部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果
頸動(dòng)脈血栓形成FLECT/CT成像
將小鼠左頸動(dòng)脈血管暴露接觸氯化鐵,誘導(dǎo)血栓形成。隨后注射Targ-Cy7或Mut-Cy7熒光探針,45分鐘后在FLECT成像設(shè)備上掃描,可視化小鼠體內(nèi)的近紅外熒光三維分布。隨后立即進(jìn)行X射線計(jì)算機(jī)斷層成像(CT),以確定小鼠的解剖結(jié)構(gòu),從而捕獲熒光信號(hào)的體內(nèi)精確定位。
結(jié)果表明,注射Targ-Cy7熒光探針后能夠清晰檢測(cè)到血栓(圖1B)。該信號(hào)定位于小鼠的左側(cè)頸動(dòng)脈血管。
對(duì)血栓所在的感興趣區(qū)域的熒光強(qiáng)度進(jìn)行定量,與Mut-cy7熒光探針在小鼠體內(nèi)的弱信號(hào)相比,Targ-Cy7熒光探針能夠顯著提高檢測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度(圖1C)。證明了FLECT成像設(shè)備檢測(cè)體內(nèi)血栓的能力。
作者隨后對(duì)頸動(dòng)脈血管進(jìn)行組織病理分析,以確認(rèn)所有小鼠(Targ-Cy7和 Mut-Cy7)左側(cè)血管存在血栓,而右側(cè)血管健康無(wú)血栓(圖1D)。每條左頸動(dòng)脈中檢測(cè)到的Targ-Cy7 FLECT信號(hào)與其血栓重量呈顯著正相關(guān)(圖1E,p =0.0006,r = 0.9807)。
閉塞性血栓形成FLECT/CT成像
除了上述的非閉塞性血栓形成模型,作者利用FLECT/CT檢測(cè)Targ-Cy7在完全閉塞的血栓模型成像(圖2)。
然而,在全閉塞模型中,檢測(cè)到的體內(nèi)FLECT和離體信號(hào)均低于在非閉塞血栓中觀察到的信號(hào)。并且熒光信號(hào)與相應(yīng)的血栓重量之間沒(méi)有顯著相關(guān)性。
這些數(shù)據(jù)表明,Targ-Cy7與完全閉塞血栓的結(jié)合較少,可能是由于血液循環(huán)受到限制,使熒光探針不能被均勻攜帶至所有血栓區(qū)域。
溶栓治療效果FLECT/CT成像
為了證明 FLECT/CT 成像設(shè)備具備治療效果監(jiān)測(cè)能力,頸動(dòng)脈血栓小鼠模型注射Targ-Cy7,并在整合素聯(lián)合抗血小板溶栓在治療前、后進(jìn)行掃描(圖3A)。
正如預(yù)期的那樣,FLECT/CT在治療前檢測(cè)到小鼠左頸動(dòng)脈血栓中Targ-Cy7熒光探針的積聚。在初始掃描之后,小鼠接受治療以破壞形成的血栓,并利用FLECT/CT 再次成像。
治療后的掃描結(jié)果顯示,在血栓區(qū)先前檢測(cè)到的Cy7-NIR信號(hào)消失,提示這種溶栓治療策略的有效性。
作者隨后使用兩個(gè)治療組的受損血管的離體成像和組織學(xué)分析證實(shí)了這一點(diǎn)(圖3B)。
肺栓塞FLECT/CT成像
在FLECT/CT 成功診斷氯化鐵動(dòng)脈血栓形成模型后,作者進(jìn)一步確定 FLECT/CT能否發(fā)現(xiàn)靜脈血栓引起的肺栓塞。靜脈血栓是常見的死亡原因,臨床上難以診斷,這顯然需要更好的非侵入性成像技術(shù)。
小鼠靜脈注射栓塞劑誘導(dǎo)血小板活化和形成,停留在肺微血管中的血栓,導(dǎo)致肺栓塞。注射凝血素后觀察小鼠呼吸困難,注射熒光探針45分鐘后。然后在FLECT/CT成像設(shè)備上掃描小鼠。
使用Targ-Cy7熒光探針小鼠診斷為肺栓塞(圖4),由于肺在正常CT掃描上沒(méi)有形成對(duì)比,因此在安樂(lè)死后將造影劑灌注到器官中,并對(duì)小鼠進(jìn)行重新掃描,以確保檢測(cè)到的FLECT信號(hào)確實(shí)定位于肺(圖3A,底部)。
對(duì)感興趣區(qū)域的定量分析顯示,Targ-Cy7小鼠的熒光信號(hào)水平明顯高于其對(duì)照組-熒光探針,(p=0.0286)(圖4B)。進(jìn)一步的體外實(shí)驗(yàn)和對(duì)肺的組織學(xué)分析證實(shí),這些信號(hào)與肺中的血栓有關(guān)(圖4C)
三維熒光發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(InSyTe FLECT/CT)應(yīng)用聚焦
Karlheinz Pete研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了靶向活化血小板特異性的免疫近紅外探針,并利用InSyTe FLECT/CT無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)動(dòng)物體內(nèi)血栓栓塞的診斷和治療作用。
Karlheinz Pete認(rèn)為,無(wú)論是在研究血栓形成機(jī)制方面,還是在新型溶栓藥物的開發(fā)篩選方面。能夠非放射性、無(wú)創(chuàng)檢測(cè)血栓栓塞的三維熒光掃描成像技術(shù),具有低成本和高靈敏度的特點(diǎn),在臨床前心血管動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中上發(fā)揮著重要作用。
期刊名稱:Theranostics
原文標(biāo)題:A Unique Recombinant Fluoroprobe Targeting Activated Platelets Allows In Vivo Detection of Arterial Thrombosis and Pulmonary Embolism Using a Novel
Three-Dimensional Fluorescence Emission Computed Tomography (FLECT) Technology
作者:Bock Lim *,Karlheinz Peter ,et,al.
發(fā)表單位:Atherothrombosis & Vascular Biology, Baker IDI Heart and Diabetes Institute, Melbourne, Australia
發(fā)表時(shí)間:2017年2月
DOI:https://doi.org/10.7150/thno.18099
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