趙小鴿，王曉霏，楊 陽

(西安交通大學(xué) 醫(yī)學(xué)部 生物醫(yī)學(xué)研究實驗中心，陜西 西安 710061)

大型儀器在高校中的運用越來越廣泛，學(xué)校管理人員對大型儀器的管理越來越規(guī)范，使師生的合理實驗要求基本能得到滿足，盡可能使大型儀器的得到充分使用、使資源利用最大化。大型儀器小動物活體成像系統(tǒng)在高校研究生的科研和實驗教學(xué)中發(fā)揮著越來越重要的作用。小動物活體成像系統(tǒng)是高等醫(yī)學(xué)類院校常見的一種大型儀器，具有穿透一定厚度機體組織的特性，常用于腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移、生物醫(yī)學(xué)材料觀測、藥物代謝、示蹤和療效等領(lǐng)域。具有操作簡單、無創(chuàng)、連續(xù)、動態(tài)、成像直觀等特點。

1 小動物活體成像系統(tǒng)在教學(xué)中的運用

小動物活體成像系統(tǒng)隸屬于生物醫(yī)學(xué)研究實驗中心，本中心承擔(dān)醫(yī)學(xué)部全體碩士博士研究生的選修課《高級生物醫(yī)學(xué)技術(shù)》，此課程采用小班化教學(xué)，教學(xué)人數(shù)控制在15～20人，包括的實驗內(nèi)容分為基礎(chǔ)實驗篇和高級實驗篇?；A(chǔ)實驗篇中包括常見的免疫組化技術(shù)，以及對免疫組化結(jié)果進行分析的圖像信號采集系統(tǒng)，細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，激光共聚焦顯微鏡、流式細(xì)胞儀的使用、Western Blot、 Real-Time PCR等。高級實驗篇包括小動物活體成像系統(tǒng)、染色質(zhì)免疫共沉淀(Chip)、DNA甲基化分析、CRISP/CAS9基因編輯系統(tǒng)等。其中涉及到使用大型儀器小動物活體成像系統(tǒng)的實驗為小動物活體成像技術(shù)原理、操作的講解及演示。在此次教學(xué)過程中，實驗動物為昆明小鼠或裸鼠，方法為實驗課前三周培養(yǎng)帶有熒光素酶的腫瘤細(xì)胞，前兩周皮下接種帶有熒光素酶的腫瘤細(xì)胞，繼續(xù)飼養(yǎng)至實驗課當(dāng)天。在對活體成像系統(tǒng)的原理、使用方法及注意事項進行講解后，在小鼠或裸鼠腹腔內(nèi)注射濃度為15 mg/mL底物熒光素鈉鹽200 μL，15min后麻醉動物觀察腫瘤的位置、大小及轉(zhuǎn)移等情況，可見如圖1所示結(jié)果。

圖1 小鼠和裸鼠注射腫瘤細(xì)胞后小動物活體成像系統(tǒng)檢測結(jié)果

2 小動物活體成像系統(tǒng)在科研中的運用

本中心小動物活體成像系統(tǒng)購置于2010年，同年9月份開始正式啟用。在2010年9月份后全校師生可以通過撥打?qū)嶒炛行姆?wù)電話或者直接上門預(yù)約小動物活體成像系統(tǒng)使用。但是在此期間實驗師生預(yù)約過程耗時長，需要專門人員接待預(yù)約人員并做儀器計費管理等，同時專門接待人員還需要將預(yù)約信息及時告知小動物活體成像系統(tǒng)專門管理人員，這樣易造成在預(yù)約和實驗的整個過程中實驗人員和專門管理人員的溝通不暢，為實驗人員帶來不便，影響科研效率。

2018年小動物活體成像系統(tǒng)納入學(xué)校大型儀器設(shè)備物聯(lián)共享系統(tǒng)，之后有需要進行實驗的師生(實驗人員)使用前需要首先在共享系統(tǒng)預(yù)約、預(yù)約成功后小動物活體成像系統(tǒng)專門管理人員可看到預(yù)約信息，可在實驗前對實驗人員再次進行比較有針對性的技術(shù)培訓(xùn)。實驗人員可以查詢所有預(yù)約信息，可以根據(jù)已預(yù)約時間合理安排自己的實驗時間。實驗人員查詢到其他實驗人員的預(yù)約時間后，可以在其他實驗人員的實驗時間提前到實驗室了解小動物活體成像系統(tǒng)的使用方法等。在現(xiàn)場實地觀察實驗操作流程，可以對實驗操作流程有更為直觀的認(rèn)識，為自己實驗的順利進行預(yù)先準(zhǔn)備，使科研順利進行。此外實驗人員可以在此平臺查詢此儀器計費等情況，合理安排科研經(jīng)費的使用。此種提前預(yù)約制度可以提高大型儀器的使用效率，方便師生合理安排實驗進行科學(xué)研究。

小動物活體成像系統(tǒng)在科學(xué)研究中的運用范圍甚廣，最常見的如腫瘤相關(guān)研究、藥物靶向性、熒光探針靶向性及分布特征等方面的研究。田泉等對雌性小鼠分別經(jīng)皮下注射(皮下移植瘤組)或尾靜脈注射(肺轉(zhuǎn)移瘤組)轉(zhuǎn)染了慢病毒載體的JAR細(xì)胞，后經(jīng)小動物活體成像系統(tǒng)觀察JAR細(xì)胞皮下移植瘤及肺

轉(zhuǎn)移瘤形成的情況，發(fā)現(xiàn)在肺轉(zhuǎn)移瘤組小鼠中肺部單發(fā)或多發(fā)性實體腫塊[1]。劉凡等建立了NK92-Luc 裸鼠移植瘤模型，后在不同時間點利用小動物活體成像系統(tǒng)觀察腫瘤的生長動態(tài)[2]。小動物活體成像系統(tǒng)為腫瘤的發(fā)生發(fā)展、轉(zhuǎn)移等情況提供直觀證據(jù)。另有研究人員利用小動物活體成像系統(tǒng)研究新型熒光探針在動物體內(nèi)的分布及敏感性等。例如將新型熒光探針經(jīng)內(nèi)眥靜脈快速注入小鼠體內(nèi)，4 h后利用小動物活體成像系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，明顯的熒光信號出現(xiàn)在膽囊、膽囊管、左右肝管、肝總管等處。而其他位置如心、肝、胰、脾、腎、十二指腸、小腸等無熒光信號[3]。在BALB/c裸鼠右側(cè)腋窩注射人小細(xì)胞肺癌細(xì)胞懸液建立裸鼠肺癌模型，后隨機對成模的裸鼠給予尼羅紅混懸液和尼羅紅油包水納米乳，通過小動物活體成像系統(tǒng)分別在不同的時間點觀察這兩種不同類型示蹤劑在荷瘤小鼠中熒光強度的動態(tài)分布情況[4]。

本中心的小動物活體成像系統(tǒng)在研究生實驗教學(xué)中使用已持續(xù)近十年，約四百名學(xué)生對此系統(tǒng)進行了學(xué)習(xí)。在今后的研究生實驗教學(xué)中需要更新實驗內(nèi)容，進一步拓展儀器的使用范圍，增加開放性探索性實驗，增加學(xué)生的開放性思維能力。在之后的工作中，我們應(yīng)考慮將小動物活體成像系統(tǒng)推廣到本科生的實驗教學(xué)中，使更多的學(xué)生更早接觸到大型儀器，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。此外，對學(xué)生關(guān)于小動物活體成像系統(tǒng)的培訓(xùn)可采用更為方便、快捷的方式，例如制作簡單易懂的PPT、錄制簡單

的操作流程、提供經(jīng)典的以及最新的參考文獻(xiàn)。大型儀器設(shè)備物聯(lián)共享系統(tǒng)的建立確實為實驗人員提供了方便，之后還可以考慮加強各大型儀器專門管理隊伍建設(shè)、設(shè)立大型儀器設(shè)備專項維護和維修基金等[5]。