散斑血流成像专题（16）丨激光散斑成像技术在斑马鱼中应用

激光散斑成像技术能够提供斑马鱼胚胎的三维图像，有助于研究血管发育、神经活动等生物过程。斑马鱼模型因其与人类高度的生物相似性、繁殖力强、胚胎透明性以及易于基因操作等特性，在药物开发和人类疾病模型研究中非常有价值。利用斑马鱼进行高通量成像实验，可以在三维环境下评价成千上万的化合物，筛选疾病和毒性模型，并通过自动化高速Z堆叠拍摄保持在最佳焦平面，实现对完整表型的可视化和测量。

激光散斑成像技术在斑马鱼模型中具有多样化应用，斑马鱼激光散斑成像技术在药物筛选中的应用主要体现在高通量筛选和疾病模型的表型分析。斑马鱼激光散斑成像技术在药物筛选中的多样化用途，从快速筛选微量成分到高通量疾病模型的表型分析，为药物开发和疾病研究提供了有力的实验工具。

应用：

1. 高通量成像实验：斑马鱼由于其与人类的生物相似性、胚胎透明性以及易于基因操作等特性，成为药物筛选的有用模型。利用斑马鱼进行高通量成像实验，可以在三维环境下评价成千上万的化合物，筛选广泛的疾病和毒性模型 。

2. 药物筛选与疾病模型：斑马鱼模型被广泛应用于人类疾病模型的构建，如代谢综合症、肿瘤血管生成、心力衰竭等。利用高内涵筛选系统，可以实现对斑马鱼体内表型的可视化和测量，从而进行药物筛选 。

3. 微量成分的快速筛选：斑马鱼模型也用于天然药物微量成分的快速筛选，为中药现代化研究提供了新的途径 。

4. 多功能自动化高通量药物筛选平台：自动化高通量药物筛选平台，结合WiScan®Hermes高内涵成像系统和WiSoft®Athena Zebrafish应用程序，利用人工智能算法自动检测和分析斑马鱼胚胎，提高了药物筛选的效率和准确性 。

5. 激光散斑衬比血流成像技术：在药物筛选中，激光散斑成像技术可用于实时监测活体组织中的血流变化，对药物的血管生成抑制效果进行评估 。

使用高分辨率共聚焦拉曼光谱成像（cRSI）技术，可获取斑马鱼胚胎的3D图像，揭示了生物分子的异质性，如区分了由两种不同菌株引起的结核病病变。使用共聚焦拉曼光谱成像来可视化和多元分析未经标记的斑马鱼胚胎中提取的生物分子信息。这种方法在以下方面的广泛应用：(i) 三维视角下整个胚胎的生物分子分布可视化，(ii) 亚细胞空间分辨率下解剖特征的解析，(iii) 在斑马鱼胚胎结核病模型中对野生型和ΔRD1突变型海洋分枝杆菌菌株的生物分子特征分析和区分，以及 (iv) 活体斑马鱼胚胎创伤反应的实时时间监测。总体而言，共聚焦拉曼光谱成像在比较完整和活体斑马鱼胚胎的生物分子分析中具有重要应用。

共聚焦拉曼光谱成像在斑马鱼胚胎应用的示意图

参考文献：

Høgset, H., Horgan, C.C., Armstrong, J.P.K. et al. In vivo biomolecular imaging of zebrafish embryos using confocal Raman spectroscopy. Nat Commun 11, 6172 (2020).

Huan, H., et al., High-throughput screening for bioactive molecules usingprimary cell culture of transgenic zebrafish embryos. Cell Rep, 2012 Sep27; 2(3):695-704

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