小鼠感染细菌引发炎症应答的3D图像

研究人员得到了动物机体对细菌感染进行应答的3D图像，为系统性研究机体免疫应答提供了新工具，并能由此识别免疫应答中涉及的蛋白质，这一技术将帮助人们发现传染病的新生物标志，有助于研发新的治疗药物。

Vanderbilt大学的跨学科研究团队将核磁共振成像MRI与质谱成像相结合，成功得到了小鼠感染细菌引发炎症应答的3D图像。这一新技术发表在Cell Host & Microbe杂志上，为发现参与炎症应答的新蛋白提供了宝贵工具。

文章的资深作者Eric Skaar博士强调，是Vanderbilt大学独一无二的资源优势使感染过程的3D成像得以实现。 “这一研究难以在其他大学实现，因为绝大多数学校并不具有这样的资源，”Skaar说。这些资源包括Vanderbilt大学成像科学研究所VUIIS的动物成像技术和质谱研究中心MSRC的质谱成像技术。“正是由于我们研究传染病的团队能够获得这些有利资源，才能够开发出如此有力的新技术。”Skaar说。

整个机体的强炎症应答是全身性细菌感染的标志。用于分析感染引发免疫应答的技术通常基于单个器官系统而缺乏空间性信息。此外，分析单个免疫蛋白通常需要特异性靶标目标蛋白的抗体，由此限制了能进行分析的蛋白范围。

Skaar及其团队旨在对感染过程进行三维尺度成像，在得到整个动物体图像的同时，识别感染部位产生的蛋白。核磁共振成像能够提供组织损伤的详细解剖学图像。而质谱成像则是直接检测蛋白、脂类以及其他代谢物的独特方法，能够在组织样本中定位这些物质的分布。

研究团队中的Ahmed Attia博士用金黄色葡萄球菌感染小鼠，随后将被感染小鼠送去进行MRI成像和质谱成像研究。随后研究人员开发了特殊算法，结合多种数据，对小鼠的炎症应答进行了3D成像。

通过新技术得到的感染动物3D图像，研究人员能够观察免疫系统的蛋白如何对感染进行应答，并确定感染组织所处的位置。这项研究为人们提供了系统性研究感染的新途径，研究人员称这一技术具有极大的潜力。

研究团队计划鉴定那些“在病原菌与宿主的接触区域中起重要作用的蛋白质，这一区域正是宿主免疫系统与入侵细菌之间的战场，”Skaar说。研究人员将进行深入分析，寻找致病菌感染过程的新生物标志，从而改善诊断方式或者使其成为治疗新靶点。

免疫应答在传染病、癌症和自体免疫性疾病中都具有重要作用，而这一新技术能帮助所有对免疫应答成像有兴趣的研究者。这一技术是非介入性的（质谱成像需要组织切片），可用于分析取自患者的组织（如肿瘤）。

研究人员指出，质谱成像技术具有极高的研究价值，这一技术不需要特异性的靶标试剂（如抗体），这就是说人们应用这一技术并不需要预先知道要找什么，有利于将分子事件与疾病症状联系在一起。本研究中的新技术能够系统性地研究感染所引发的炎症，这一技术具有很大的分子病理学应用潜力。

（生物通编辑：叶予）