心臟將血液注入動(dòng)脈血管后有規(guī)律的收縮將血液推入毛細(xì)血管網(wǎng)，在微動(dòng)脈和微靜脈之間的血液循環(huán)稱之為微循環(huán)。正常情況下，微循環(huán)血流量與人體組織、器官代謝水平相適應(yīng)，使人體內(nèi)各器官生理功能得以正常運(yùn)行。微循環(huán)功能障礙或微循環(huán)血流灌注量減少時(shí)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧氣不能滿足組織氧化代謝的需要，同時(shí)組織器官中的廢物不能及時(shí)排出，可導(dǎo)致組織器官功能不全或衰竭，是許多疾病發(fā)生和發(fā)展的重要原因。
 

▲微循環(huán)與心腦血管等疾病密切相關(guān)
 

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明：人體的衰老、高血壓、糖尿病及許多心、腦血管疾病，都與微循環(huán)有密切關(guān)系。實(shí)時(shí)活體組織血流灌注量，作為承接微觀與個(gè)體層面的重要層次，不僅能增添數(shù)據(jù)豐富性，也能呼應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果間一致性。

▲RFLSI Ⅲ激光散斑血流成像系統(tǒng)

瑞沃德激光散斑血流成像系統(tǒng)是一款實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)活體器官組織微循環(huán)血流灌注量的成像設(shè)備。設(shè)備無(wú)需與組織接觸，也無(wú)需使用任何造影劑就可以實(shí)時(shí)顯示血流灌注的量化數(shù)據(jù)；內(nèi)置多種算法，通過(guò)高空間分辨率、高幀率、低延遲的采集， 以圖片、數(shù)據(jù)、視頻等多維度的采集結(jié)果，讓包括神經(jīng)系統(tǒng)，下肢循環(huán)，腸道組織，肝臟、腎臟等在內(nèi)的微循環(huán)研究得心應(yīng)手，接下來(lái)解讀該設(shè)備在微循環(huán)領(lǐng)域11個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的具體情況。（篇幅限制，我們挑選了部分應(yīng)用，后續(xù)其他介紹敬請(qǐng)期待）

1、腦血流監(jiān)測(cè)

▲腦皮層血流，ICR
 

腦血流量 (CBF) 的變化是許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病的特征，因此是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域眾多研究的焦點(diǎn)。如腦損傷、腦血管病、血管性癡呆等。激光散斑對(duì)比成像 (LSCI) 現(xiàn)已成為一種強(qiáng)大而簡(jiǎn)單的實(shí)時(shí)微循環(huán)成像方法，通過(guò)非侵入性的方式以出色的空間和時(shí)間分辨率量化血流變化，更好地了解這些事件背后的神經(jīng)生理機(jī)制。

2、MCAO模型

▲MCAO后，C57BL/6

大腦中動(dòng)脈閉塞 (MCAO) 模型是創(chuàng)建中風(fēng)模型的常用技術(shù)之一，傳統(tǒng)方式的弊端是單一的步驟無(wú)法準(zhǔn)確保證模型的成功率，有一些動(dòng)物的神經(jīng)癥狀可能與理想的卒中模型是近似的，但是實(shí)際的梗死情況卻不盡如此。激光散斑血流成像系統(tǒng)可用于確認(rèn)已發(fā)生MCA閉塞并發(fā)生缺血。數(shù)據(jù)表明，在成功閉塞后，可以觀察到監(jiān)測(cè)的血流量減少 70%-90%。通過(guò)成功的手術(shù)，可以評(píng)估各種療法來(lái)評(píng)估對(duì)卒中恢復(fù)的影響。完整記錄從缺血到再灌注到實(shí)驗(yàn)處理因素后血流生理信號(hào)變化的全過(guò)程，有效控制個(gè)體間差異帶來(lái)的影響。

3、皮層擴(kuò)散性抑制（CSD）
腦皮層擴(kuò)散性抑制 (CSD)，也稱為皮質(zhì)擴(kuò)散去極化，缺血周邊組織發(fā)生擴(kuò)散性抑制樣去極化(spreading depression)是組織損害擴(kuò)大的另一個(gè)原因。正常腦組織在遭受各種有害刺激(例如局部使用氯  化  鉀)后均可以誘發(fā)擴(kuò)散性抑制。皮質(zhì)擴(kuò)散性抑制會(huì)在血管收縮階段引起微血管張力的變化，并伴有相關(guān)的過(guò)程性損傷風(fēng)險(xiǎn)。腦皮層擴(kuò)散性抑制和急性的血管栓塞等，這類的評(píng)價(jià)是動(dòng)態(tài)的過(guò)程，轉(zhuǎn)瞬即逝，常規(guī)離體的方式無(wú)法有效觀察急性變化的過(guò)程，缺乏有效的數(shù)據(jù)來(lái)支持研究。

4、下肢缺血模型（HLI）

▲下肢缺血模型，C57BL/6

下肢缺血模型是一種成熟的血管再生研究動(dòng)物模型，可用于測(cè)試和量化新療法對(duì)新血管形成和發(fā)育的影響，例如傷口愈合（加速血管再生），減緩或抑制腫瘤形成的治療（減緩血管再生）等相關(guān)研究，該模型被廣泛用于組織工程和再生醫(yī)學(xué)、血管生物學(xué)和癌癥生物學(xué)。通過(guò)激光散斑血流成像系統(tǒng)可以定義缺血肢體與非缺血肢體血流評(píng)估的感興趣區(qū)域，計(jì)算出再灌注比率，可以根據(jù)需要在同一對(duì)象上進(jìn)行長(zhǎng)周期的評(píng)估，可以量化不同療法的效果。

5、腫瘤微血管

▲4T1乳腺癌，BALB/c鼠

腫瘤在生長(zhǎng)過(guò)程中依賴于血管的生成，微血管血管在腫瘤生長(zhǎng)、進(jìn)展、侵襲和轉(zhuǎn)移中起到十分重要的作用，對(duì)微血管進(jìn)行抑制成為一些癌癥的潛在治療方式。皮下腫瘤模型是新型抗癌候選藥物體內(nèi)評(píng)價(jià)非常受歡迎的動(dòng)物模型。使用免疫缺陷動(dòng)物品系，將培養(yǎng)的癌細(xì)胞皮下植入，約2周內(nèi)會(huì)即可形成實(shí)體瘤。目前科學(xué)家已對(duì)多種人和鼠癌細(xì)胞系進(jìn)行了調(diào)整，使其能夠在嚙齒類動(dòng)物宿主中生長(zhǎng)。研究者通過(guò)監(jiān)測(cè)腫瘤生長(zhǎng)和進(jìn)展，結(jié)合腫瘤微血管密度測(cè)定，來(lái)評(píng)估其治療策略的療效。

6、腸系膜微循環(huán)

▲C57BL/6腸系膜血流

腸系膜是研究臟器微循環(huán)的良好部位，膿毒癥和急性腹腔內(nèi)炎癥狀況影響內(nèi)臟循環(huán)目前已獲得普遍共識(shí)。低灌注是麻醉和危重病的常見(jiàn)特征。譬如低心輸出量狀態(tài)、血管舒張性或低血容量性休克和腹腔室綜合征 (ACS)。在這種情況下，其他重要器官的灌注通常以犧牲內(nèi)臟循環(huán)為代價(jià)來(lái)維持�？赏ㄟ^(guò)腸系膜微循環(huán)變化來(lái)揭示多種疾病的發(fā)病機(jī)理、篩選有效藥物、判斷疾病變化及預(yù)后等。利用瑞沃德激光散斑技術(shù)，能清晰的觀察到腸系膜第五級(jí)分支，并進(jìn)行精確定量。

7、脊髓血流

▲脊髓缺血再灌注，SD大鼠
 

脊髓損傷仍然被認(rèn)為是一種無(wú)特殊治療方法的傷病。人們對(duì)脊髓損傷的病因及機(jī)制進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)研究和臨床觀察，認(rèn)識(shí)到原發(fā)性脊髓損傷后的繼發(fā)性損害，如缺血再灌注損傷是造成神經(jīng)損傷的一個(gè)重要因素，視頻記錄了大鼠脊髓通過(guò)打擊器損傷后從缺血到再灌注的完成過(guò)程。

8、腎臟血流

▲腎皮質(zhì)缺血再灌注，C57BL/6
 

腎臟是機(jī)體最重要的供血器官，腎臟血供占心搏出量的20%，傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)觀察腎臟微循環(huán)的方式為在活體或者灌流腎中建立腎盂給水動(dòng)物模型進(jìn)行研究，這種方式難以符合腎臟的生理狀態(tài)。目前利用激光散斑血流成像系統(tǒng)來(lái)評(píng)價(jià)腎臟微循環(huán)灌注，對(duì)腎臟損傷小，結(jié)果可靠。

9、耳緣靜脈

▲耳緣靜脈，SD大鼠

當(dāng)機(jī)體受到某些物理和化學(xué)因素的作用，或本身有創(chuàng)傷和感染時(shí)，會(huì)引起機(jī)體免疫和代謝功能發(fā)生改變，造成體內(nèi)凝血和抗凝血系統(tǒng)功能紊亂，最終導(dǎo)致血栓形成。臨床上血栓性疾病對(duì)患者危害極大，甚至可危及人的生命，所以加強(qiáng)血栓形成機(jī)制、血栓臨床診斷、抗血栓藥物方面的研究具有重要意義，這些研究均需要建立理想而實(shí)用的血栓動(dòng)物模型。

10、雞胚尿囊膜微血管

▲13日齡雞胚絨毛尿囊膜血管

在雞胚胎發(fā)育過(guò)程中，CAM 是由尿囊的中胚層與絨毛膜的中胚層融合形成的。它是一種高度血管化、無(wú)神經(jīng)支配的胚胎外膜，使其成為研究血管生成和腫瘤生長(zhǎng)的理想基礎(chǔ)模型。

對(duì)于血管再生研究，可以局部遞送各種生物分子和藥物并研究它們的血管生成效果。對(duì)于癌癥模型，可以將各種類型的細(xì)胞移植到 CAM 中以促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)。這為研究許多不同的癌癥腫瘤形成提供了一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的模型，并可進(jìn)一步評(píng)估新的治療藥物和治療方式。

11、皮膚的血流監(jiān)測(cè)

皮膚的血流監(jiān)測(cè)，在針灸、化妝品開(kāi)發(fā)、過(guò)敏、皮膚損傷愈合的應(yīng)用十分普遍。這類研究通常會(huì)伴隨不同的療法造成皮膚微循環(huán)的改變。可以利用分析軟件在皮膚的不同區(qū)域進(jìn)行區(qū)域標(biāo)記以量化實(shí)驗(yàn)前后的對(duì)比數(shù)據(jù)，各個(gè)不同的感興趣區(qū)域之間也可以進(jìn)行對(duì)比，最多支持20個(gè)ROI區(qū)域，通過(guò)血流灌注數(shù)據(jù)結(jié)合血流灌注圖像來(lái)評(píng)估療效。

【參考文獻(xiàn)】
1.J. Strong, E. L. Bezzina, P. J. Anderson, M. G. Boutelle, S. E. Hopwood, and A. K. Dunn, Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism (2006)

2.Chen J , Wang L , Xu H , et al. Meningeal lymphatics clear erythrocytes that arise from subarachnoid hemorrhage[J]. Nature Communications, 2020, 11(1).

3.郭鷂, 任東青. 微循環(huán)基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)方法[J]. 第四軍醫(yī)大學(xué)出版社, 2005.

4.Long C , Liu M , Tian H , et al. Potential Role of Platelet-Activating C-Type Lectin-Like Proteins in Viper Envenomation Induced Thrombotic Microangiopathy Symptom[J]. Toxins, 2020, 12(12):749.

5.R Li, Shen Y , Li X , et al. Activation of the XBP1s/O-GlcNAcylation Pathway

6.X Zhu, Chen Y , X Xu, et al. SP6616 as a Kv2.1 inhibitor efficiently ameliorates peripheral neuropathy in diabetic mice[J]. EBioMedicine, 2020, 61:103061.

7.Cong R , Sun L , Yang J , et al. Protein O-GlcNAcylation alleviates small intestinal injury induced by ischemia-reperfusion and oxygen-glucose deprivation[J]. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2021, 138(5):111477.

8.Fang F , Liu M , Xiao J , et al. Arterial Supercharging Is More Beneficial to Flap Survival Due to Quadruple Dilation of Venules[J]. Journal of Surgical Research, 2019, 247.

9.Yang Y, Tian Y, Guo X, Li S, Wang W, Shi J. Ischemia Injury induces mPTP opening by reducing Sirt3. Neuroscience. 2021 Aug 1;468:68-74. doi: 10.1016/j.neuroscience.2021.06.003. Epub 2021 Jun 11. PMID: 34119577.

10.Tian, Liu, Li, et al. Snake C-Type Lectins Potentially Contribute to the Prey Immobilization in Protobothrops mucrosquamatus and Trimeresurus stejnegeri Venoms[J]. Toxins, 2020, 12(2):105.