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为了克服这一难题，来自上海药物所的研究团队采用显微光学切片断层成像系统（MOST），基于全肺尼氏染色，实现了小鼠肺的全结构、高内涵的呈现与解析。
将肺冠状面图像重构得到小鼠的全肺结构。根据气管的形态学特征及灰度差异，肺内气管树被分割，并进一步根据其直径着色展示。
局部肺组织区域，包括支气管(绿色)、动脉(红色)、静脉(蓝色)和海绵样腺泡区(黄色)，被单独提取分析。气管和肺腺泡区展示出不同的表面结构特征。
采用virtual endoscopy可以观察到黏附在气管表面、聚集的微粒以及在单颗粒水平检测到肺泡内分布的微粒。
在此项研究中，研究团队构建了小鼠气管、各级支气管以及终末细支气管的结构，实现了肺泡区海绵状结构的可视化，为小鼠肺组织结构研究提供了更加精确的解剖学数据。
同时，该方法还实现了肺内气管、动脉、静脉的同时表征，在三维水平观察到了动脉血管表面沿血流方向的内皮细胞伸长效应。
此外，科研人员建立的数据融合分析方法也将有助于对如心脏、肝脏、脾脏、肾脏等组织的研究，和对高精度组织形态学/病理学的研究。
研究团队在亚细胞水平上对吸入颗粒进行了定位和检测，这将有助于更好地理解干粉吸入剂微粒在肺部的沉积和肺内空间分布的机制，加速干粉吸入制剂的研发。
在对肺精细结构进行解析的同时，科研人员进一步利用荧光标记的交联环糊精有机骨架材料（CL-CD-MOF）为模型吸入微粒，借助荧光-显微光学切片断层成像系统（f-MOST），首次在三维、原位、单颗粒水平上观察了CL-CD-MOF微粒在肺部的空间分布，获得了至今分辨率最高的吸入微粒全肺分布图，实现了吸入微粒在全肺分布测定方法学上的突破。
基于MOST及f-MOST系统实现全肺结构（气管树，肺泡网络）的重建及吸入微粒在全肺分布的表征
同时，本研究也将启发f-MOST系统在纳米材料设计及纳米递药系统体内命运研究中的应用。相关研究成果于2021年2月8日在线发表于Advanced Science。
本文来源：中国科学院上海药物研究所
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