利用 InSyTe FLECT/ CT 成像技術(shù)動(dòng)態(tài)觀察急性肺結(jié)核小鼠感染模型

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究所占玲俊博士在2021年6月“醫(yī)學(xué)研究雜志”（DOI 10. 11969 / j. issn. 1673-548X. 2021. 06. 013）發(fā)表了一篇短文，我們獲得了占博士的許可后，截取了摘要和少許內(nèi)容（包括圖片）放在本公眾號(hào)發(fā)出。

  本文構(gòu)建了可應(yīng)用于活體成像的近紅外熒光減毒牛型結(jié)核分枝桿菌,并利用三維熒光發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描( InSyTe FLECT / CT)成像技術(shù)動(dòng)態(tài)觀察不同感染途徑下急性肺結(jié)核小鼠感染模型的建立。
通過(guò)基因重組的方式將近紅外熒光蛋白( near - infrared fluorescent protein,iRFP) 基因 iRFP720 插入到游離型載體 pMV261 質(zhì)粒,將攜帶 iRFP720 基因的質(zhì)粒轉(zhuǎn)染 至 Mycobacterium bovis BCG str. Pasteur 1173P2(簡(jiǎn)稱 BCG) 中,篩選出穩(wěn)定表達(dá) iRFP720 熒光蛋白的單克隆菌株 Mycobacterium bovis BCG str. Pasteur 1173P2::pMV261 - iRFP720(簡(jiǎn)稱 BCG - iRFP720) 。體外傳代擴(kuò)增后分別經(jīng)腹腔和尾靜脈接種途徑感染 C57BL / 6N 小鼠,建立可視化急性肺結(jié)核小鼠感染模型,通過(guò) InSyTe FLECT / CT 成像技術(shù)動(dòng)態(tài)觀察熒光菌株在小鼠體內(nèi)分布情況。

結(jié)果 

        獲得了高水平穩(wěn)定表達(dá)近紅外熒光蛋白的 BCG - iRFP720 熒光菌株。該熒光菌株體外多次傳代后在細(xì)胞水平和動(dòng) 物體內(nèi)水平均能被激發(fā)出明顯紅色熒光,將穩(wěn)定表達(dá)熒光蛋白的單克隆菌株分別經(jīng)腹腔和尾靜脈接種途徑感染小鼠,InSyTe FLECT / CT 活體成像發(fā)現(xiàn),腹腔注射感染后第 5 天可見(jiàn)小鼠肺部紅色熒光出現(xiàn)

而尾靜脈注射感染后第 1 天即可見(jiàn)小鼠肺部紅色熒光出現(xiàn)。

結(jié)論 

        成功建立了穩(wěn)定表達(dá)近紅外熒光蛋白的減毒牛型結(jié)核分枝桿菌菌株。采用 InSyTe FLECT / CT 成像技術(shù)構(gòu)建的可視化急性肺結(jié)核小鼠感染模型是拓展分枝桿菌在體內(nèi)生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移及治療相關(guān)研究的理想模型。

        在結(jié)核病研究中，新型抗結(jié)核藥物的迫切需求：促使藥物快篩創(chuàng)新方法的出現(xiàn)，以加快藥物開(kāi)發(fā)進(jìn)程[17 ~ 19] 。 

        傳統(tǒng)的結(jié)核病小鼠模型，在抗結(jié)核藥物快速篩選早期存在顯著瓶頸，部分原因是：動(dòng)物模型中結(jié)核菌負(fù)擔(dān)以靶器官組織勻漿 CFU 來(lái)衡量；而結(jié)核分枝桿菌在體外復(fù)制時(shí)間長(zhǎng)，在固體培養(yǎng)基上生長(zhǎng)成為肉眼可見(jiàn)菌落，可能需要長(zhǎng)達(dá)4周左右。

        InSyTe FLECT / CT多模態(tài)成像系統(tǒng)，采用業(yè)界首創(chuàng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)架式全角度熒光斷層成像技術(shù)，可以在完整的 360°范圍內(nèi)獲取 CT 和熒光數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)深層組織的無(wú)放射性同位素分子成像[20] 。同時(shí)，其高敏感度、非損傷性、獲取時(shí)間短、可實(shí)時(shí)提供疾病進(jìn)展和治療效果替代讀數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了上述傳統(tǒng)方法所處的困境，特別適合在小鼠中快速篩選候選藥物。

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