作开发了最新款旗舰版 SurePrint G3 人基因表达 v3 微阵列芯片，其中完整包含的 LNCipedia 2.1 数据库能够对长链非编码 RNA (lncRNA) 转录物进行可靠分析。LncRNA（长度大于 200 个核苷酸的非编码 RNA）能够通过直接作用于 DNA、RNA 和蛋白质而改变基因调控，从而实现靶标特异性或系统范围内的调控。 通过 lncRNA 与癌症、心血管疾病和神经退行性疾病的关联不难看出其广范却至关重要的作用。经重新设计的安捷伦基因表达微阵列芯片是高质量的特征捕获工具，可实现目标基因或通路的有效分析，涉及从协助疾病危险分层到阐明药物作用机制的各种应用。根特大学的 Jo Vandesompele 教授说：“我们与安捷伦密切合作设计了一流的 mRNA 和 lncRNA 表达分析方法。在单次分析中对这两种类型的RNA进行的同时测定有助于从相对基因表达水平深入探究mRNA与lncRNA之间的生物学联系。 其中的关键在于实现编码和长链非编码特征的良好平衡，而LNCipedia 2.1 则是与安捷伦基因表达内容配对的最佳数据源。微阵列芯片的最终设计经优化后可快速给出大量有价值的信息。”最新的微阵列芯片采用能够实现寡核苷酸精确合成的 SurePrint 技术制造。 SurePrint 微阵列芯片的灵敏度处于业内领先水平，具有5 个数量级以上的动态范围以及 5% 的阵列间变异系数中值，且在 R20.95 时与外部 RNA 对照联盟 (External RNA Controls Consortium) 的加标 RNA 对照品相比具有出色的定量一致性。“我们的 SurePrint 基因表达微阵列芯片不仅包含 LNCipedia 的 lncRNA 等严谨的专业内容，还能够为专家级用户提供灵活的定制服务。”安捷伦基因组学高级总监 Alessandro Borsatti 博士谈道， “凭借基因表达微阵列芯片的出色性能和定量一致性以及 RNA 测序和靶向序列捕获产品，我们能够使研究人员在微阵列芯片的筛查应用与更深度的二代测序的发现性应用之间实现完美转换。”SurePrint 基因表达微阵列芯片属于 SurePrint 产品系列，该系列包括 microRNA 与比较基因组杂交微阵列芯片。 安捷伦基因组学工作流程包括用于质量控制的 2100 生物分析仪和 2200 Tapestation、用于数据采集的SureScan 扫描仪、用于数据分析的 GeneSpring 软件，以及用于进行实时聚合酶链反应的 AriaMX 系统。如需了解有关 SurePrint 基因表达微阵列芯片的更多信息，请访问 www.agilent.com/genomics/v3。关于安捷伦科技公司安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是生命科学、诊断和应用化学市场领域的全球领导者，是致力打造美好世界的顶级实验室合作伙伴。安捷伦与全球 100 多个国家的客户进行合作，提供仪器、软件、服务和消耗品，产品可覆盖到整个实验室工作流程。在 2014 财年，安捷伦的净收入为 40 亿美元。全球员工数约为 12000 人。今年是安捷伦进军分析仪器领域的 50 周年纪念。如需了解安捷伦科技公司的详细信息，请访问 www.agilent.com.cn。编者注：更多有关安捷伦科技公司的技术、企业社会责任和行政新闻，请访问安捷伦新闻网站：www.agilent.com.cn/go/news。

● 快讯近日，上海市第十人民医院精神心理科主任、同济大学医学院麻醉与脑功能研究所常务副所长申远教授与美国哈佛大学麻省总院老年麻醉实验室主任谢仲淙教授的合作团队，历经两年的探索研究，证实常用静脉麻醉药丙泊酚(propofol)或使肿瘤侵袭/转移增加。相关论文于2021年7月15日在《先进科学》（Advanced Science，IF：16.08）在线发表。麻醉药物广泛应用于外科手术或相关临床检查，然而长久以来，麻醉药物对患者脑功能和肿瘤复发转移的影响一直存在争议。 对此，上海市第十人民医院精神心理科主任、同济大学医学院麻醉与脑功能研究所常务副所长申远教授与美国哈佛大学麻省总院老年麻醉实验室主任谢仲淙教授的合作团队，通过一系列体内、体外实验，从分子、蛋白、组织等多层面证实，常用静脉麻醉药丙泊酚(propofol)或使肿瘤侵袭/转移增加。 研究人员以结肠癌细胞为主要研究对象，通过对小鼠尾静脉注射结肠癌细胞的同时注射丙泊酚进行建模，模拟临床围术期中丙泊酚与血管内循环肿瘤细胞接触的过程。小鼠实验结果说明，丙泊酚有可能增加结肠癌细胞的侵袭转移潜能，造成肺部远处转移（见图1）。图1｜标准剂量(standard-dose)丙泊酚促进结肠癌细胞在小鼠肺部的转移丙泊酚是一种γ-氨基丁酸 ( γ-Aminobutyricacid，GABA ) A受体（GABAaR）激动剂。那么，丙泊酚促进结直肠癌肺转移的作用是否是通过激动GABAaR实现的呢？ 研究团队紧接着使用另一种GABAaR特异性激动剂Muscimol体外预处理肿瘤细胞后再注射入体内，同样也在小鼠肺部也发现了肿瘤转移灶的增加，初步锁定了GABAaR在其中的作用。 接下来，研究人员采用同样的体外预处理方法观察了更多肿瘤细胞，包括肺癌、子宫内膜癌细胞等，发现相对于对照组，丙泊酚能使更多的肿瘤细胞黏附到血管内皮细胞，并伴随更大的伸展面积和更多的黏着斑形成。 研究人员据此进一步锁定了研发抗癌药物的重要靶标、同时也是介导细胞黏附的重要原癌基因——Src激酶。研究表明，丙泊酚通过激活肿瘤细胞中的 GABA 受体，减少TRIM21 ，从而增加细胞粘附相关的蛋白Src的表达，增强肿瘤细胞与血管内皮细胞的粘附和伸展，从而促进肿瘤在小鼠肺内转移。抑制 Src 则可以减弱丙泊酚促进肿瘤转移的作用。 综上所述，丙泊酚可能通过调节GABAaR/TRIM21/Src信号通路促进肿瘤细胞在肺部的转移（见图2）。图2｜丙泊酚可能通过调节GABAaR/TRIM21/Src信号通路促进肿瘤细胞在肺部的转移这一发现进一步证实了常用静脉麻醉药丙泊酚或致肿瘤侵袭/转移增加，对于麻醉学、肿瘤学和外科学等领域均具有非常重要的临床意义。文献链接：https://doi.org/10.1002/advs.202102079注博鹭腾助力科研实验本研究中活体成像结果由广州博鹭腾AniView100多模式动物活体成像系统拍摄

肺是行使呼吸、进行气体交换的重要器官，而肺功能是判断肺脏和呼吸系统健康与否的一个关键指标之一，可以用来评估肺气肿、慢阻肺(COPD)、哮喘、间质性肺炎等疾病模型，在临床和临床前的动物模型研究中都具有重要的意义。传统的肺功能测量主要依靠肺功能测定仪，可以很便利的得到潮气量、功能余气量、气流量、气道阻力/顺应性等经典参数，从而判断出观察对象肺的功能性是否健全。不过细心的小伙伴肯定发现了，传统的测量方法只能笼统的测出全肺的总体肺功能参数，如果想探求左右双肺甚至是每一个肺叶的功能性参数，肺功能测定仪就显得捉襟见肘了。那么要如何满足这一“吹毛求疵”的要求呢？小动物活体microCT堪当此任大家都知道，肺部由于充盈着空气因此几乎不对X射线有任何吸收，因此在CT成像中与周围的组织和骨骼之间表现出非常明显的明暗对比。当肺部发生病变，如肺炎、肺纤维化、肺癌等，本来应该充盈空气的组织则会被免疫细胞、纤维化组织或者肿瘤细胞占据，从而导致影像的灰度上升。通过软件进行重构和阈值分割，很容易得到肺中空气的体积——也就是能够行使肺部功能的正常肺组织体积。通过此法即可方便的监测疾病的进程和治疗的效果。进一步，通过在活体状态下对肺的呼吸进行动态的门控拍摄，我们可以得到比肺容积更有用的参数。珀金埃尔默独有的回顾性呼吸和心跳门控，可以实现在一次4min的成像过程中，无延迟的进行连续成像。成像过程同时伴随着呼吸节律的采集(如图一)，可以将每一帧原始图像对应上呼吸相应的时间戳，即可将呼吸的每一个过程都记录下来，进而得到每个时间点的肺容积。图一 回顾性呼吸门控原理利用软件进行阈值分割后，可以将左肺和右肺的参数分别进行统计。如下图是一只健康小鼠肺部断层和3D重建后的体渲染图，左侧显示了典型的两个呼吸时间点——吸气末期和呼气末期肺的状态。能够看到两个时间点之间，由于空气含量不同，肺的体积和平均密度均有显著的差异。通过这两个时间点，即可得到功能余气量(FRC)和潮气量(VT)。再通过每一个时间点的容积和相邻时间点之间的容积差ΔV，即可得到容积(V)-时间(t)、流量(ΔV)-时间(t)和流量-容积环图等功能性曲线。可以看到，健康小鼠的双肺功能健全，不论是肺容积和流量变化均显示出完美的一致性。图二 健康小鼠肺容积与流量示意图 (左：呼气末期和吸气末期的冠状面断层与3D体渲染图；中：容积(V)-时间(t)、流量(ΔV)-时间(t)曲线；右：流量-容积环图；黑色实线：全肺参数；蓝色虚线：右肺数据；绿色虚线：左肺数据)那么当肺部发生病变时，我们即可从上述这些功能性参数上看到明显的改变。下图则是经过弹性蛋白酶气管滴注后的疾病小鼠，通过该造模方式，可以诱导小鼠发生肺气肿。肺气肿小鼠的肺部弹性降低，肺回弹无力降低导致吸气时的空气滞留于肺泡内，导致肺泡过度膨胀甚至破裂。通过microCT监测，能够将双肺的功能性差异一览无余，我们能够通过容积和流量随时间的变化曲线看到左肺（绿色虚线）的气体交换能力明显受损，在断层图中也可见左肺一直充盈空气且几乎没有体积变化。比较双肺的流量-容积环能够看到，相对于健康肺来说，左肺的潮气量和顺应性降低，肺的呼吸功能只能依靠右肺勉强维持。图三 肺气肿小鼠肺容积与流量示意图 (左：呼气末期和吸气末期的冠状面断层与3D体渲染图；中：容积(V)-时间(t)、流量(ΔV)-时间(t)曲线；右：流量-容积环图；黑色实线：全肺参数；蓝色虚线：右肺数据；绿色虚线：左肺数据)通过上述的介绍，我们不难发现，基于microCT可以快速对全肺和局部的肺组织进行各项功能性参数的测量。借助机械呼吸机和胸内压的测量，还可以无创地得到肺的顺应性和气道阻力等衍生参数，从而全面的对肺功能进行完整评估，揭示肺部疾病病理变化的组织不均一性。珀金埃尔默的QuantumGX2快速活体microCT利用高帧数高灵敏度的CMOS平板探测器能够兼顾时间与信噪比，可在活体水平对模型进行连续时间点的长时间观测，是评估肺部病理生理变化经济且高效的工具。

在哺乳动物的大脑中，许多不同类型细胞形成复杂的相互作用网络，从而实现广泛的功能。由于细胞的多样性和复杂的组织，人们对大脑功能的分子和细胞基础的理解受到了阻碍。单细胞RNA测序（scRNA-seq）和单细胞表观基因组分析的发展使发现大脑中许多分子上不同的细胞类型成为可能[1，2]。然而，这些研究中有限的样本量可能导致对大脑细胞多样性的低估。此外，了解大脑功能背后的分子和细胞机制不仅需要对细胞及其分子特征进行全面的分类，还需要详细描述分子定义的细胞类型的空间组织和相互作用。在更精细的尺度上，细胞之间的空间关系是通过相邻分泌和旁分泌信号传递的细胞间相互作用和通信的主要决定因素。虽然突触通信可以发生在细胞体相距较远的神经元之间，但神经元和非神经元细胞之间的相互作用以及非神经元细胞之间的相互作用通常借助直接的体细胞接触或旁分泌信号，因此需要细胞之间的空间接近。而且涉及局部中间神经元的相互作用也倾向于发生在空间近端神经元之间。因此，一个高空间分辨率的全脑细胞图谱对于理解大脑的功能极其重要。来自美国哈佛大学的庄小威教授课题组使用多重误差鲁棒荧光原位杂交（MERFISH）技术对整个成年小鼠大脑中大约1000万个细胞中的1100多个基因进行了成像，并通过整合MERFISH和scRNA-seq数据，在全转录组尺度上进行了空间分辨的单细胞表达谱分析。研究人员在整个小鼠大脑中生成了5000多个转录不同的细胞簇（属于300多种主要细胞类型）的综合细胞图谱，将该图谱与小鼠大脑共同坐标框架进行定位，可以系统量化单个大脑区域的细胞类型组成和组织，并进一步确定了具有不同细胞类型组成特征的空间模块和以细胞渐变为特征的空间梯度。这种高分辨率的细胞空间图—每个细胞都具有转录组表达谱，有助于推断数百种细胞类型对之间的细胞类型特异性相互作用和预测这些细胞-细胞相互作用的分子（配体-受体）基础和功能。总之，此研究不仅为大脑的分子和细胞结构提供了丰富的见解，而且为其在健康和疾病中的神经回路和功能障碍奠定了基础。该结果于近日发表在Nature上，题为“Molecularly defined and spatially resolved cell atlas of the whole mouse brain”。研究小组通过MERFISH技术对横跨4只成年小鼠（1雌3雄）大脑整个半球的245个冠状面和矢状面切片上进行成像，根据DAPI和总RNA信号，单个RNA分子被识别并被分配到细胞，进而得到单个细胞的表达谱。总之，该研究对成年小鼠大脑中大约1000万个细胞进行成像和分割，包括11个主要的大脑区域：嗅觉区、等皮层（CTX）、海马形成、皮质底板（CS）、纹状体（ST）、苍白球、丘脑、下丘脑（HT）、中脑、后脑和小脑。基于典型相关性分析整合MERFISH数据和scRNA-seq数据，采用K最近邻(k-NearestNeighbor,KNN)分类算法对MERFISH细胞进行分类。为了对不同大脑区域的细胞类型组成和组织进行系统定量，他们将MERFISH生成的细胞图谱注册到艾伦脑科学研究所发布的小鼠脑三维图谱第三版（Allen Mouse Brain Common Coordinate Framework，CCFv3）[3]，可将每个单独的MERFISH成像细胞及其细胞类型身份标签放入3D CCF空间（图1）。图1 对整个小鼠大脑的分子定义和空间分辨的细胞图谱（图源：Zhang, M., et al.. Nature, 2023）据统计，整个小鼠大脑由46%的神经元和54%的非神经元细胞组成，神经元细胞与非神经元细胞的比例在后脑中最低、在小脑中最高。神经元细胞包括315个亚类和超过5000个集群，其类型也表现出很强的区域特异性，大多数神经元亚类仅在11个主要区域中的一个区域富集。这11个主要区域包含了不同数量的细胞类型，尤其是后脑、中脑和下丘脑所包含的神经元细胞类型的数量以及局部复杂性远远高于其它大脑区域。基于神经递质转运体和参与神经递质生物合成相关基因的表达，他们将成熟的神经元分为8个部分重叠的组别。其中，谷氨酸能神经元和γ-氨基丁酸（GABA）能神经元分别约占神经元总数的63%和36%，谷氨酸能与GABA能神经元的比例在不同的大脑区域中差异很大，而5-羟色胺（5-HT）能、多巴胺能、类胆碱能、甘氨酸能、去甲肾上腺素能和组胺能神经元仅占神经元总数的2%（图2c）。谷氨酸能神经元和GABA能神经元广泛分布于全脑，可分为具有不同空间分布的不同细胞类型；在谷氨酸能神经元中，Slc17a7（Vglut1）、Slc17a6（Vglut2）和Slc17a8（Vglut3）在不同的脑区分布存在差异，Slc17a7主要位于嗅觉区、CTX、海马形成、CS和小脑皮层，而Slc17a6主要位于HT、中脑和后脑（图2d，e）。他们还观察到两个未成熟神经元（IMNs）亚类：一种是抑制性的，一种是兴奋性。抑制性IMNs由30个簇组成，沿脑室下区（SVZ）分布，通过前连合处延伸至嗅球；兴奋性IMNs由七个簇组成：簇516主要位于嗅觉区域，而其它簇沿海马体形成的齿状回分布（图2f），这与之前关于海马形成中成人神经发生的发现一致[4]。图2 神经元细胞的类型和空间分布（图源：Zhang, M., et al.. Nature, 2023）非神经元细胞包括23个亚类和117个簇。通过量化，研究小组发现在整个大脑中，非神经元细胞由30%少突胶质细胞、6%少突胶质细胞前体细胞（OPCs）、28%血管细胞、23%星形胶质细胞、8%免疫细胞和5%其它类型细胞组成。一些非神经元细胞类型，特别是星形胶质细胞和心室系统中的细胞也表现出很强的区域特异性。星形胶质细胞包括36个细胞簇，最大的两个集群Astro 5225和Astro 5214，分别占星形胶质细胞总数的48%和33%。基本上每个Astro星团都显示出独特的空间分布，Astro 5225只位于端脑区，Astro 5214只位于非端脑区，Astro 5215位于丘脑，Astro 5216位于后脑，Astro5231-5236位于嗅球，Astro 5207位于小脑，Astro 5222位于齿状回，Astro 5208富集于靠近软脑膜表面的髓质，Astro 5228、5229和5230位于SVZ沿线，延伸至嗅球，并与抑制性IMNs广泛共定位（图3d）。少突胶质细胞在纤维束中富集，在整个脑干中十分丰富，而OPCs则均匀分布地整个大脑；在集群水平上，一些少突胶质细胞和OPCs也表现出区域特异性，如Oligo 5277在皮层中富集，而Oligo 5286在后脑中富集（图3e）。与心室系统相关的细胞也呈现区域特异性分布，在第三脑室，下丘脑室管膜—胶质细胞位于腹侧区域，而ependymal细胞占据背侧区域，Hypendymal细胞位于第三脑室背侧的下联合器，心室内的主要细胞是脉络膜丛细胞和血管软脑膜细胞（VLMCs）。除了VLMC 5301和VLMC 5302，大多数VLMC集群被限制在软脑膜（图3f）。图3 非神经元细胞的类型和空间分布（图源：Zhang, M., et al.. Nature, 2023）接下来，研究团队为每个细胞定义了一个局部细胞类型的组分矢量，并使用这些矢量聚类细胞，从而得到了包含相似邻域细胞类型组成的细胞的“空间模块”（图4a）。他们确定了16个一级空间模块和130个二级空间模块，一级空间模块将大脑分割成与CCF中定义的主要大脑区域基本相吻合的区域，一个显著的差异是中脑和后脑之间的边界（图4b，c）。许多2级空间的模块与CCF中定义的子区域一致，但观察到更多的差异（图4d）。此研究中的空间模块描述是基于单个细胞的转录组范围内的表达谱所定义的细胞类型，因此比CCF中脑区描述的信息具有更高的分子分辨率，空间梯度代表了对该区域的分子轮廓的更精确的描述。图4 空间模块：分子定义的大脑区域（图源：Zhang, M., et al.. Nature, 2023）考虑到在某些情况下，细胞的基因表达谱可能会表现出渐进或连续的变化，他们因此检查了所有的细胞亚类，结果发现细胞的空间梯度广泛分布在大脑的许多区域。例如，颅内（IT）神经元在整个CTX上形成了一个连续的梯度，在这个区域，基因表达沿皮层深度方向逐渐变化，但第2/3层IT神经元的分离更为明显（图5a）。在纹状体中，D1和D2中棘神经元均沿背外侧-腹内侧轴形成空间梯度（图5b，c）。在外侧间隔复合体（LSX）中，几个GABA能亚类沿着背腹轴形成了一个梯度（图5d）。在海马体的CA1、CA3和齿状回区域和中脑的下丘中也观察到空间梯度。他们也观察到了一些非神经元细胞之间的空间梯度，如下丘脑室管膜—胶质细胞，沿着第三脑室的背腹轴形成了一个连续的梯度（图5e）。通过基于UMAP（一致的多方面逼近和投影以进行降维）的基因表达可视化分析，他们发现一个大规模的跨越HT、中脑和后脑区域的空间梯度（图5f）。图5 分子定义的细胞类型的空间梯度（图源：Zhang, M., et al.. Nature, 2023）最后，他们分析了亚类水平上的细胞类型，并推断单个大脑区域中细胞类型特异性的细胞-细胞相互作用（包括非神经元细胞间，非神经元细胞和神经元之间以及神经元间）。几百对细胞亚类被确定，统计学结果显示有显著的相互作用。预测的大多数具有相互作用的细胞类型对包含多个配体-受体对，与同一细胞类型对中的非近端细胞对相比，近端细胞对的表达显著上调，为这些细胞间相互作用的分子基础提供了见解。在非神经元细胞之间，发现内皮细胞和周细胞均与大脑中的边缘相关巨噬细胞（BAMs）、巨噬细胞有显著的相互作用。在这两种情况下，与非近端细胞对相比，来自层粘连蛋白信号通路的配体-受体对在近端细胞对中均明显上调，一些细胞因子（内皮细胞中的Cytl1和周细胞中的Ccl19）在BAMs近端血管细胞中表达上调，这说明大脑中的血管细胞可能利用这些细胞因子来招募巨噬细胞（图6d，e）。小胶质细胞也被发现与内皮细胞、周细胞之间的显著相互作用；与内皮细胞相比，周细胞与小胶质细胞相互作用的可能性更高，而与BAMs相互作用的趋势则相反（图6f，g）。他们还观察到神经元和非神经元细胞之间的显著相互作用，例如星形胶质细胞和抑制性IMNs在嗅球中、星形胶质细胞和兴奋性IMNs在海马形成中表现出显著的相互作用。此分析也预测了一些神经元亚类之间的相互作用，例如，海马形成过程中Pvalb枝形吊灯状GABA神经元和CA3谷氨酸能神经元之间、IPN Otp Crisp1 GABA神经元和中脑的DTN-LDT-IPN Otp Pax3 GABA神经元之间的相互作用。图6 细胞间的相互作用和通信（图源：Zhang, M., et al.. Nature, 2023）文章结论与讨论，启发与展望通过MERFISH技术成像约1000万个细胞，并将MERFISH数据与全脑scRNA-seq数据集整合，该研究生成了一个具有高分子和空间分辨率的、横跨整个小鼠大脑的分子定义的细胞图谱。进一步将该图谱注册到了艾伦脑科学研究所发布的CCF中，提供了一个可被科学界广泛使用的参考细胞图谱，使科研人员能够确定每个大脑区域不同转录细胞类型的组成、空间组织和潜在的相互作用。一方面，非神经元细胞与神经元细胞或非神经元细胞之间的相互作用，以及配体-受体对、基因的相关上调，为测试不同非神经元细胞类型的功能作用提供了切入点。另一方面，将转录组成像与不同行为范式下的神经元活动成像相结合可以揭示神经元的功能角色[5]。未来的研究将结合空间分辨的转录组学分析和各种其它特性的测量（如表观基因组谱、形态学、细胞的连通性和功能、系统的基因扰动方法），将有助于大家阐述大脑的分子和细胞结构的功能和功能障碍在健康和疾病中的作用。MERFISH（Multiplexed Error-Robust Fluorescence In Situ Hybridization），一种空间分辨的单细胞转录组学方法，经过近年的发展已成为生命科学领域中最具有前景的单细胞测序技术之一。该技术独特的原理和方法,可实现对单细胞进行多重靶向探测,从而深入研究细胞的生物学特性,对于疾病诊治及药物研发等方面也有着广泛的应用价值。

p 　　病痛常常使人们放弃一些生活的追求做出一些妥协，肢体的缺陷使人被迫放弃运动，皮肤的敏感可能需要惜别明媚的阳光，但一些恶毒的疾病比如肺病，总让人避无可避，因为没有人可以放弃呼吸。 /p p 　　对于一些慢性肺病，传统的药物无法使肺器官恢复原状，只能减缓其纤维化的速度，而这些伤害都是不可逆的，如慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD，下文简称“慢阻肺”)。这种疾病被认为是全世界最痛苦的疾病之一，想象一下，你在游泳憋气，在水下1分钟会是什么感觉?可是有每100人中就有6个人，每天就如同在水下挣扎呼吸。如今，这些肺病患者终于迎来了新的希望!在左为教授的带领下，来自同济大学的研究团队在肺干细胞移植人体临床实验上做出重大突破，这也是世界第一例成体肺干细胞移植。 /p p 　　 span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 比传统肺移植更安全高效的肺干细胞移植 /strong /span /p p 　　在此次实验中，研究团队成功在患者肺部支气管上皮分离出 SOX9+ 阳性的肺脏干细胞并将其应用于临床实验中，术后 3-12 个月，患者肺功能有效改善且保持良好。该研究发表于《Protein & amp Cell》杂志上。 /p p 　　在传统的治疗中，上文提到的慢阻肺只能通过吸入支气管扩张药和皮质类固醇进行治疗，有些患者甚至需要长期供氧，肺脏移植是唯一可以“一劳永逸”的终极希望。肺脏是人体最复杂的器官，数十种不同细胞的协同工作保证了正常功能的进行。而正是由于其复杂的结构，增加了临床病症诊断的难度，因而一经确诊，肺病往往已经产生不可逆的伤害(至少已丧失50%的功能)。 /p p 　　在一般的肺移植手术，患者经常面临着极高的风险。毕竟，在众多器官移植中，肺移植手术属于最复杂、高难的一类：手术允许的冷缺血时间短 大部分脏器暴露在空气中，感染问题突出，易引起败血症。但左为教授团队成功实施的肺干细胞移植通过纤维支气管镜即可无创移植，患者入院观察3天就出院了，无需像肺移植那样进行开胸，这样就大大避开了上述的这些风险。 /p p 　　同时，异体移植常伴随着非常强烈的免疫排斥反应，甚至可能危及生命。与异体肺移植相比，肺干细胞移植这种自体干细胞移植的优势还在于基本不会激发免疫排斥。所以，该研究不仅可以帮助慢性肺病患者维持正常生活需求，延续生命，今后或许有可能应用于肺癌切除后肺的重建。它也标志着再生医学在临床应用上的巨大希望，更多不同疾病的患者将受益于此。 /p p 　　 span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 慢阻肺“新救星” /strong /span /p p 　　生命依赖于呼吸，而呼吸的重要器官就是肺。如今，人们最关心的健康话题就少不了肺癌，到2017年，中国肺癌发病率已经上升到80万例，死亡人数已达到70万例，约占全国癌症死亡人数的四分之一。但是，慢阻肺作为慢性肺病也非常值得重视，它的致死率与致残率均高于肺癌。有数据显示，中国乡镇地区，该病是第四大主要死因，而在城市地区，慢阻肺是第三大主要死因。 /p p 　　在美国，慢阻肺患者的数目同样触目惊心，以两种常见的慢阻肺为例，2012年，特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis, IPF)的发病患者数约为20万，而慢阻肺则表现的更为普遍，目前美国患有该疾病的患者超过3000万，而它也正在成为世界范围内致残和致死的重要原因，预计2030年将成为全世界第三位主要死因。 /p p 　　慢性阻塞性肺病：亦可称为慢性阻塞性肺炎(COLD)或慢性阻塞性呼吸道疾病(COAD)，常简称为慢阻肺，主要表现为持续性的气流受限，病情会随着时间推移而加重。 /p p 　　特发性肺纤维化：又称隐源性纤维化肺泡炎，弥漫性纤维化肺泡炎，是一种无明显原因的，进行性的肺纤维化。肺间质的广泛纤维化形成而肺组织增厚，造成不可逆转地丧失肺组织氧气交换的能力。 /p p 　　因此，此次研究所带来巨大的希望是不言而喻的。肺干细胞移植成为逆转败局的又一可能，但移植的肺干细胞又从哪而来呢?人体内每天都在经历着细胞的增殖和凋亡，而干细胞，就是“细胞库”的源头。干细胞是一种未充分分化、具有再生各种组织器官的潜在功能的细胞。根据发育过程和分布可分为胚胎干细胞(embryonic stem cell)和成体干细胞(adult stem cell)。 /p p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/b3019add-2051-4c4a-a4ea-6544c5e1d4ec.jpg" / /p p 　　成体干细胞，也称成人干细胞，存在于成人体内特定的组织中，具有由干原细胞形成先驱细胞，分化成具特定功能细胞的能力，用以维持组织和器官生长、衰退的动态平衡。相比胚胎干细胞，成体干细胞对于患者来说更为易得方便，并且正如上文提到的，自体干细胞诱导分化的器官可以使患者有效避免免疫排斥反应。 /p p 　　由左为教授带领的团队以此为实验思路，通过支气管镜检的方法，从人类肺部支气管上皮刷取细胞，从中筛选出 SOX9 阳性的肺脏干细胞(Sox9是这类干细胞的蛋白标志物)。为了验证肺脏干细胞的再植修复能力，研究者将标记了GFP荧光蛋白的肺脏干细胞移植到小鼠受损的肺脏内，三周后，小鼠的肺脏变得十分健康-人类肺细胞大面积整合到小鼠的肺内，形成了“人-鼠嵌合肺”-小鼠的肺脏“重生”了。 /p p 　　不仅如此，在细胞移植的过程中辅以抗纤维化药物吡非尼酮(Pirfenidone)，抑制TGF-β信号通路，也会进一步提升移植效率。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(31, 73, 125) " 人类正在将“种子”变成“果实” /span /strong /p p 　　基于良好的初期动物实验结果，左为教授团队联合附属东方医院、第三军医大学附属西南医院开展全球首个基于成体干细胞的肺脏再生临床试验，初期招募了10名患者。研究者首先从患者支气管无损刷取出一些带有细胞的黏液，在体外完成筛选、扩增，再次将这些干细胞用纤维支气管镜无创移植回患者的病灶部位。 /p p 　　本研究论文对两名支气管扩张患者的症状进行了描述，自体干细胞移植后，经过3-6个月的增殖、迁移和分化，干细胞逐渐形成了新的肺泡和支气管结构，完成了对损伤组织的修复替代。移植一年之后两位患者均自述咳嗽、咳痰和气喘等症状出现改善。 /p p 　　这一技术体系的建立，不仅是很多患者的希望，同时也为健康人群提供了选择的余地。左为教授的合作伙伴之一，来自附属东方医院的任涛主任对肺脏干细胞的临床广泛应用前景信心满满：“目前我国各种肺部疾病正处于高发状态。肺部组织一旦被破坏发生纤维化，病情往往持续进展且无法逆转，除了全肺移植之外，肺脏干细胞移植是患者最后的希望所在，我们肩上的责任很大。同时，我们也呼吁把健康人群和疾病早期患者的肺脏干细胞存储提上日程。” /p p 　　2016年，由左为教授和任涛教授共同主导的“人自体支气管基底层细胞(肺脏干细胞)移植治疗间质性肺病临床研究”通过专家组评审，成为我国8家干细胞临床研究项目之一，正式从基础研究转入临床治疗研究阶段，迄今已有20多名患有肺纤维化、肺气肿等肺脏疾病病人接受治疗。 /p p 　　对于人类来说，成体干细胞就像是进化长河中一粒粒遗珠，是自然赠予人类“重生”的种子。而此次成体肺干细胞移植的成功意味着人类有能力将“希望”的种子变成现实的“果实”，随着临床试验的进一步展开及深入，终有一日，每名患者都可以阳光下，尽情肆意的呼吸。 /p

简介作为一种成像技术，磁共振成像（MRI）广泛应用于日常临床诊疗中。为了在检查过程中增强对比度，可以使用几种不同的造影剂。由于五个或七个不成对电子具有出色的顺磁性，因此最常使用Fe3+、Mn2+或Gd3+。因游离形态的Gd3+具有毒性，此探针与氨基羧酸一起作为复合物给药。大多数钆造影剂（GBCA）是全身分布的，一些靶向特异性GBCA也正在研究中。图1 Gadofluorine P的结构Gadofluorine P是一种靶向造影剂，对富含胶原蛋白的细胞外基质（ECM）具有高亲和性，ECM在发生心肌梗塞（MI）时分泌。多模式生物成像技术能够可视化靶向造影剂的分布。使用激光剥蚀与电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）以高空间分辨率在元素水平上生成定量图像，而基质辅助激光解吸电离质谱（MALDI-MS）用于在分子水平上验证研究结果，提供更多分布信息，例如磷脂或血红素b的分布。材料和方法动物实验此项动物实验在明斯特大学医院临床放射学研究所Moritz Wildgruber教授的研究小组进行。使用诱导心肌梗塞六周的小鼠，注射照影剂Gadofluorine P后进行MRI检查。小鼠被处死后，取出心脏并快速冷冻。用冷冻切片机制备厚度为10μm的切片。标准品制备对于LA-ICP-MS分析，用明胶制备基体匹配标准品，用于外标 校正。明胶（10%w/w）添加9种不同浓度，范围为0至5000 μg/g Gd。另制备了厚度为10μm的标准品切片。样品制备对于MALDI-MS成像分析，将切片放置于氧化铟锡（ITO）涂层的载玻片上。先用升华法涂敷α-氰基-4-羟基肉桂酸（CHCA）至组织表面，然后用500μl水和50μl甲醇混合溶液喷雾于组织表面2.5分钟进行再结晶。分析条件对于LA-ICP-MS分析，使用Tygon管，将ICPMS-2030与激光剥蚀系统LSX-213 G2+（Teledyne CETAC）连接，此系统配有HelEX II池和波长为213nm的Nd-YAG激光。氦气用于剥蚀池的冲洗和传输。ICP-MS 2030配有镍采样锥和截取锥。在碰撞模式下，31P、57Fe、66Zn、158Gd和160Gd的积分时间为100ms条件下进行测量。每种标准品的标准曲线使用了10个浓度水平进行分析，并且同样的条件下分析了样品（表1）。表1 LA-ICP-MS的实验条件MALDI-MS分析使用了配有离子阱-飞行时间（IT-TOF）质谱分析仪iMScope TRIO。选择正离子模式，质量范围为m/z 700到1200。其他实验条件列于表2中。基质使用iMLayer升华20分钟。表2 MALDI-MS的实验条件结果LA-ICP-MS用基体匹配标准品进行的外标法定量分析结果显示，在高达5000μg/g的浓度范围内存在良好的线性关系，相关系数R2为0.997。采用15μm光斑尺寸时，基于158Gd的检测限（LOD）为43ng/g Gd，定量限（LOQ）为140ng/g Gd（根据Boumans[1]算出）。图2 小鼠心脏组织切片的H&E染色图2所示为连续切片的苏木精伊红染色结果，检测出心肌梗塞的区域（以黑线标出）。图3 两个连续切片的显微图像（a.和b.）；经LA-ICP-MS测定的Gd定量分布（c.）；Gadofluorine P的配体分布（d.）；配体结构及理论峰值（青色条）、MALDI-MS测定峰值（黑线）（e.）图3所示为两个连续切片的显微图像（a.和b.）。使用LA-ICP-MS（c.），检测到健康心肌中Gd的均匀分布，平均浓度约为50μg/g。梗塞区的Gd浓度高两倍，约为110μg/g，最高值可达370μg/g。由于静脉注射造影剂的作用，心室中也存在较高浓度的Gd。这些分布可以通过MALDI-MS成像进行验证（d.）。该实验中，只能检测到Gadofluorine P的质子化配体，而不是完整的复合物（e.）。结果显示，主峰m/z 1168.39的质谱成像图与LA-ICP-MS检测的Gd分布具有良好的相关性。在心机梗塞和心室区发现了分子探针的最高强度，而健康心肌则显示出低而均匀的强度。结论 该应用表明，元素选择性（LA-ICP-MS）和分子选择性（MALDI-MS）成像技术的组合是可视化心机梗塞后小鼠心脏组织中靶向钆造影剂分布的有力工具。通过LA-ICP-MS技术实现了高空间分辨率和定量，并通过MALDI-MS在分子水平上验证了其分布。参考文献[1] P.W.J.M.Boumans, Spectrochimica Acta 1991, 46 B, 641-665.文献题目《Gadofluorine P多模式生物成像分析用于小鼠心肌梗塞研究》使用仪器岛津iMScope TRIO作者Rebecca Buchholz1、Fabian Lohofer2、Michael Sperling1,3、Moritz Wildgruber4、Uwe Karst11 明斯特大学无机和分析化学研究所 2 慕尼黑工业大学放射学研究所3 明斯特欧洲物种分析虚拟研究所（EVISA） 4 明斯特大学医院临床放射学研究所声明1、本文不提供文献原文。2、所引用文献仅供读者研究和学习参考，不得用于其他营利性活动。本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

复旦大学于敏教授课题组《AJPS》：高精度3D打印用于抗凝药物重组水蛭素 (r-hirudin) 新型微创无痛递药系统的设计制备抗凝治疗通常被用作心脑血管疾病治疗的首选策略，且此类患者大多需要长期甚至终身服用抗凝药物。直接口服抗凝剂有导致胃肠道出血的风险，尤其是对于有胃肠道疾病如胃肠道溃疡的患者，这种出血是致命的。皮下或静脉注射给药或可规避胃肠道出血的风险，但是注射给药需专业人员辅助，这对长期用药的患者而言极其不便，注射引起的疼痛亦会导致患者用药依从性较差。此外，皮下注射抗凝剂还会导致皮下出血淤青，增加感染风险，给抗凝药物临床应用带来了极大的不便。透皮给药作为一种前瞻性给药策略，可以补充注射和口服给药的局限性 (图1)。图1. 临床抗凝药物给药方式及不良反应微针 (Microneedle，MN) 作为微米级的微创设备，可通过破坏皮肤最外层角质层产生短暂的疏水性毛孔，将治疗药物输送至表皮中，被认为是最有前途的透皮给药系统之一。目前，微针的制备主要通过微模型浇铸法，但是用于微模型制备的方法大多局限于光刻或者化学蚀刻，工艺复杂、周期长且成本高，限制了微针的多样性和个性化发展。高精度 3D 打印是近年来新兴的一种微模型制备方法，由于该法简单高效且成本相对较低，已广泛应用于生物医药的各领域，为微针阵列模型的设计制备提供了新的选择。图2.微针阵列模型的设计与打印 A. 1#微针阵列模型的计算机模拟(左)、打印预览(中)及3D 打印微针的长度(右)；B.2#微针阵列模型的计算机模拟(左)、打印预览(中)及3D 打印微针的长度(右)；C.设计模型和打印模型对比 近期，复旦大学代谢分子医学教育部重点实验室于敏教授团队联合复旦大学药学院沈腾老师提出了一种基于 3D 打印技术的微模型制备方法。该团队利用新型超高精度 3D 打印技术 (nano Arch P140，摩方精密) 实现了个性化设计的微针阵列模型的制备，并通过开发一条新的模型复刻工艺成功制备了基于 3D 打印模型的微针模具，最终制备了 r-hirudin 新型微创无痛递药系统。该方法成功解决了以光敏树脂为打印材料的微针阵列表面 PDMS 无法固化导致的模型翻制问题，同时进一步拓展了 3D 打印在微针阵列设计制备领域的应用。利用高精度 3D 打印制备的微针阵列拥有较高的分辨率，打印的微针形貌特征保留完整、尺寸均一，为载药微针的定性与定量分析奠定了基础。相关成果以“Design and fabrication of r-hirudin loaded dissolving microneedle patch for minimally invasive and long-term treatment of thromboembolic disease” 为题发表在《Asian Journal of Pharmaceutical Sciences》期刊上。 在该研究中，首先利用计算机辅助的模型设计对目标微针阵列进行设计优化，分别按需设计了两款不同参数的微针阵列模型，如图 2A所示，考虑到 3D 打印分辨率的限制，绘制微针长度为 1000 μm，允许微针有 100-200 μm 的长度损失，设置微针形状为五棱锥形，底边长度分别为 150 μm 和 100 μm，将微针有序排列成 10 × 10 的微针阵列 (图 2B)。将设计图纸输出导入 3D 打印软件进行打印，最终获得基于光敏树脂的微针阵列模型。与设计模型相比，微针的高度发生了100-200μm 的损失 ，但在允许范围之内，微针针体形貌保存完整，不同微针个体尺寸均一 (图 2C)，提示高精度 3D 打印在微针阵列模型制备方面具有巨大的应用潜力。图3.微针模具及 3DMN 制备流程图 由于以光敏树脂为打印材料的微针阵列模型在用 PDMS 进行模型翻制时在接触表面 PDMS 无法固化，所以选择明胶作为中间过渡材料替代直接使用 PDMS 进行微针模具制备，开发一条新的模型制备工艺(图 3)，并通过该路线成功制备了微针制备模具。将该模具应用于r-hirudin 递药系统的制备，通过连续的微模型浇铸并辅以恒温真空制备r-hirudin 荷载的 3DMN。对 3DMN 进行表征分析并在实验动物体内进行微针给药的药效学与药物代谢动力学分析，结果显示 3DMN 给药可以实现快速的透皮药物递送，血药浓度在给药后 0.5 h 达到峰值 (图 4D-F)，血液的凝固时间在 3DMN 给药后显著延长 (图 4A-C)。对 3DMN 给药的生物利用度(BA) 进行分析，发现 3DMN 给药相对于皮下注射给药的BA可达50% (图 4G-F)。该结果初步验证了基于高精度 3D 打印的微针阵列模型制备的 3DMN 在介导透皮 r-hirudin 递送中的可行性。 图4. 3DMN 介导的r-hirudin 透皮递送的体内药效学与药物代谢动力学研究 A-C. 血液凝固时间随给药时间的变化；D-F. 血清 r-hirudin 浓度随时间变化曲线；F. 不同给药方式血清药物浓度随时间变化曲线 G. 不同给药方式血清药物浓度参数 进一步研究 3DMN 在血栓性疾病防治中的应用，分别构建肾上腺素/Ⅰ型胶原混合物尾静脉注射诱导的急性肺栓塞动物模型和三氯化铁损伤诱导的肠系膜微动脉血栓动物模型，将载药 3DMN 用于动静脉血栓的预防性治疗，研究发现3DMN 介导的r-hirudin 用药可以显著抑制急性肺栓塞模型小鼠肺部血管栓塞的形成 (图 5C-D)，提高小鼠的存活率 (图 5A-B)。此外还观察到，3DMN 介导的 r-hirudin 用药同样可以显著三氯化铁损伤诱导的肠系膜动脉血栓的形成，降低血栓发生率 (图 6)。以上结果进一步说明 3DMN 可用于动静脉血栓的预防性用药，而高精度 3D 打印技术的出现不仅丰富了微针多样性，也为未来临床用药个体微针量身定制提供了基础，具有极大的经济效益与社会效益。图5. 3DMN 在预防急性肺栓塞中的应用A-B. 3DMN 给药对急性肺栓塞小鼠生存率的影响；C. 小鼠肺部组织石蜡切片 HE 染色；D. 小鼠肺部 CT 扫描图图 6. 3DMN 在预防肠系膜微动脉血栓中的应用 A. 血小板在血管损伤部位聚集的体内成像；B. 血栓形成率的统计分析图；C. 血栓形成长度统计分析图官网：https://www.bmftec.cn/links/10

在新型冠状病毒肺炎（Novel coronavirus pneumonia, NCP）的各个诊疗方案中，我们仍然能够发现与流式细胞术相关的检测得到了不少认可与建议，那么，究竟流式细胞术在新型冠状病毒感染的诊断与治疗中，有哪些用途呢？这些基于流式的检测又是否对临床具有实际意义的帮助呢？我们从现有的已经官方发布的新型冠状病毒肺炎的诊疗方案中，寻到了建议进行流式相关检测的依据。即，对于新型冠状病毒感染，在有条件的情况下，建议进行淋巴细胞亚群和细胞因子的检测。针对已确诊的2019-nCoV病人建议留观后第3、5、7天及出院时依据病情可，若有条件可检查血细胞，肝肾功能，肌酶+肌红蛋白，凝血、CRP；第5-7天若有条件可复查PCT及TB淋巴细胞亚群11项。而进行淋巴细胞亚群和细胞因子的检测，最常用的检测方法即流式细胞术。由于对2019-nCov的机制尚在研究中，我们参考了与之相似性很高的SARS的诊治方案和研究结果，来共同探讨一下这些检测的临床意义。其他研究显示，在SARS治疗过程中，糖皮质激素的应用会使T淋巴细胞及亚群发生不同程度减低，因此，外周血T淋巴细胞亚群的动态监测，有助于SARS-Cov致病机制的研究和诊断，并对于指导治疗（尤其糖皮质激素应用的试剂、剂量等）以及提示预后具有重要价值。3还有很多研究揭示了细胞因子在冠状病毒感染中扮演的重要角色。Chen J等人在2010年发表的，利用BALB/c小鼠模式，对SARS-CoV感染的细胞免疫反应进行的研究显示，细胞因子在病毒感染后的早期（如TNF-α, IL-6, 趋化因子CXCL10, CCL2, CCL3, CCL5等）和疾病进程中（如 TNF-α, IFN-γ, IL-2, IL-5, IL- 6, 趋化因子CXCL9, CXCL10, CCL2, CCL3和CCL5等）均有增高，这些细胞因子的增高，要么与早期炎症细胞的募集相关，要么与病毒清除，肺部损伤肺部炎症产生相关。5另有研究认为，SARS感染后，机体会因为受到较强的外界刺激而产生过度免疫，出现细胞因子风暴。而细胞因子风暴会造成的肺毛细血管内皮细胞以及肺泡上皮细胞的弥漫性损伤，引发急性呼吸急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome, ARDS）。6最新发表在Lancet上的针对2019-nCoV 感染的研究揭示，感染2019-nCoV的患者有大量的IL1B、IFNγ、IP10和MCP1增高，可能与激活Th1细胞免疫反应有关。然而，2019-nCoV感染也启动了抑制炎症的Th2细胞因子（如IL4和IL10）分泌的增加，这与SARS-CoV感染还是不同的。进一步比较ICU患者与非ICU患者，发现ICU患者血浆IL2、IL7、IL10、GCSF、IP10、MCP1、MIP1A、TNFα的浓度均高于非ICU患者，提示细胞因子风暴与疾病严重程度相关（图2）。7由此可见，检测病毒感染者的细胞因子的情况，有助于了解机体在冠状病毒感染后的一系列免疫应答状态，为疾病治疗和预后判断提供重要依据，同时也为探索新型冠状病毒的致病机制提供更多的线索。当然，对于新型冠状病毒的研究仍在继续，流式细胞术能贡献的检测指标也远不止淋巴细胞亚群和细胞因子，在条件允许的情况下，纳入更多有潜在意义的检测指标，也很有可能为探索新型冠状病毒感染的更优诊疗方案，以及致病机制研究带来新的助益和指引。参考文献1. 新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案（试行第四版）2. 北京协和医院关于 “新型冠状病毒感染的肺炎”诊疗建议方案（V2.0）3. 传染性非典型肺炎(SARS)诊疗方案[J].现代实用医学,2004(02):119-126.4. He Z, ZhaoC, Dong Q, et al. Effects of severe acute respiratory syndrome (SARS) coronavirus infection on peripheral blood lymphocytes and their subsets[J]. International Journal of Infectious Diseases, 2005, 9(6): 323-330.5. Chen J, Lau Y F, Lamirande E W, et al. Cellular Immune Responses to Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus (SARS-CoV) Infection in Senescent BALB/c Mice: CD4+ T Cells Are Important in Control of SARS-CoV Infection[J]. Journal of Virology, 2010, 84(3): 1289-1301.6. 张艳丽, 蒋澄宇. 细胞因子风暴:急性呼吸窘迫综合征中的主宰生命之手[J].生命科学,2015,27(05):554-557.7. Huang C, Wang Y, Li X, et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China[J]. The Lancet, 2020.

近日，哈佛的科学家们发明了一种吸烟的机器人，协助他们进行人体肺病的医学研究。　　言归正传，称它为机器人可能有点跑偏，它其实是一部实验室仪器。该设备一次最多可以同时吸10支香烟，并把吸入的烟雾引导到一个嵌有活的人体肺细胞的微芯片里。这种“芯片上的肺”可以用于研究肺细胞对香烟烟雾的反应，真实的还原人体肺部环境。　　这项由威斯(WyssInstitute)仿生工程研究所近日宣布的发明，可用于慢性阻塞性肺疾病(COPD)的研究，包括肺气肿和慢性支气管炎等症状。多年的吸烟导致肺中的微小气道被损坏，COPD患者经常发现自己呼吸越来越困难。关于COPD目前没有有效的治疗方法。目前全美有超过1100万人已经诊断出患有COPD，全世界的患者数量估计达到6500万 。　　研究香烟烟雾对肺细胞的影响是一个棘手的任务。在培养皿中培养细胞并在它们上面吸烟不能很好地起作用，因为该设置无法模拟真实肺部细胞每一次呼吸的动态环境。在实验室小鼠身上测试也存在偏差，因为这些啮齿动物只通过他们的鼻子呼吸。这意味着研究人员可以让实验室的鼠笼子里填充满烟雾，小鼠们顶多被动吸收，但是它们无法像人类一样潇洒的“嘬”一口烟。　　吸烟机可以自己点燃香烟，然后使用“微呼吸器”模拟人体的呼吸节奏。为了实现不同类型的吸烟行为，研究人员可以对机器进行编程从而控制“呼吸”的快慢和深浅。　　在公开实验中，科学家从健康人和COPD患者中吸取肺细胞，以观察香烟烟雾对每组的影响。该技术可以帮助科学家更好地了解COPD患者肺细胞中发生了什么，有助于完善COPD的病理学理论 同时吸烟机器人还可以作为测试新药物的平台。　　图中烟流入芯片上的“肺部”，小的塑料部件连接上一个微小的通道，通道内排列有人类肺部的气管上皮细胞。　　吸烟机器人还能帮助科研人员探究电子香烟对人体的危害程度。一直以来关于电子香烟的健康影响有很多争论，因为培养皿和实验室老鼠的肺细胞无法证实电子烟无害。　　早些时候，研究小组推出了3D打印心脏芯片，内置传感器来测量心脏跳动时细胞的收缩强度。威斯研究所目前正在往芯片上集成更多的人体器官，别担心，他们可不搞什么内脏全席。所有这些组件都是构建“人体芯片”的宏伟计划的一部分，最终将会有10个器官芯片连接在一起模拟整个人体。

12月8日早间，“女子接触霉变玉米后肺部长满真菌”冲上热搜第一。据人民网，一23岁女子前段时间回老家帮忙收玉米，事后连续1个多月咳喘不止。经医生检查，她的肺部长满了黄曲霉菌，引发了真菌感染。该女子回忆，当时她在无防护措施情况下收玉米，有些玉米可能淋雨霉坏。[1]什么是黄曲霉毒素？黄曲霉毒素是黄曲霉、寄生曲霉等产生的代谢产物。当粮食未能及时晒干及储藏不当时，往往容易被黄曲霉或寄生曲霉污染而产生此类毒素。在各类食品中，花生、花生油、玉米污染最严重。黄曲霉毒素是一种剧毒的致肝癌物质，人摄入大剂量的黄曲霉毒素后可出现肝实质细胞坏死、胆管上皮细胞增生、肝脂肪浸润及肝出血等急性病变。事实上，世界范围内有多次黄曲霉毒素急性中毒事件，非洲的霉木薯饼中毒，印度的霉玉米中毒，肯尼亚黄曲霉玉米污染事件… … 所以把食物中的黄曲霉毒素控制在安全值以内，也是各国都在严格把关不敢松懈的事儿。[2]怎么鉴别食物中是否黄曲霉素超标？首先是快速识别，黄曲霉素是很苦的，食用花生、核桃等食物时如果感觉很苦，马上吐出来，并漱口。此外，睿科集团建立了Fotector Plus高通量全自动固相萃取仪测定玉米、大米和花生油中黄曲霉毒素B族和G族的分析方法，供广大食品检测客户参考。试样经过70%甲醇水溶液提取，提取液经离心、稀释后用含有黄曲霉素特异抗体的免疫亲和柱自动净化。用20mL水淋洗柱子将免疫亲和柱上的杂质除去，以甲醇洗脱免疫亲和柱。将洗脱液在50℃条件下氮吹干，用1mL初始流动相定容，经高效液相色谱仪上机分析。图-1.4种黄曲霉毒素的结构式下文参考GB5009.22-2016《食品中黄曲霉毒素B族和G族的测定》中第三法，采用免疫亲和柱净化，高效液相色谱检测，建立了复杂粮油样品基质中黄曲霉毒素高灵敏度的前处理和分析方法，得到四种常见粮油样品中黄曲霉毒素的加标回收率在83-100%之间，RSD值小于5%。1.标准曲线配置使用睿科Auto Prep 200全自动液体样品处理工作站可实现标准品的全自动化配置，可将购买的混合标液（1000ug/L）通过工作站的直接稀释模式，配置成浓度为10ug/L的工作中间液，紧接着可通过程序设置，吸取该工作液，配置一条浓度分别为0.5ug/L，2.0ug/L，5.0ug/L，25ug/L和100ug/L的标准工作曲线。图-2. Auto Prep 200 液体工作站配标程序2.样品提取与前处理花生油样品前处理准确称取5g花生油样品于50mL离心管中，加入20mL甲醇-水溶液（7:3）（v/v），涡旋震荡提取20min，以7000r/min的转速离心5min，取4mL上清液于80mL玻璃上样管中，加入23mL 0.1%吐温-20的PBS缓冲液混匀，待用。（此处以花生油样品前处理为例，玉米粉、大米样品操作步骤同上）固相萃取净化条件全自动固相萃取仪Fotector Plus固相萃取柱黄曲霉毒素免疫亲和柱（Romer，60 mg/3 mL）淋洗超纯水洗脱甲醇表-1 固相萃取净化条件以2mL/min的速度精确上样27 mL待测液，10mL水润洗样品瓶，10mL水淋洗免疫亲和柱，气推30mL吹干免疫亲和柱，推速为80mL/min。最后用2mL甲醇以0.5mL/min的速度洗脱样品，收集洗脱液用睿科Auto EVA-60全自动平行浓缩仪于50°C、2psi条件下氮吹干，用初始流动相定容至1mL，过滤膜上机分析。详细步骤见图-3。图-3. Fotector Plus 黄曲霉毒素免疫亲和净化方法3.样品测试油样加标测试取空白花生油样5g，添加2ug/kg的黄曲霉毒素G2、B2、G1和B1的标准品，进行上述步骤的前处理净化，样品回收率如下表-2所示：表-2添加水平为2ug/kg花生油样的回收率大米样品加标测试大米中添加水平为2ug/kg的黄曲霉毒素G2、B2、G1和B1的回收率结果：表-3添加水平为2ug/kg大米的回收率结果玉米样品加标测试玉米中添加水平为2ug/kg的黄曲霉毒素G2、B2、G1和B1的回收率结果：4.注意事项由于黄曲霉毒素在紫外光照射下不稳定，因此在实验过程中应该避免紫外光和太阳光的照射。谷物中离心完成后，不可放置过长时间，否则谷物容易重新吸水，可能导致提取液的浓度过高，使样品的回收率偏高，影响测试结果。固相萃取进行提取液净化前，特别对于偏酸或偏碱性样品，应用PBS缓冲溶液（pH=7.4）进行稀释后上机，否则可能会导致回收率偏低。5.总结净化

p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " 新冠疫情以来，中医药发挥的作用受到的各方的广泛关注。社会各界认为，中医药发挥了重要作用，成为了这次疫情防控的一大亮点。日前，化湿败毒方成为首个获得国家药品监督管理局批复临床试验批件 span style=" text-indent: 2em " 的治疗新冠肺炎的中药 /span span style=" text-indent: 2em " 。 /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " 据国家中医药管理局消息，3月18日，以中国工程院院士、中国中医科学院院长黄璐琦为领队的首批国家援鄂抗疫中医医疗队(中国中医科学院)接到国家药品监督管理局通知，团队研制的化湿败毒颗粒获得临床试验批件。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em " 　　化湿败毒颗粒的临床批件是国家药品监督管理局批复的首个治疗新冠肺炎的中药临床批件。是中医药对此次疫病理论和临床实践相结合而创新所得。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em " 　　国家中医药管理局介绍，化湿败毒颗粒新药研发经历了四个阶段，即处方确定、疗效确证、新药研发、注册申报。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em " 　　中国中医科学院医疗队在武汉金银潭医院从事新冠肺炎重症患者的救治工作，在国家临床诊疗方案的基础上，“边救治，边总结”，进行以临床救治为核心的疾病规律与有效治疗方案探索，进一步优化获得——化湿败毒方。在救治武汉新冠肺炎患者过程中，该方在抗击病毒，消除炎症，提高免疫力方面发挥了积极作用。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em " 　　该方得到国家中医医疗救治专家组仝小林院士、刘清泉、张忠德等专家组成员 王永炎院士、晁恩祥国医大师、薛伯寿国医大师等专家组顾问及刘景源、张洪春等专家的认可，王永炎院士还为该方做出方解，并被列入第六、第七版“新型冠状病毒肺炎诊疗方案”，在一线应用。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em " 　　围绕化湿败毒方，前方分别在金银潭医院、东西湖方舱医院、将军街社区卫生院开展重型、轻型、普通型的临床疗效观察与病例积累。在此阶段，前方与后方磨合形成无缝衔接的数据传输、整理、加工、分析的工作模式，促进了从经验向数据的转化，为新药申报提供了充足的人用经验证据。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em " 　　在临床救治初期，后方也做好了新药研发的准备工作。确定化湿败毒方后，启动中国中医科学院中医药防治流感技术体系应急性任务。依托西苑医院完成医院制剂研发形成化湿败毒颗粒，并于2月20日获得北京市药监局备案。其中，按照新药研发的要求，完成制剂工艺、质量标准及中试生产等药学研究任务。中药研究所GLP中心，完成急性毒性实验，并形成申报资料。期间，中国医学科学院实验动物研究所采用新冠病毒动物模型评价了化湿败毒颗粒的抗病毒作用。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em " 　　项目组依照国家药监局特别审批程序，于3月11日向国家药审中心提交新药注册申请 3月18日，获得新药临床试验批件，是首个获批的治疗新冠肺炎中药新药临床试验批件。下一步，项目组将按照批件要求，积极推进药学及临床试验工作。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em " 　　根据前期通过新冠肺炎尸体解剖和病理的研究发现，虽然新冠病毒的感染主要表现为病毒性肺炎，但事实上可以对人体的多个重要脏器和免疫系统都造成损害。对此，中医从整体观念出发，在制定应对“新冠病毒”的战术时，会对人体有全面的考虑。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em " 　　新冠肺炎在中医病因病机上面，是毒、湿、寒、热、燥、瘀、虚。瞄准病毒的作用机理，化湿辟秽，宣肺通腑，活血解毒。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em " 　　化湿败毒方传承了中医理论的精华，由多个经典名方化裁而来，由十四味药构成。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em " 　　如果把抗击“新冠病毒”看做球赛，从战术上，具体来说，在前场，针对病毒主要感染的肺部，主要选取了麻杏甘石甘汤、宣白承气汤中的部分药物，起到宣肺清泄，疏散上焦的作用 在中场，则选取达原饮、藿香正气散中能够化湿和胃的药物，起到斡旋中焦的作用 在后场，主要任务是活血解毒，所以主要选取来自桃仁承气汤、葶苈大枣泻肺汤的药物，通达下焦 针对临床解剖所反映出来的新冠病毒对免疫系统的损害，化湿败毒方还有针对性地加强防守力量，增强机体抵抗力，因而选取了起到补气扶正、调理气血的黄芪赤风汤、玉屏风散。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em " 　　从临床上看，通过对75例重症病人使用效果观察发现，化湿败毒方在核酸的转阴和症状的改善方面是有显著差异的。另外在方舱医院452例的随机对照，显示在核酸转阴以及症状方面也是有显著性差异的。此外在将军路卫生院做了124例，也是有显著差异。中国中医科学院与中国医学科学院医学实验动物研究所开展科学评测，用冠状病毒去感染实验小鼠，其肺部炎症的改善效果也证实了这一点。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em " 　　通过解剖发现，病毒对免疫系统的攻击惨烈。病毒攻击免疫系统，淋巴细胞严重下降，甚至出现艾滋病样改变，而且免疫细胞大量受损，消耗严重。中国科学院遗传与发育生物学研究所的一项生物信息学研究发现，化湿败毒方构成的14味药中有10味药与病毒的Mpro及Spike蛋白有结合力，其余4味中药主要体现在对免疫、炎症及相关信号通路的影响。 /p p br/ /p

中医证候表征的量化研究是学术界探索的重要领域，其中，寒热属性是中医辨别病邪性质、机体的阴阳盛衰及病属外感或内伤的重要依据。上海中医药大学基础医学院曾借助FLIR红外热像仪，对小鼠阳虚证模型进行了验证实验，以科学手段深化了对中医证候的理解，具体详情一起来瞧瞧吧~ 热成像技术在中医领域的广泛应用随着红外热成像技术的成熟与运用，医学上已有大量红外测温的研究，这些探索给中医证候实验研究提供了有益的借鉴，有助于寒热信息在证候判别中的定量化。比如当机体处于热量不足或功能衰减状态时，红外辐射少可能表现出寒证；一旦热量过剩或代谢旺盛时，红外辐射多则可能呈现类似热证。红外热成像技术可以很好地的量化检测人体表寒热情况，其作为评价中医“阳”盛衰程度的手段非常契合，但在实验动物证候模型的研究方面鲜有报道。因此上海中医药大学基础医学院的三名研究人员就围绕小鼠的“阳”盛衰程度，对典型的糖皮质激素诱发的药源性证候模型小鼠展开了探索，通过红外热成像技术对小鼠体表头部最高温度、体表尾部最低温度和躯干平均温度3个温度指标进行了研究。 FLIR红外热像仪助力实验成功小鼠适应性饲养，当小鼠体质量稳定至30g左右，开始实验。通过分组给小鼠灌胃使用不同剂量的氢化可的松、泼尼松龙、地塞米松，在实验的第14天，检测各组小鼠体表红外温度。本研究中运用红外热成像技术检测了三种糖皮质激素造模后小鼠的体表温度变化。考虑到所采集图像信息能尽可能全面反映小鼠的体表温度差异，实验人员选择了拍摄小鼠自然站立状态下侧腹部整体轮廓图像，包括小鼠头面部、颈项部、侧腹部、全尾等区域温度，且背部与腹部的切缘温度可以有效显示。其中，小鼠头部的眼睛区域温度最高、尾部温度通常最低、而侧腹部温度从头到尾逐步降低。根据以上现象，实验人员选取了头部最高温度、躯干平均温度和尾根部最低温度三个指标进行分析。严格控制检测环境、固定FLIR红外热像仪拍摄参数、调整好镜头中心与小鼠的位置与距离等，准备完成后开始拍摄红外热像图，保存图片后，使用FLIR配套软件进行分析。 使用不同剂量氢化可的松后小鼠的红外热像图以及数据柱状图 使用不同剂量泼尼松龙后小鼠的红外热像图以及数据柱状图 使用不同剂量地塞米松后小鼠的红外热像图以及数据柱状图结果表明，给予氢化可的松和地塞米松后小鼠头部最高温度、躯干平均温度和尾部最低温度均出现下降，而泼尼松龙对小鼠体表温度影响不明显。通过研究验证和理论知识结合后可以得出结论：氢化可的松和地塞米松可诱发药源性虚证小鼠类似阳虚的外寒征象，且随着用药时间和剂量的增加而小鼠阳虚外寒征象越显著。红外热成像技术在评估实验小鼠 “阳”盛衰程度的过程中起到了关键作用！FLIR Axxx科研套件：满足实验需求FLIR有多款适合实验研发的红外热像仪，如果实验检测过程需要长期在线监测，无需移动热像仪，比如类似上述生物实验类，建议选择FLIR A400/A500/A700科研套件，它简化了温度测量工作，可为电子、航空航天、生命科学等广泛应用领域的研究人员和工程师提供极大的便利。作为在线热像仪，集成到整个实验系统中，搭配FLIR微距模式，可精准测得微小红外数据，实时传输保存每帧每个像素点温度数据，能进行7*24小时的长期监测。 搭配FLIR Research Studio软件使用，可进行“连接➞查看➞记录➞分析”的极简工作流程，为研发场景快速获取和分析红外测量结果。 无论是生物研究，还是产品研发的过程中红外数据的采集都可以很简单您只需一台连接便利，简单易用测量功能齐全的红外热像仪FLIR A400/A500/A700系列科研套装刚好集成了以上所有重要因素检测后搭配功能强大的分析软件让您后续的分析、研究与备案更便捷科研道路上，您还有哪些疑惑？点击“阅读原文”填写检测难点

5月19日，中国首个“电子束辐照处理医疗废水示范装置”项目在湖北省十堰市通过专家评审验收，我国首台用于医疗废水处理的电子束装置正式投入使用。这是国家原子能机构为应对新冠疫情紧急启动，由中国广核集团有限公司与清华大学联合承制的科研项目，是核技术服务人民生命健康，促进经济社会发展的重要体现。　　该装置已经在湖北省十堰市西苑医院试运行数月。经过第三方检测，电子束辐照组合工艺处理后的医疗废水指标优于国家传染病医院排放标准，对病毒有明显去除作用，其中甲型肝炎病毒和星状病毒去除率达到100%，粪大肠菌群数小于100MPN/L，能够实现医疗污水中抗生素的完全降解，出水水质达到《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)。目前西苑医院示范装置及系统日污水处理能力最高可达400吨。本项目的完成，标志着我国利用电子束辐照处理医疗废水技术达到国际领先水平。项目核心设备——自屏蔽电子加速器(国家原子能机构供图)　　据西苑医院院长刘振伟介绍，传统医疗废水处理方式是通过向污水中注入次氯酸钠等化学消毒剂进行微生物灭杀，易造成化学试剂残留，且无法降解污水中残留的抗生素，一旦被饮用可能导致人体产生耐药性。现在采用的电子束辐照处理技术，是通过电子加速器产生高能电子束，可以与废水中的微生物DNA、RNA分子或细胞组织瞬间发生作用，损伤微生物活性，灭杀废水废物中的致病菌和病毒，灭菌效率高、无需添加额外消毒剂、不产生二次污染，并能降解废水中抗生素等残留物质。十堰是南水北调中线控制性工程丹江口大坝所在地，确保水质对百姓健康意义重大。　　中国首台电子束辐照处理医疗废水示范装置由中广核集团与清华大学联合研制，也是首个采用先立项后补助模式并完成验收的核能开发科研项目。本项目创造性地将电子束辐照技术与医疗消毒灭菌相结合，研制团队仅用时5个月就攻克了电子束辐照技术在医疗废水领域应用工艺及核心装备等难题，自主建设了一套用于医疗废水辐照的自屏蔽电子加速器，同时建立了适用于医疗废水中病毒浓缩及检测的方法，为防止新冠肺炎病毒和其他潜在病原体在医疗废水中传播提供了高效安全的解决方案。　　中广核集团党委书记、董事长、总经理杨长利向记者介绍，中广核集团在辐照消毒灭菌、医疗废水处理等方面充分发挥核技术优势，助力共同打赢疫情阻击战。目前中广核集团正在持续拓展电子束治污技术的应用领域，将陆续建成抗生素菌渣、危废浓液、医疗固废、制药废水、垃圾渗透等示范项目。　　新冠疫情暴发以来，国家原子能机构围绕医用防护服灭菌、医疗废物处理等疫情防控堵点难点，第一时间组织开展核技术应用论证，并紧急部署了一批核技术应用科研项目。中国首个电子束辐照处理医疗废水示范装置作为典型示范项目建成投运，是继今年3月份取得电子束灭活冷链食品外包装新冠病毒研究成果之后，利用核技术助力疫情防控的又一生动实践。　　国家原子能机构副主任张建华表示，目前在国际市场上，核技术已广泛应用于工业、农业、医疗健康、环境保护等领域，年产值规模近万亿。国内核技术作为新兴产业尚处于起步阶段，市场前景广阔。下一步，国家原子能机构将统筹全行业技术资源，提升科技创新能力，与财政部、生态环境部、卫健委等有关部委共同推动核技术研究成果转化应用及产业化发展，促进核技术服务经济社会发展，为我国人民生命健康高质量发展作出应有贡献。

现在的研究中经常需要动物实验提供数据支持，这些研究包括对骨病的研究、药物管理评价和代谢中的脂肪测量等。实验对象的动物有大、小鼠和兔子等。 X射线CT系统通常用于观察和分析小动物的骨骼，人类或小动物的牙齿。对小动物的观察包括活体动物的CT成像，猝死动物整体或切除部位的体外CT成像。 本案例介绍了利用inspeXio SMX-100CT Plus采集的小鼠股骨CT图像(体外)数据以及其三维解析结果。 图1. 岛津微焦点X射线CT inspeXio SMX-100CT Plus 对小鼠股骨的观察 使用inspeXio SMX-100CT Plus微焦点X射线CT系统(图1)进行数据采集。该设备采用密封式微焦点X射线发生源，最大输出电压为100 kV，图像亮度高，可对树脂、药物、骨骼等软材料在高放大倍数下进行三维观察。图2为小鼠股骨。红色矩形框部分是股骨，红色矩形框右侧的是胫骨。图3显示了小鼠股骨的原理图。股骨由近端、股骨本身和远端三部分组成。近端肢体与臀部骨共同构成髋关节。远端肢体与胫骨共同构成膝关节。本标本观察是股骨远端离体成像的一例。图2.小鼠股骨照片 图3 小鼠股骨的原理图 图4为骨骺的横断面图像，图5为骺端和干骺端横断面图像，图6为干骺端的横断面图像。在干骺端横断面上，圆形骨区为皮质骨，内部网状区为骨小梁。使用inspeXioSMX-100CT进行锥束扫描，一次即可获得区域内所有的横断面图像，还可以连续进行图像观察。 图4骨骺的CT图像图5骺端和干骺端的CT图像图6 干骺端CT图像 图7为MPR(多平面重构)图像，MPR显示的是在虚拟空间中堆叠的多个CT图像。 图7 小鼠股骨MPR图像 图8 小鼠股骨的三维图像 小鼠股骨分析 使用X射线CT获取图像，不仅可以进行横断面和三维观察，而且可以单独提取感兴趣区域进行观察，并测量骨的厚度。 图9 小鼠股骨三维图像 图10~14显示小鼠股骨皮质骨、骨小梁及皮质骨内血管的扫描结果，图像处理为某软件公司的TRI/3D-Bon骨结构分析软件。 图10 白色：皮质骨和骨小梁红色：皮质骨中的血管绿色：生长板软骨 图11 白色：骨小梁红色：皮质骨中的血管绿色：生长板软骨 图10、11中白色为皮质骨和骨小梁、红色部分为皮质骨中的血管、绿色部分为生长板软骨，图10中皮质骨在外观上是半透明的。 图12 骨小梁和生长板软骨图13 提取的生长板软骨图14 皮质骨和骨小梁厚度的测量 图13是提取的成长板软骨。图14是对提取的皮质骨和骨小梁测量出的厚度结果，从外观上使用不同颜色标示出各不相同的薄、厚部分。 结论 使用inspeXio SMX-100CT Plus不仅可以对小鼠股骨结构进行三维观察，而且可以通过其它分析软件提取感兴趣区域，并测量、评价皮质骨和骨小梁的厚度。 另外，针对专用软件（例如TRI/3 DBON），可利用BMD模型(骨矿定量) 将影像数据的亮度值转换为CT值，分离出皮质骨和骨小梁，获得皮质骨和骨小梁各自的BMD值。因此，在骨成像后，用BMD模型代替骨成像来建立分析曲线是可行的。（此应用只可针对特定第三方软件进行。）

2023年11月8日，由山西农业大学王金明教授、海军军医大学梁晓及美国威斯康星大学Hector H. Valdivia 团队共同在国际一流期刊《Materials Today Bio》(IF= 8.200)中发表了题为“OpiCa1-PEG-PLGA nanomicelles antagonize acute heart failure induced by the cocktail of epinephrine and caffeine”的文章。在急性心脏疾病中，通过钙素（calcin）作用于利亚诺定受体（RyR）减少肌浆网中的Ca2+含量，是一种潜在的干预策略，可用于减轻β-肾上腺素能应激触发的SR Ca2+过载。然而，作为一种含有33-35个氨基酸的球形肽，calcin主要对抗轻度的室性早搏（PVCs）或和双向室性心动过速（BVTs），而不是严重持续性的双向室性心动过速（BVTs）或多形性室性心动过速（PVTs）。像大多数肽类药物一样，calcin在体内具有快速的代谢率，其半衰期甚至不到2小时，因此，有必要通过增加心脏局部浓度来提高其药效，并通过长效的药剂学方法延长其作用持续时间。本研究通过将calcin家族中最活跃的成员Opticalcin1（OpiCa1）与最常见的无毒纳米载体PEG-PLGA聚合物连接，首次合成了Opticalcin-PEG-PLGA（OpiCa1-PEG-PLGA）纳米胶束。作者发现，OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束在拮抗肾上腺素和咖啡碱引起的致命性急性心衰方面具有与OpiCa1几乎相同的作用，并具有良好的心脏靶向性、自稳定性和低毒性，研究还发现OpiCa1-PEG-PLGA纳米颗粒可在体内保持长期低浓度的OpiCa1。主要实验方法1.纳米胶束的制备： 使用特定的配方制备了OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束，确保其稳定性和有效性。2.动物模型： 使用相关的动物模型模拟急性心力衰竭，实验对象接受肾上腺素和咖啡因的混合物。3.纳米胶束给药： 给实验组注射OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束，对照组分别接受安慰剂或其他干预措施。4.监测指标：监测各种心脏参数，如心率、血压和生化标志物，以评估纳米胶束对急性心力衰竭的影响。在研究中，作者将5-8周龄的ICR小鼠，分为对照组、PEG-PLGA组、OpiCa1组和OpiCa1-PEG-PLGA组（n = 6）。静脉注射PEG-PLGA、OpiCa1和OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束12 h后，使用上海勤翔IVScope 8000小动物体内成像系统监测纳米胶束的分布情况。结果表明，与FITC标记的PEG-PLGA的分散分布相比，FITC标记的OpiCa1和OpiCa1-PEG-PLGA纳米细胞在12 h内更集中在心脏组织中，在体内表现出良好的心脏靶向性。该研究表明，OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束在对抗由肾上腺素和咖啡因联合引起的急性心力衰竭方面具有潜在的治疗作用。需要进一步的研究和临床试验来验证这些发现，并探索OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束在治疗心脏急症中的转化潜力。