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韩鸿宾教授课题组在细胞微环境活体成像领域取得新进展

作者:发布时间:2015-12-21点击率:

  

  在国家自然基金委、“十二五”科技支撑计划、科技部重大仪器专项的系列支持下,韩鸿宾教授课题组建立了基于磁示踪原理的新型细胞微环境成像分析方法,并在脑微循环研究领域取得突破。细胞学说是现代医学与生命科学发展的核心理论根基,百十年来,针对细胞的研究成绩斐然。相比而言,针对细胞微环境,尤其是活体细胞微环境的认识和研究手段都非常有限。现有关于脑微环境结构的认识与知识基本来源于美国纽约大学Nicholson教授在上世纪90年代发明的两种测量方法:电化学法与光学示踪法。由于原理和技术性能的限制,上述方法只能采集到组织浅表(约200um)或小范围(50-200um)的信息。为获取生物体深部广阔区域细胞微环境的结构与功能信息,韩鸿宾教授于2003年开始着手研究基于磁学原理的新型测量方法,经过十多年潜心攻关,成功建立了磁示踪细胞间隙成像分析法,实现了对深部细胞间隙结构与功能信号的同步采集与定量分析,该方法已获批国家发明专利(ZL200980126605.2)。

  由于磁示踪法在探测深度、精度等技术性能方面的进步,我们在脑微循环领域有了新的科学发现:在对大鼠脑深部核团组织液引流进行研究的过程中,发现了脑细胞间隙存在分区分隔特征,即不同脑区组织液的流动速度、方向与最大分布范围都各不相同,且不同脑区组织液的流速可通过外界刺激来进行有效调控,研究成果在线发表于Scientific Reports(http://www.nature.com/articles/srep17673)。依此发现,韩鸿宾教授提出脑分区稳态的理论假说。基于该假说,针对多数药物无法跨越血脑屏障的科学难题,建立了一套经脑细胞间隙途径的新型给药方法,对药物在脑内分布进行精准计算,成功实现超低剂量、高效、低毒脑病药物治疗,该方法近期获批美国发明专利(US 9192619)。目前,磁示踪法已在药学、发育、脑认知、组织工程、航空航天以及临床多种常见疾病的诊治研究中展开应用。