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第一篇 基础篇1

第一章 分子影像学概述1

第一节 分子影像学的概念和范畴1

一、分子影像学的概念1

二、分子影像学的范畴2

第二节 分子影像学的产生和发展2

一、分子影像学的产生背景2

二、分子影像学的发展历程3

三、分子影像学的发展现状4

四、分子影像学的前景展望4

第三节 分子影像学的成像原理5

一、直接成像5

二、间接成像6

三、替代物成像6

第四节 分子成像的条件7

一、分子成像靶点的选择7

二、分子探针7

三、分子探针穿透生物屏障的常见机制9

四、化学或生物的信号放大策略9

五、分子探针与成像靶点结合的基础11

六、分子成像的设备仪器及技术12

第五节 分子成像常见类型13

一、受体成像13

二、免疫成像15

三、其他蛋白分子成像15

四、基因表达成像15

第二章 分子影像学相关基础知识17

第一节 分子生物学基础17

一、基因及基因组17

二、重组DNA技术25

三、重组体的选择与鉴定38

第二节 肿瘤细胞生物学的基础知识46

一、肿瘤生长的细胞生物学46

二、肿瘤的侵袭与转移49

三、肿瘤的血管生成51

四、肿瘤细胞物质代谢和酶学改变54

五、细胞信号转导与肿瘤57

六、细胞凋亡60

第三章 光学分子成像64

第一节 光学分子成像概述64

一、光学的相关基础知识64

二、光学分子成像原理65

三、光学分子成像的应用范畴66

四、光学分子成像的特点66

第二节 生物发光成像67

一、荧光素酶67

二、荧光素酶催化底物产生荧光的原理67

三、荧光素酶报告基因成像原理68

四、生物发光成像设备69

五、生物发光成像的过程70

六、生物发光成像的应用概况70

七、活体生物发光成像的主要影响因素71

第三节 GFP光学分子成像72

一、GFP光学分子成像原理72

二、GFP在分子成像中的应用概况79

三、GFP光学分子成像的优缺点80

四、GFP光学分子成像的研究现状与展望80

第四节 近红外线荧光成像80

一、概述80

二、近红外线荧光成像的基本原理81

三、活体近红外荧光成像的方法和设备82

四、近红外探针88

五、近红外线活体荧光成像的特点94

六、近红外线光学成像的应用概况95

七、近红外荧光成像与GFP为代表的荧光成像的比较99

第四章 磁共振分子成像100

第一节 磁共振成像基础100

一、定义及发展简史100

二、磁共振成像基本原理和设备102

三、磁共振成像参数104

四、磁共振成像加权图像和常规扫描序列105

第二节 磁共振分子成像的步骤和基本原理108

一、MR分子成像的步骤108

二、MR分子成像的基本原理108

第三节 MR分子成像常用对比剂108

一、顺磁性对比剂109

二、超顺磁性对比剂110

第四节 磁共振分子探针111

一、MR分子成像探针的设计要求111

二、MR特异性分子探针的一般结构112

三、MR特异性分子探针的合成112

四、MR探针克服生理屏障及信号放大机制114

第五节 磁共振报告基因成像116

一、酪氨酸激酶报告基因系统116

二、β-半乳糖苷酶报告基因系统116

三、转铁蛋白受体报告基因系统117

第六节 MR分子成像的应用概况119

一、基因分析及基因治疗119

二、肿瘤的早期诊断120

三、监测肿瘤血管生成120

四、监测细胞凋亡121

五、肿瘤治疗疗效评估121

六、血栓直接成像121

七、MR细胞示踪121

第七节 微磁共振成像122

一、微磁共振的优势122

二、微磁共振的成像技术122

三、微磁共振的应用124

第八节 功能磁共振成像125

一、弥散加权成像126

二、弥散张量成像130

三、灌注加权成像134

四、血氧合水平依赖成像137

五、磁共振波谱分析147

第五章 超声分子成像156

第一节 超声分子成像的概念和基本原理156

一、超声造影的定义157

二、超声造影检测技术158

三、靶向性微泡超声造影剂160

四、基于微泡超声靶向造影剂的超声分子成像研究163

五、非微泡造影剂技术在分子成像方面的应用研究164

第二节 超声分子探针及其作用原理164

一、炎症靶向超声分子探针164

二、血栓靶向超声分子探针171

三、肿瘤和新生血管的靶向性超声分子探针172

第三节 超声波与微泡和组织的相互作用172

一、超声致造影剂微泡破裂的作用176

二、超声造影剂提高细胞膜通透性的作用177

三、超声造影剂提高微血管壁通透性的作用180

第四节 超声分子成像的应用概况184

一、血管栓塞性疾病的靶向诊断与治疗184

二、微泡声学造影剂在炎症诊断与治疗中的应用184

三、肿瘤的靶向诊断与药物治疗184

四、超声分子成像在靶向基因治疗中的应用184

第五节 超声分子成像的前景展望185

第六章 核医学分子成像187

第一节 PET的成像原理187

一、放射性核素成像187

二、PET及PET/CT的发展史188

三、PET/CT的优势189

四、PET设备的发展189

五、PET成像的基本原理190

六、正电子放射性示踪剂196

第二节 PET及PET/CT分子成像原理196

一、PET分子影像学基础196

二、PET分子成像的基本原理196

三、PET分子成像方法197

第三节 PET及PET/CT分子成像应用概述198

一、PET分子成像基础和临床前研究199

二、PET及PET/CT分子成像的临床应用205

第四节 PET及PET/CT分子成像的优势207

第五节 微型PET的发展208

第二篇 应用篇212

第一章 分子成像在肿瘤研究中的应用212

第一节 肿瘤的受体成像212

一、PET肿瘤受体成像213

二、MR肿瘤受体成像216

三、光学分子成像应用于肿瘤受体成像220

第二节 肿瘤酶成像221

一、光学酶成像222

二、磁共振酶成像224

三、PET/CT酶成像224

第三节 肿瘤的代谢成像224

一、葡萄糖代谢及核苷酸代谢成像225

二、氨基酸代谢成像229

三、磷脂代谢成像229

四、肿瘤的乏氧成像230

第四节 肿瘤的免疫成像231

一、放射免疫成像231

二、磁共振免疫成像231

第五节 肿瘤凋亡成像232

一、半胱天冬酶为靶点的细胞凋亡成像232

二、膜联蛋白V为靶点的细胞凋亡成像233

第六节 肿瘤血管生成的成像235

一、MR血管生成成像236

二、核医学血管生成成像236

三、光学血管生成成像237

四、超声血管生成成像239

第七节 肿瘤基因成像241

一、多药耐药基因成像241

二、癌基因成像243

三、抑癌基因成像243

第二章 分子成像在神经系统的应用246

一、脑灌注成像246

二、脑受体成像246

三、脑代谢成像248

第三章 分子成像在心血管系统中的应用251

第一节 分子成像在心脏疾病研究中的应用251

一、冠心病251

二、心衰252

三、心脏移植后的急性排斥反应253

第二节 动脉粥样硬化的分子成像254

一、炎症标志物靶向分子探针254

二、蛋白酶靶向分子探针254

三、纤维蛋白靶向分子探针255

四、细胞凋亡成像256

五、血管生成成像256

第三节 血栓形成成像256

一、超声分子成像256

二、光学分子成像258

三、MR分子成像258

第四节 不同分子影像技术应用于心血管系统的优缺点259

第四章 蛋白质-蛋白质相互作用成像260

第一节 蛋白质相互作用研究的目的和意义260

第二节 传统蛋白质相互作用的研究策略及方法261

一、酵母双杂交系统261

二、蛋白质片段互补262

三、串联亲和纯化262

四、质谱鉴定262

五、蛋白质芯片263

第三节 分子影像学在蛋白质相互作用研究中的应用263

一、改良的双杂交系统263

二、蛋白质互补方法介导的蛋白质间的相互作用成像265

第五章 转基因动物成像268

第一节 概述268

一、转基因动物的定义268

二、转基因动物在医学领域的应用268

第二节 基因鼠表型成像269

一、携带分子影像报告基因的转基因动物模型的建立269

二、报告基因成像270

三、小动物分子成像设备271

四、转基因技术与分子影像学的结合271

五、展望272

第六章 细胞示踪技术的应用273

第一节 细胞影像学标记273

一、MR方法标记细胞273

二、核医学方法标记细胞276

三、光学方法标记细胞277

第二节 细胞示踪技术在细胞移植治疗中的应用277

一、细胞治疗概述277

二、细胞示踪在神经系统细胞移植治疗中的应用举例278

三、细胞示踪在细胞移植治疗心肌梗死研究中的应用举例278

四、细胞示踪技术在细胞治疗中的应用与展望278

第三节 细胞示踪技术在肿瘤研究中的应用279

一、肿瘤细胞原位成像279

二、肿瘤细胞转移成像282

第七章 分子成像与基因治疗286

第一节 基因治疗286

一、概述286

二、基因治疗的基本步骤287

三、基因治疗的方法289

四、基因治疗的策略290

五、基因的导入方式290

第二节 分子成像在肿瘤基因治疗中的应用292

一、基因传递成像292

二、监测治疗基因表达297

三、监测内源性基因的活性307

四、基因治疗靶点的特异性成像307

第三节 分子成像在血管内基因治疗中的应用308

一、概述308

二、血管内治疗基因308

三、分子成像在血管内基因治疗中的应用309

四、血管内基因治疗的展望322

第八章 分子成像在新药研究中的应用323

第一节 概述323

第二节 分子成像在新药研究过程中的应用324

一、药物先导化合物的筛选324

二、药物代谢动力学、毒理学、药效学的研究324

三、临床试验研究325

参考文献327

英中文名词对照333