小动物活体光学成像技术在抗肿瘤药物的研发中也发挥重要的作用

小动物光学活体成像技术在抗肿瘤药物的研发中也发挥重要的作用，利用荧光素酶标记肿瘤细胞，并移植入动物体内建立肿瘤疾病动物模型，应用小动物活体光学成像技术观测给药后肿瘤光学信号的变化情况，进而评价不同药物、特定的给药途径、时间、剂量等药物递送策略对肿瘤的治疗效果。

例如figure2：利用萤火虫荧光素酶标记的MDA-MB-435乳腺癌细胞株，构建肾包膜肿瘤模型，评估三种不同药物或剂量的治疗效果。

（A,C）应用IVIS 成像系统长期观测3种药物对肾包膜乳腺癌移植瘤的治疗效果，并进行定量分析，结果显示30 mg/kg Docetaxel（TXT）对肿瘤的生长抑制效果*好； （B,D）应用IVIS 成像系统长期观测3种药物对肾包膜乳腺癌移植瘤肺部转移的抑制效果，并进行定量分析，结果显示30 mg/kg Docetaxel（TXT）对肿瘤转移的抑制效果*好。（Cathy Zhang, et al. Clin Cancer Res  2009 ）

相对于触诊、肿瘤体积测量等传统方法，利用高灵敏度的生物发光成像技术进行药物评价，可以更灵敏的发现残余病灶点或尽早发现肿瘤的复发，从而更准确的对药物治疗效果进行判定。利用生物发光成像技术进行药效评价的另一独特优势在于，可以明确判断药物是否有效杀死肿瘤活细胞。这是因为生物发光的原理是基于活细胞环境的酶催化。因此，能够发光的细胞必须是活跃的。

除了应用生物发光技术研究药物对肿瘤的治疗效果外，荧光成像技术也可以应用于此类研究，主要是通过外源性注射功能性荧光试剂观察药物对肿瘤某一方面的治疗，例如使用反映血管生成的荧光试剂来观察药物对肿瘤血管生成的抑制作用（figure 3）；又如利用反映细胞凋亡的荧光试剂观测由于药物治疗而诱发的肿瘤细胞凋亡情况（figure 4）。

figure 3：应用AngioSense 680荧光试剂研究CT322药物在抑制肿瘤血管新生方面的作用效果。
M Ackermann , et al. INTERNATIONAL JOURNAL OF ONCOLOGY  2011

figure 4：应用Annexin-Vivo 750靶向类荧光试剂观测药物处理后引发的肿瘤细胞凋亡，定量结果显示应用荧光成像技术能够灵敏观测到药物诱导的细胞凋亡发生，而肿瘤体积测量数据显示对照组和治疗组的肿瘤体积无明显差异，因而无法反映药物诱导的细胞凋亡情况。
Kristof Schutters , et al. Apoptosis 2010

除了在肿瘤研究中的应用，小动物活体光学成像技术因其可实时监测活体内生物学事件的发生发展，以及操作极其简单、所得结果直观、灵敏度高等特点,在刚刚发展起来的几年时间内已在生命科学基础研究、临床前医学研究及药物研发等领域得到非常多的应用。