肝脏再生 – 局部信号精确定量

肝脏是哺乳动物体内再生能力尤为突出的实体器官。小鼠在70%肝切除术后，残余肝组织能够在7-10天内迅速增殖，恢复原有体积和功能。肝脏再生的时空动态——增殖信号从哪里开始？如何向其他肝叶扩散？不同肝叶的再生速度是否存在差异？——这些问题的回答对于理解器官再生的基本机制以及开发促进肝脏再生的药物具有重要意义。然而，传统研究方法严重依赖于终点检测：在不同时间点处死动物，注射增殖标记物（如BrdU或EdU）后取肝组织切片，计数标记阳性细胞的比例。这种方法丢失了空间信息在同一动物体内的连续演化过程。

科辰星飞系统通过在Ki67-luc转基因小鼠中实现了肝脏再生的活体连续监测。Ki67是细胞增殖的经典标志物，在除G0期外的所有细胞周期时相均有表达。研究团队对Ki67-luc小鼠进行70%肝切除术（切除肝左叶、中叶和右叶，保留尾状叶和右下叶），术后每天使用科辰星飞系统成像一次，连续14天。

时间序列成像揭示出令人惊讶的再生时序和空间规律：术后第1天，信号首先出现在残余肝脏的尾状叶——这是一个在常规研究中很少被关注的肝叶——其信号强度较术前基线升高2.8倍；第2天，右下叶也开始出现增殖信号，尾状叶信号进一步增强至基线的5倍；第3天，信号扩散至整个残余肝脏，尾状叶与右下叶的信号差异消失，全局信号达到峰值（较基线升高8倍）；第4-7天，信号强度维持在高位平台期；第8天开始信号逐渐回落；第14天基本回到术前水平。这一动态过程在组织病理学上得到了验证：第3天的Ki67免疫组化阳性率最高，且尾状叶的阳性率在早期确实高于右下叶。

科辰星飞的高分辨率和低噪声使得肝脏内不同解剖区域（小至2mm直径）的信号能够被独立定量，创新性揭示了肝脏再生的“尾状叶优先启动"现象。科辰星飞让器官再生的研究从“点状取样、终点破坏"进入“全景时空、连续追踪"的新时代。