炎癥是一個復雜的過程,具有腫脹,發紅,發熱和疼痛等特征。這些都是人體對損傷的自然反應,在治愈和抵抗感染中起著重要作用。盡管對于宿主防御和修復至關重要,但炎癥反應也可能與多種疾病有關,包括關節炎(類風濕/骨關節炎),皮膚病學狀況和許多心臟或肺部疾病。因此,炎癥反應代表了藥物干預的誘人途徑,對于開發旨在抑制該過程的治療劑引起了極大的關注。
藥物發現的努力部分取決于臨床前動物模型的使用,這些模型試圖直接模仿疾病本身或疾病的某些病理生理方面。在發炎的情況下,許多動物模型都取決于許多組織腫脹的測量,炎性細胞數量的確定,細胞因子水平的測量和組織病理學分析。但是,這些分析在一定程度上是費時費力的。隨著炎癥生物學中藥物發現努力的加速,可能伴隨著對開發其他方法的需求。這些方法可以快速,可重復的方式確定炎癥程度。因此,紅外熱成像可能是鑒定抗炎藥的重要輔助方法。
包括生物組織在內的物體會根據其溫度發出紅外輻射。因此,溫度越高,發射的紅外能量越多。紅外熱像儀可檢測和可視化熱輻射,并將這些信號轉換為相應的溫度分布。由于溫度的變化是炎癥和相關疾病的基本物理特性,因此可以假設紅外熱成像可以提供一種靈敏的,非侵入性的方法來確定動物模型和臨床疾病的嚴重程度設置。
圖為動物分別在1、2、4小時的紅外熱成像
本研究描述了一般炎癥的臨床前模型和類風濕關節炎(RA)模型中的紅外熱成像設備的表征。紅外熱成像儀用于檢測爪水腫(CFE)和膠原誘發的關節炎(CIA)模型的大鼠熱信號的時間變化。在兩個體內模型中,熱變化的動力學與腳墊腫脹相關。在大鼠CIA模型中,通過熱成像確定的腳墊溫度升高在第11天時顯著升高,并且在整個28天協議期間仍保持升高。還發現熱變化先于腳墊浮腫(腫脹)。這項研究的結果表明,紅外熱成像技術代表了一種快速,可重復性很高的方法,通過該方法可以量化普通炎癥和類風濕關節炎大鼠模型中的炎癥程度。檢測爪溫中藥效動力學反應的能力表明,該技術可能是開發用于治療與炎癥相關的病理的藥物干預措施的有用工具。
參考資料:
Brian M. Sanchez, Mark Lesch, David Brammer, et al. Use of a portable thermal imaging unit as a rapid, quantitative method of evaluating inflammation and experimental arthritis. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 57:169-175, 2008.