脂肪代谢 – 高背景组织扣除

棕色脂肪组织因其消耗能量产热的独特功能，近年来成为肥胖、糖尿病等代谢性疾病研究的前沿热点。激活棕色脂肪或诱导白色脂肪“棕色化"，被认为是一种有前景的抗肥胖策略。然而，棕色脂肪组织的活体成像研究面临一个出人意料的难题：小鼠皮毛。棕色脂肪主要分布于肩胛间区，正好位于背部皮肤之下。小鼠的黑色皮毛含有大量黑色素，而黑色素是一种天然荧光团，在荧光素酶发光的波长范围（约560nm）内仍有显著的自发荧光。更棘手的是，皮毛下的肌肉层和皮肤本身也会散射和吸收光信号。结果就是：在没有特殊处理的情况下，来自棕色脂肪的荧光素酶信号被皮毛的背景荧光和散射所掩盖。

常规解决方案是剔除动物背部的毛发并使用脱毛膏，但这不仅操作繁琐、可能引起皮肤炎症反应影响实验结果，而且毛发会在数天内重新长出，限制了长期实验的可能性。

科辰星飞系统搭载的多光谱分离算法为这一问题提供了优雅的解决方案。该技术通过在不同波长的发射光通道中分别成像，利用真实荧光素酶信号与背景自发荧光的光谱曲线差异，逐像素建立光谱混合模型，进而从每个像素的总信号中分离出报告基因的纯净贡献。团队在UCP1-luc转基因小鼠中（UCP1是棕色脂肪特异性产热蛋白）进行了寒冷刺激实验。将小鼠置于4℃寒冷环境中，分别在刺激前及刺激后30分钟、2小时、6小时使用科辰星飞系统成像。结果显示：基线期肩胛间区存在微弱的本底信号；寒冷暴露30分钟后，信号强度迅速上升至基线的3.8倍，空间分布与棕色脂肪的解剖位置高度契合；2小时信号持续增强；6小时在撤去刺激后逐渐回落。

最令人印象深刻的是，所有图像均在有完整皮毛的情况下采集，无需剃毛。科辰星飞的多光谱扣除算法成功清除了皮毛黑色素的干扰，使得研究者能够对同一批动物进行连续多天的追踪实验。科辰星飞，让代谢研究不再被“皮毛和皮肤"挡在门外。