技术分享之IVIS活体成像应用（一）：纳米材料递送系统的器官组织靶向情况

品牌：Revvity

型号：IVIS SPECTRUM

设备简介

中科南京生命健康高等研究院配备的IVIS Spectrum 小动物活体能够实现无创性检测小鼠体内疾病发展情况，通过生物发光/荧光发光的方式在小鼠体内进行标记后，即可实现长期、连续性地动态监测疾病的发生发展。该设备具有出色的成像效果、多种成像模式和灵活可拓展的视野等优势，是全球领先的小动物活体成像平台。

优点一览

小动物活体成像技术与传统屠宰动物的方式不同，它能直接监控活体生物体内的细胞活动和基因行为。借助光学检测设备，可观测活体动物体内肿瘤生长与转移、感染性疾病发展过程、特定基因表达等生物学过程。而且能对同一种实验对象在不同时间点进行记录，跟踪标记细胞及基因的移动和变化，让数据更真实可靠。

目前该技术主要有生物发光和荧光两种，在生物学和医学领域应用广泛：

1. 标记细胞方面：用于癌症（肿瘤示踪）及药物研究、干细胞研究、细胞凋亡研究。

2. 标记DNA及RNA方面：在基因治疗应用较多。

3. 标记基因方面：用于转基因动物模型研究、基因表达和药物代谢研究。

4. 标记细菌方面：可检测蛋白质相互作用、代谢等，还能连续观察细菌对机体的侵染过程以及抗病毒药物和抗生素对其病理过程的影响。

应用实例展示

纳米材料递送系统的器官组织靶向情况

韩国科学技术院Sangyong Jon和Hee-Seung Lee在2024年刊登于《Advanced Materials》的“Glycocalyx-Mimicking Nanoparticles with Differential Organ Selectivity for Drug Delivery and Therapy”这篇研究中发现了一种新的纳米颗粒平台，能够以组织和细胞选择性的方式将药物运送到不同的目标器官。

研究者通过体内筛选的方式来鉴定不同组合的GlyNPs的器官选择性。每一种GlyNPs（Cy7.5）通过眼眶后给药的方式注射入小鼠体内，在795 nm处的吸收使其荧光强度归一化。注射后3小时，采集所有主要器官并使用活体成像系统（IVIS）进行荧光成像。

研究者观察到某些GlyNP组合在肝脏、肾脏、脾脏（图f、g、h，红色字母表示高器官靶向GlyNP命中）、心脏、肺和大脑（详细见文章补充图）表现出优先的生物分布。这些结果表明了使用GlyNP文库作为识别高器官靶向纳米颗粒的平台的可行性。GlyNPB和GlyNPAB组合被鉴定为高肝脏靶向的GlyNP点；GlyNPAD和GlyNPACD组合被鉴定为高肾脏靶向的GlyNP点；GlyNPC和GlyNPAC 组合被鉴定为高脾脏靶向的GlyNP点。总的来说，研究者的体内器官生物分布研究结果表明，GlyNP上糖片段的组合决定了它们的器官靶向能力，GlyNP文库可用于识别器官靶向的纳米颗粒。

参考文献：

Kim D, Whang CH, Hong J, Prayogo MC, Jung W, Lee S, Shin H, Kim Y, Yu J, Kim MJ, Kim K, Lee HS, Jon S. Glycocalyx-Mimicking Nanoparticles with Differential Organ Selectivity for Drug Delivery and Therapy. Adv Mater. 2024 Jul;36(27):e2311283. doi: 10.1002/adma.202311283. Epub 2024 Mar 21. PMID: 38489768.