易科(ke)泰能量(liang)代(dai)謝測量(liang)技術(shu)——生(sheng)物醫學(xue)研究案(an)例

無(wu)論(lun)什麽(me)動(dong)物基本(ben)上(shang)都需要(yao)通(tong)過(guo)呼(hu)吸(xi)吸(xi)入氧(yang)氣、將(jiang)氧(yang)氣運(yun)輸(shu)到機(ji)體的(de)各(ge)個(ge)部(bu)位，燃燒碳水(shui)化(hua)合(he)物、脂肪(fang)或蛋白質(zhi)，並排(pai)放出二氧(yang)化(hua)碳，經(jing)過氣體交換(huan)以(yi)完成能量(liang)代(dai)謝過(guo)程(cheng)。根(gen)據能量(liang)代(dai)謝的(de)不(bu)同(tong)狀(zhuang)態(tai)，可分(fen)為(wei)靜(jing)息(xi)代(dai)謝、活動代(dai)謝、大代(dai)謝等(deng)。伴隨(sui)著能量(liang)代(dai)謝過(guo)程(cheng)，機(ji)體不(bu)同(tong)程(cheng)度的(de)消耗能源物質(zhi)釋放熱量(liang)表(biao)現為(wei)體(ti)溫(wen)的(de)節律性(xing)變化(hua)，這(zhe)些(xie)不(bu)同(tong)的(de)代(dai)謝參(can)數-體溫(wen)與(yu)動(dong)物或人(ren)體(ti)的(de)健(jian)康狀(zhuang)態(tai)密(mi)切相關(guan)。

由易科(ke)泰提供(gong)的(de)高分(fen)辨(bian)率(lv)能量(liang)代(dai)謝測量(liang)系統，主(zhu)要(yao)由呼(hu)吸代(dai)謝測量(liang)儀、無(wu)鉛(qian)微(wei)型(xing)植(zhi)入式溫(wen)度（心率(lv)）自(zi)動(dong)記(ji)錄儀（監(jian)測核(he)心(xin)體溫(wen)或體(ti)表(biao)溫(wen)度）、Thermal-RGB紅外(wai)熱(re)成像、以(yi)及RF-O2熒(ying)光(guang)光(guang)纖血氧(yang)測量(liang)單元(yuan)等(deng)組成，可用(yong)於各(ge)種(zhong)模(mo)型(xing)動(dong)物的(de)體(ti)溫(wen)與(yu)呼(hu)吸(xi)代(dai)謝功(gong)能監測與(yu)評(ping)估(gu)，助力於(yu)傳染(ran)病學(xue)、病毒(du)學(xue)、生(sheng)理(li)學(xue)、轉(zhuan)化(hua)醫學(xue)、內分(fen)泌(mi)學(xue)、細胞代(dai)謝、以(yi)及常(chang)見慢(man)性(xing)病等(deng)生(sheng)物醫學(xue)科(ke)學(xue)研究。下(xia)面介(jie)紹壹些(xie)具體的(de)研究案(an)例：

應用(yong)案例1

病理(li)感(gan)染(ran)常(chang)伴(ban)隨(sui)如(ru)體(ti)溫(wen)的(de)變化(hua)，減少(shao)飲(yin)食(shi)，以(yi)及嗜睡和(he)模(mo)仿(fang)動(dong)物冬眠(mian)，出現與(yu)其它行(xing)為(wei)隔(ge)離。美(mei)國(guo)斯坦(tan)福(fu)大學(xue)微生(sheng)物學(xue)與免疫學(xue)系科(ke)學(xue)家使(shi)用(yong)SSI動物能量(liang)代(dai)謝系統對(dui)感(gan)染瘧原蟲的(de)小(xiao)鼠研究認(ren)為，宿(xiu)主(zhu)的(de)能量(liang)儲(chu)存資源對(dui)小(xiao)鼠忍耐瘧疾疾病是非常(chang)重要(yao)。

該作者(zhe)的(de)另(ling)壹篇報道<疾病耐受(shou)性(xing)：將(jiang)疾病行(xing)為與代(dai)謝聯系起(qi)來有助於緩解(jie)瘧疾>認為(wei)感(gan)染瘧疾的(de)小(xiao)鼠表(biao)現出壹系列疾病行(xing)為，並經(jing)歷代(dai)謝變化(hua)和(he)生(sheng)理(li)疾病，導(dao)致(zhi)能量(liang)消耗減少(shao)。用(yong)葡萄糖治(zhi)療病鼠(shu)，通過改善瘧疾感染(ran)的(de)生(sheng)理(li)和(he)行(xing)為癥(zheng)狀(zhuang)，而(er)不(bu)影響寄生(sheng)蟲負(fu)荷，提高疾病耐受(shou)性(xing)。

應用(yong)案例2

分(fen)子(zi)動(dong)態(tai)模擬(ni)表(biao)明(ming)，AQP1 和(he)AQP4蛋白可以(yi)介導(dao)CO2 和(he)O2通(tong)過他(ta)們(men)的(de)中(zhong)心(xin)孔(kong)進(jin)行氣(qi)體(ti)交(jiao)換。法國(guo)國家(jia)衛(wei)生(sheng)與(yu)醫(yi)學(xue)研究所(suo)&國家輸(shu)血研究所(suo)、 德國(guo)漢諾威(wei)獸醫(yi)大學(xue)動物學(xue)研究所(suo)、德國(guo)漢諾威(wei)醫學(xue)院分(fen)子(zi)和(he)細(xi)胞生(sheng)理(li)學(xue)系、丹麥(mai)奧爾堡大學(xue)衛生(sheng)科(ke)學(xue)和(he)技術(shu)系等(deng)機(ji)構聯合(he)研究認(ren)為敲(qiao)除(chu)AQP1的(de)小(xiao)鼠大耗氧(yang)量(liang)降低(di)。試(shi)驗中(zhong)動(dong)物血液中(zhong)的(de)血氧(yang)飽和(he)度監測可使用(yong)便(bian)攜式RF-O2熒(ying)光(guang)光纖氧(yang)氣測量(liang)儀記(ji)錄，動物個(ge)體(ti)的(de)大耗氧(yang)量(liang)（VO2max）采(cai)用(yong)高分(fen)辨(bian)率(lv)、高性價比(bi)的(de)便(bian)攜式Foxbox主(zhu)機(ji)監測，具(ju)體(ti)配置示意圖如(ru)下(xia)Fig1，也(ye)可咨詢(xun)易科(ke)泰提供(gong)更科(ke)學(xue)的(de)詳細配置方案。

應(ying)用(yong)案例3

特(te)發性肺(fei)纖維化(hua)（IPF）是壹種來源不(bu)明的(de)漸(jian)進(jin)性疾病，其特(te)征是基質(zhi)沈積增加，導(dao)致(zhi)功(gong)能障(zhang)礙，終呼吸衰(shuai)竭。加拿大McMaster University大學(xue)基因(yin)治(zhi)療中(zhong)心(xin)病理(li)學(xue)和(he)分(fen)子(zi)醫(yi)學(xue)系、火(huo)石呼(hu)吸健(jian)康研究所(suo)醫學(xue)系、健康科(ke)學(xue)核醫(yi)學(xue)系等(deng)單位(wei)聯合(he)研究報(bao)道，通(tong)過SSI高分(fen)辨(bian)率(lv)能量(liang)代(dai)謝系統大耗氧(yang)量(liang)（VO2max）值來評(ping)估(gu)腺病毒(du)轉(zhuan)化(hua)生(sheng)長(chang)因(yin)子(zi)基因(yin)轉(zhuan)染(ran)誘導(dao)肺(fei)纖維化(hua)大鼠(shu)的(de)呼(hu)吸(xi)代(dai)謝功(gong)能變化(hua)，結果表(biao)明(ming)VO2max與(yu)纖維化(hua)不(bu)相關(guan)。

應用(yong)案例 4

荷蘭鹿(lu)特(te)丹伊(yi)拉斯謨醫(yi)學(xue)外科(ke)學(xue)系、病毒(du)科(ke)學(xue)系等(deng)科(ke)研人員(yuan)通過(guo)給(gei)非(fei)人類(lei)靈(ling)長(chang)類(lei)動(dong)物食蟹(xie)獼猴靜(jing)脈(mai)註(zhu)射(she)新城疫病毒(du)不(bu)同(tong)毒(du)性(xing)菌株，使用(yong)微型(xing)植(zhi)入式溫(wen)度記(ji)錄儀間(jian)隔(ge)10分(fen)鐘(zhong)記(ji)錄其體溫(wen)變化(hua)以(yi)研究病毒(du)傳播和(he)評(ping)估(gu)溶血性病毒(du)療(liao)法。

註(zhu)射(she) Avipro ND C131 的(de)動(dong)物在註(zhu)射(she)後出現高於 40°C 的(de)短(duan)期發(fa)燒峰值，第2天(tian)迅(xun)速(su)下(xia)降（Fig2 b和(he)c）。註(zhu)射(she)中(zhong)劑量(liang)和(he)高劑量(liang)rNDV-F3aa後亦出現短(duan)期發(fa)燒高峰期，第1及2日(ri)約為39.5°C，之後亦迅(xun)速(su)下(xia)降（ Fig2 b和(he)c）。前(qian)5天(tian)溫(wen)度的(de)急劇下(xia)降可歸因(yin)於接(jie)受(shou)取(qu)樣(yang)和(he)註(zhu)射(she)的(de)動(dong)物壹般麻醉(zui)。

另外，荷蘭生(sheng)物醫學(xue)靈長(chang)類(lei)研究中(zhong)心等(deng)機(ji)構發文(wen)認為DST植入式溫(wen)度監測方(fang)法(fa)比較(jiao)精確(que)，無(wu)需鎮(zhen)靜(jing)劑，以(yi)防(fang)丟失(shi)壹些(xie)有價值信(xin)息(xi)。

應用(yong)案例5

德國(guo)馬克斯普朗(lang)克心肺(fei)研究所(suo)藥(yao)理(li)學(xue)系、澳(ao)大利(li)亞弗(fu)林德斯大學(xue)醫學(xue)院神(shen)經(jing)科(ke)學(xue)中心(xin)、美(mei)國(guo)St. Joseph’s醫院和(he)醫(yi)療中心的(de)發(fa)燒實驗室(shi)聯合(he)研究認(ren)為將(jiang)核(he)心體溫(wen)測量(liang)與代(dai)謝率(lv)測量(liang)相結(jie)合(he)，深(shen)入了解(jie)熱產(chan)生(sheng)和(he)熱(re)損失(shi)（熱傳導(dao)）之間(jian)的(de)相互(hu)作用(yong)，從而可能揭(jie)示出新型(xing)熱(re)調(tiao)節表(biao)型(xing)。需要(yao)說(shuo)明(ming)的(de)是，文(wen)中強(qiang)調了DST植(zhi)入式溫(wen)度記(ji)錄儀重(zhong)量(liang)輕（1克）、體積小(xiao)（0.5 cm3）、可同(tong)時監(jian)測多(duo)只(zhi)動物，以(yi)及使(shi)用(yong)壽(shou)命可長(chang)達(da)14個(ge)月(yue)。需要(yao)說(shuo)明(ming)的(de)是，SSI能量(liang)代(dai)謝測量(liang)技術(shu)參(can)考案(an)例研究對(dui)象廣、發(fa)表(biao)文(wen)獻多，是研究各(ge)種(zhong)動(dong)物能量(liang)代(dai)謝及(ji)代(dai)謝表(biao)型(xing)的(de)利(li)器(qi)。

環境(jing)溫(wen)度為22度下(xia)，小(xiao)鼠紅(hong)外(wai)熱(re)成像代(dai)謝研究與(yu)代(dai)謝分(fen)型(xing)

應用(yong)案例6

新陳代(dai)謝是生(sheng)命的(de)基(ji)本(ben)過(guo)程(cheng)。但對(dui)局(ju)部(bu)組織代(dai)謝的(de)非(fei)侵(qin)入性測量(liang)至(zhi)今仍(reng)受(shou)到(dao)充分(fen)工(gong)具(ju)不(bu)足(zu)的(de)限(xian)制(zhi)。德國(guo)生(sheng)物和(he)醫(yi)學(xue)成像研究所(suo)(IBMI)、德國(guo)慕尼黑(hei)技術(shu)大學(xue)生(sheng)物成像委員(yuan)會、診(zhen)斷和(he)介(jie)入放射學(xue)系、德國(guo)弗(fu)賴辛(xin)慕尼黑(hei)技術(shu)大學(xue)TUM生(sheng)命科(ke)學(xue)學(xue)院分(fen)子(zi)營(ying)養(yang)醫學(xue)系、營(ying)養(yang)醫學(xue)中心(xin)等(deng)機(ji)構聯合(he)設計了壹個(ge)多(duo)模(mo)塊(kuai)化(hua)平臺，探索了(le)本地(di)組織耗氧(yang)之間(jian)的(de)關(guan)系，*將(jiang)褐(he)色(se)脂(zhi)肪(fang)組織BAT 激(ji)活的(de)多(duo)光(guang)譜(pu)光(guang)聲(sheng)斷(duan)層掃描（MSOT）讀(du)出與間(jian)接(jie)熱量(liang)測定(ding)（能量(liang)代(dai)謝測量(liang)）同(tong)步測量(liang)並相互(hu)關聯。

組織耗氧(yang)隨(sui)時間(jian)的(de)變化(hua)

光(guang)聲(sheng)成像與Foxbox便(bian)攜式能量(liang)代(dai)謝

北(bei)京(jing)易科(ke)泰生(sheng)態(tai)技術(shu)有(you)限公(gong)司作(zuo)為(wei)SSI能量(liang)代(dai)謝測量(liang)技術(shu)在中(zhong)國(guo)的(de)*家(jia)技術(shu)支(zhi)持(chi)中(zhong)心(xin)，提供各(ge)類(lei)動(dong)物新陳代(dai)謝相關(guan)測量(liang)技術(shu)生(sheng)物醫學(xue)研究整體(ti)方(fang)案(an)。