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更新時間:2026-06-24
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炎癥性腸病,包括克羅恩病和潰瘍性結腸炎,是一類慢性、易發性、非特異性的腸道炎癥疾病。其發病率在全球范圍內持續上升,已成為消化系統疾病研究的熱點領域。然而,炎癥性腸病的發病機制研究以及抗炎藥物的療效評價,長期受困于一個技術難題:結腸位于腹腔深部,前方覆蓋著肝臟、胃和小腸,且腸道內容物(尤其是未消化的植物纖維和糞便色素)會產生強烈的自發熒光。當研究者試圖通過活體成像技術監測結腸炎癥時,來自腸道內容物的背景信號往往比真實的炎癥信號高出數倍甚至一個數量級,使得有效信號淹沒在背景之中。
傳統的炎癥性腸病研究高度依賴終點法。研究者每日記錄動物體重變化、糞便性狀和便血情況,在實驗結束時處死動物,取出完整結腸測量長度,進行組織病理學評分。這種方法存在明顯缺陷:首先,體重等宏觀指標滯后于炎癥發生;其次,終點數據無法回答炎癥是從結腸近端向遠端蔓延,還是從某個局部病灶向外擴散;更關鍵的是,無法在同一個體內追蹤抗炎藥物起效的時間過程。
科辰星飛植物/小動物活體成像系統將專為克服泥沙和基質背景干擾而開發的雙波長減影算法,成功應用于腸道炎癥成像。該技術通過在不同波長下分別采集信號,利用真實熒光素酶發光與背景自發熒光的光譜差異,逐像素扣除腸道內容物和組織本身的背景貢獻,僅保留報告基因的真實信號。
研究團隊在NF-κB-luc轉基因小鼠中建立了DSS誘導的結腸炎模型。NF-κB是炎癥反應的核心轉錄因子,其活化驅動下游數十種炎性因子的表達。使用科辰星飛系統對同一組小鼠進行連續8天的活體成像,結果顯示:造模前基線期全腹無明顯信號;第2天降結腸區域出現局灶性微弱信號;第4天信號強度較基線上升3倍,并擴散至整個降結腸和直腸;第5-7天信號達到峰值(較基線上升8倍),空間分布顯示為彌漫性全結腸炎,與組織病理學中的炎細胞彌漫浸潤一致。最為關鍵的是,將含有腸道內容物的圖像與排空腸道后的圖像對比顯示,科辰星飛的減影算法成功扣除了超過90%的背景干擾,使得真實炎癥信號清晰可辨。
該技術已被多家炎癥性腸病藥物研發企業采用。科辰星飛,使消化道炎癥研究實現了“活體、日間、區域定位、背景剔除"的系統性動態監測。