心血管斑块易损性识别的光声成像及分子标志物筛选的新方法与新技术研究

Based on the series of preliminary studies on the intravascular photoacoustic imaging system and the lipid quantitative photoacoustic imaging technology, the project focus on new principal photoacoustic imaging for intravascular vulnerable identification and downstream application of molecular markers screening. We will develop photoacoustic lipid and collagen imaging, quantitative photoacoustic elastography, photoacoustic viscoelasty imaging and photoacoustic inflammation imaging. Utilizing of these new technologies, we will extract, verify and integrate photoacoustic imaging parameters to identify vulnerable plaque, and compare to the traditional clinical testing information. Combine intravascular photoacoustic imaging with lipid metabolomics technology, we want to establish the blood lipid metabolic database on continuous, dynamic atherosclerosis animal models, and to analysis and screen molecular markers of vulnerable plaque. Finally, the above technologies will deepen understanding the remodeling of vascular homeostasis and the molecular mechanisms, and provide a statistically significant assessment parameters and treatment program.

项目立足于本团队已研发的血管内光声成像系统及光声脂质定量成像技术等系列前期研究基础，围绕斑块易损性识别的血管内光声成像新方法及其在斑块分子标记物筛选方面的下游应用而开展系统研究。具体研发反映斑块纤维帽和脂质核心成分结构的光声脂质与胶原组分成像技术、反映斑块纤维帽不完整性的定量光声弹性成像技术、反映斑块炎症活性的光声粘弹比成像技术以及探针标记的光声炎症因子成像技术；利用这些新方法技术提取、验证、整合易损斑块识别的光声活检影像学参数，并与传统临床检测信息对照、统一和扩展；在血管内光声易损斑块识别技术的监测下，结合脂质代谢组学技术，研究建立活体、连续、动态的动脉粥样硬化动物模型外周血脂质代谢谱的数据库，实现易损斑块分子标记物的分析与筛选。最终通过以上新方法新技术促进血管稳态维持及血管重构分子机制的深入理解，为临床血液筛查斑块易损性和靶向治疗提供有统计学意义的参数和评估方案。

本项目研究建立了反映易损斑块主要标准的血管内光声成像方法体系，包括采集、存储、重建图像等的软硬件系统；血管内光声探头尺寸小于1mm，满足冠状动脉中肢介入检测的要求，实现开展了离体人体血管斑块、活体兔子斑块血管的光声结构、粘弹、与分子成像试验；发展了光声脂质与胶原组分的双模态光声/OCT成像方法、反映斑块表面完整性的光声斑块表面弹性定量成像方法、反映斑块炎症活性的光声粘弹比成像方法、以及探针标记的光声炎症因子靶向分子成像技术；开展了易损斑块和稳定斑块间的脂质代谢谱差异检测与分析，研究了脂质过氧化物在动脉粥样硬化损斑块形成过程中的作用机制和泡沫细胞形成的新机制。.目前共发表了相关研究论文34篇，其中SCI收录论文32篇，包括Journal of Clinical Investigation(IF 13.25)、Journal of Controlled Release (IF 7.87)、Nano Research (IF 7.99)、Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine (IF 6.50)、Redox Biology (IF 7.12)、Opt Lett (IF 3.179)、Opt Express (IF 3.535)等的国际知名学术期刊；执行期内共获得授权发明专利5项，新申请并处于实审阶段的发明专利10 项，其中；共培养5 名博士和12名硕士毕业生。项目实现的新方法新技术促进了对血管稳态维持及血管重构分子机制的深入理解，为临床血液筛查斑块易损性和靶向治疗提供可有统计学意义的参数和技术。