基于显微 CT 和荧光分子层析成像的多模态成像方法对博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化的纵向评价

本研究在 IPF 样小鼠模型上的总体目标是使用 FMT 和 micro-CT 等无创成像技术纵向监测肺纤维化。这种方法可以推进关于肺纤维化中发生的这种特定分子事件的顺序。该技术的主要优点是可以无创监测特定分子事件的解剖变化。

该技术的应用扩展到 IPF 病理学的治疗，因为 FMT 和 micro-CT 的融合代表了研究疾病进展和新疗法评估的可能性。首先将麻醉的鼠标放在插管平台上，将其悬挂在放置在导线上的门牙。打开喉镜，然后取一对钝头镊子，轻轻张开嘴巴。

将喉镜刀片朝向口腔后部，直到看到气管的开口。用另一只手将连接到 PE 管末端的输送管插入气管。旋转三通阀以输送 50 μL 博来霉素。

安装后迅速从气管中取出管子，以防止窒息。将鼠标竖直放置几秒钟。对于探针注射，抓住鼠标的尾巴，让它抓住笼盖。

然后抓住鼠标的肩膀并握住鼠标的骷髅。将尾巴浸入装有温水的烧杯中，使静脉肿胀，以便于观察和插入针头。找到尾巴两侧的两条尾静脉，而不是尾巴下侧的动脉。

将装有 MMP 的 26 号针头插入静脉，并以每公斤体重 10 毫升的速度注射 MMP 探针溶液。要开始，请初始化日期采集软件并在数据库中为实验打开一项新研究。在开始成像之前，将剃光和麻醉的鼠标转移到成像盒的中间。

将鼠标平放、固定，并轻轻按压在成像盒的两个窗口上。然后在软件的扫描窗口中，单击"主题"，然后预览以查看实时图像。绘制足够大的扫描区域，以便捕获预期荧光区域周围的组织。

绘制 ROY 后，单击 Add to Reconstruction Queue"，然后单击 Scan"对鼠标进行成像。图像采集完成后，从成像盒中取出鼠标并放回主笼中。使用 ROY 工具量化荧光的皮摩尔，并将来自肺部区域的信号的 ROY 降低约 700 至 800 立方毫米。

每 7 天或根据需要重复成像。要通过显微 CT 成像，首先按下绿色电源按钮打开显微 CT，然后启动软件以预热 X 射线源。通过单击 New Database 创建数据库"，并根据实验中的鼠标数量构建浏览器。

在开始扫描之前，请在软件控制窗口中选择采集参数，如下所示。将 X 射线管电压设置为 90 千伏，将 CT X 射线管电流设置为 160 微埃，将实时 X 射线管电流设置为 80 微埃，将视场设置为 36 毫米。选择 no Gating Technique（无门控技术）和 High Resolution（高分辨率）和 4 minutes for scan techniques（扫描技术）。

通过吸入 3% 异氟醚麻醉小鼠后，将其放在插入小孔的动物床上，鼻锥提供恒定的麻醉剂供应。用胶带将爪子固定在床上，让胸部露出来。接下来，关闭乐器门并打开实时模式，通过按下捕获按钮实时查看鼠标位置。

使用 CT 仪器上的按钮移动动物床，使胸部与视野对齐。鼠标居中后，旋转龙门架以确认最佳床位置，方法是选择 90 度并单击"设置"然后单击 CT 扫描按钮。单击 Yes（是）"，以通知 X 射线源将打开。

成像后，将动物放回笼子中并监测，直到从麻醉中完全恢复。每 7 天或根据需要重复成像。用 Masson 三色染色揭示了肺组织中的形态。

博来霉素处理组的照片显示，从第 7 天开始，纤维化模式明显，主要是单个纤维化肿块，并在第 14 天进展为取代胶原蛋白的汇合砾岩，直到第 21 天才改变。重复的显微 CT 成像允许量化和分割纤维化肺叶中的气道。气道分为中央部分和远端部分。

气道的远端部分是肺内道，分为右颅叶、右中叶、右尾叶、右副叶和左肺。气道半径的定量显示，与盐水对照相比，博来霉素处理的小鼠的桡骨增加。每个点代表总共 30 只小鼠的 5 只动物的平均值的平均标准误差。

在不同时间点对载体或博来霉素处理的小鼠进行总肺纤维化量化表明，这些 micro-CT 参数与组织学结果一致。一旦掌握了这项技术，就可以常规进行药物筛选。开发后，这项技术为肺纤维化疾病领域的研究人员在类似 IPF 的动物模型中探索重复治疗的疗效铺平了道路。