光透明成像研究小鼠糖尿病模型皮下血管与单核细胞运动功能的变化

摘要

糖尿病不仅导致了皮下血管功能紊乱，还会引起免疫细胞（如：单核细胞）的免疫功能异常。但皮下血管功能∕单核细胞免疫功能是如何随糖尿病发展过程变化的相关研究少见报道，其主要原因在于缺少相关的研究手段来监测这种动态变化。
　　光学成像技术能以其它方法所不可比拟的成像分辨率和对比度提供血管或细胞的结构与功能信息。然而，皮肤的浑浊特性使其成像性能随成像深度的增加而急剧下降。皮肤光透明技术有望为该问题的研究提供新的视窗，其与多种光学成像技术的结合将为糖尿病发展过程中皮下血管功能及单核细胞运动功能的动态监测提供重要的研究手段。本文的工作就是围绕小鼠糖尿病模型发展过程中皮下血管功能和单核细胞运动功能的变化而展开的。为实现该研究目标，本文建立了能提升血管及细胞成像质量的皮肤光透明方法，并利用其与多种光学成像技术的结合，即皮肤光透明成像，研究糖尿病发展过程中皮下血管功能与单核细胞运动功能的变化，得到了一些有意义的结果。本文的主要研究内容如下：
　　(1)提升血管及细胞成像质量的皮肤光透明方法研究：针对目前皮肤光透明剂筛选方法存在的盲目性与诸多局限性，进一步研究了皮肤光透明剂的筛选方法。基于该筛选方法并针对脊背皮肤及足垫皮肤分别建立能有效提升血管及细胞成像性能的皮肤光透明方法，并对其有效性及安全性进行评价。结果表明：光透明剂的在体皮肤光透明效果与其中所含试剂的光透明潜力或促渗效果正相关；所建立的皮肤光透明方法可以显著改善皮下血管及细胞成像性能，且并未对血管及细胞产生影响，对在体应用是安全的。
　　(2)糖尿病发展对皮下血管功能的影响：将皮肤光透明与激光散斑衬比成像、高光谱成像及共聚焦成像相结合，研究糖尿病发展过程（Non-T1D、T1D-1w、T1D-2w、T1D-4w（周））中皮下血管（尤其是动、静脉）的血流动力学响应与血管渗透性的变化。结果表明：正常生理状态下，血管在去甲肾上腺素（NE）刺激后血流与血氧响应均与NE的药理作用一致。糖尿病病理状态下，NE引起了皮下血管（尤其是静脉）血流速度与血氧含量的进一步降低，且这种变化趋势随T1D的病程发展愈加显著（尤其在T1D-2w与T1D-4w）。α肾上腺能受体的表达在T1D-2w和T1D-4w时显著增加。此外，糖尿病的病程发展会逐渐显著增加血管渗透性。
　　(3)糖尿病发展对单核细胞运动功能的影响：将皮肤光透明与共聚焦成像结合，研究Non-T1D、T1D-1w、T1D-2w及T1D-4w小鼠足垫皮下单核细胞在迟发型超敏反应（DTH,delayed-type hypersensitivity）中的募集程度以及不同深度（40μm与90μm）处的运动学参数的变化。结果表明：糖尿病的病程发展（尤其在T1D-2w和T1D-4w）会显著增加单核细胞在DTH反应中的募集程度，但却逐渐衰减其运动位移及运动速度，这说明糖尿病发展过程中单核细胞的免疫功能逐渐受到破坏。不同深度处的单核细胞在DTH反应中的运动学参数的确存在差异；随T1D的病程发展，浅层和深层处单核细胞的运动范围都显著减小，且不同深度处的单核细胞运动位移间的差异也逐渐减小。
　　综上所述，本课题利用皮肤光透明成像研究了小鼠糖尿病模型发展过程中皮下血管功能∕单核细胞运动功能的变化，所得结果为描述糖尿病病程发展中血管功能与免疫细胞免疫功能的变化规律提供了重要依据，未来将有望为糖尿病介入治疗及疗效评估提供参考。

目录

声明

1绪论

1.1糖尿病诱导血管功能及单核细胞免疫功能紊乱

1.2糖尿病对皮下血管功能影响的研究现状

1.3糖尿病对单核细胞免疫功能影响的研究现状

1.4存在的问题

1.5可能的解决方案：皮肤光透明成像

1.6本文的主要内容

2提升血管及细胞成像质量的皮肤光透明方法研究

2.1皮肤光透明剂的筛选方法

2.2提升血管成像质量的脊背皮肤光透明方法的有效性及安全性评价

2.3提升细胞成像性能的足垫皮肤光透明方法的有效性及安全性评价

2.4分析与讨论

2.5小结

3糖尿病发展对皮下血管功能的影响

3.1材料与方法

3.2糖尿病发展对皮肤血流动力学响应的影响

3.3糖尿病发展对皮肤血管渗透性的影响

3.4分析与讨论

3.5小结

4糖尿病发展对单核细胞运动功能的影响

4.1材料与方法

4.2糖尿病发展对单核细胞在炎症反应中募集程度的影响

4.3糖尿病发展对不同深度处的单核细胞在炎症反应中运动学参数的影响

4.4分析与讨论

4.5小结

5总结与展望

5.1本文的主要内容及结论

5.2本文的主要创新

5.3展望

致谢

参考文献

附录1 攻读博士学位期间主要研究成果

附录2 本文主要使用的英文缩写