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医学影像

宋小磊

​清华大学亚博全站手机网页登录副教授

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磁共振与多模分子影像,搭建疾病宏观表现与微观分子机制的桥梁

宋小磊现任清华大学亚博全站手机网页登录生物医学工程系副教授,博士生导师,国家海外高层次人次引进计划青年项目入选者。2003、2008年先后于西安交通大学和清华大学获得生物医学工程专业本科和博士学位。2019年初赴美国约翰斯·霍普金斯大学亚博全站手机网页登录(Johns Hopkins University)放射科学系及细胞工程研究所细胞成像实验室进行博士后研究,其后相继担任助理研究员和助理教授(Tenure-Tracked Assistant Professor)。 她的研究重点为研发新型磁共振分子影像技术如CEST、杂核成像(X-Nucleus Imaging)和磁粒子成像等,并与其他模态影像或组学信息关联融合,探究其在脑科学和疾病诊疗中的价值。研究成果以第一作者或通讯作者发表在包括 Nature Communication, J. of Cerebral Blood Flow and Metabolism,Angewandte Chemie,Magnetic Resonance in Medicine, NMR in Biomedicine和Optics Express等领域内高水平期刊上,其中Nature Comm.论文获约翰斯·霍普金斯大学年度研究亮点之一。至2021年6月谷歌学术总引用次数近1500次,H-index为19。在分子成像技术领域拥有已授权美国专利8项, 已公开或授权中国专利5项。项目主持经历包括Johns Hopkins校内BriteStar项目一项,NIH R21一项,国家自然科学基金(NSFC)青年与面上各一项。

研发新型磁共振分子影像技术,探究其在脑科学和疾病诊疗中的价值

宋小磊教授的研究领域包括:1)面向临床应用的新型磁共振分子影像(CEST,X-nucleus MRI,MPI等);2)小动物预临床磁共振及多模态分子影像,融合多模态、多组学的智能诊疗平台;3)预临床和临床应用:肿瘤分子影像,脑和其他疾病代谢异常的时空分布,辅助药物和新疗法研发。

可反映分子代谢信息的活体成像对疾病诊疗、机理研究和药物研发有重要意义。宋小磊教授在荧光断层成像与化学交换饱和转移磁共振成像(CEST-MRI)的理论建模、采集与定量、探针开发和应用等环节进行研究开发,已在领域高水平期刊发表论文40余篇,获国际专利授权8项。主要成果包括:

1. 提出检测恶性肿瘤异常蛋白糖基化的MRI方法,兼具“无须注射探针”的安全方便和利用CEST检测肿瘤整体糖和蛋白含量的灵敏度优势;

2. 开发了引入“多饱和参数调制”的一系列CEST采集及定量方法,提升了特异性、鲁棒性和速度并突破应用瓶颈;

3. 发现了具有新频带包含阿司匹林代谢物的CEST探针,并结合快速采集实现了大鼠脑血管介入中灌注区域监测和多“色”成像

4. 在荧光成像引入小鼠解剖图谱的重建法被大量引用。未来拟利用CEST-MRI检测组织本身糖、脂和蛋白构成且通过外源性探针进行pH成像,建立评估卵巢肿瘤分子代谢的新方法并探索可“自学习”的新影像模式。

1.Song X, Airan RD, Arifin DR, Bar-Shir A, Kadayakkara DK, Liu G, Gilad AA, van Zijl PC, McMahon MT, Bulte JW. “Label-free in vivo molecular imaging of underglycosylated mucin-1 (uMUC1) expression in tumor cells”,Nature Communications. 2015, 6: 6719.

2.Song X, Walczak P, He X, Yang X, Pearl M, Bulte JW, Pomper MG, McMahon MT, Janowski M. “Salicylic Acid Analogues as Chemical Exchange Saturation Transfer MRI Contrast Agents for the Assessment of Brain Perfusion Territory and Blood-Brain Barrier Opening after Intra-Arterial Infusion” ,J. Cereb. Blood Flow Metab.2016, 36(7): 1186-94

3.Song X, Xu J, Xia S, Yadav NN, Lal B, Laterra J, Bulte JW, van Zijl PC, McMahon MT. “A Multi-echo Length and Offset VARied Saturation (MeLOVARS) Method for Improved CEST Imaging”,Magn. Res. Med.2015, 73 (2): 488-496.

4.Yang X#,Song X#,Li Y, Liu G, Banerjee SR, Pomper MG, McMahon MT. “Salicylic Acid and Analogues as diaCEST MRI Contrast Agents with Highly Shifted Exchangeable Proton Frequencies”. 2013,Angew. Chem. Int. Ed.52: 8116-8119.

5.Liu T, Chen Y, Thomas A,Song X*.“CEST MRI with distribution-based analysis for assessment of early stage disease activ ity in a mouse model of multiple sclerosis: an initial study”.NMR Biomed, 2019, 32(11): e4139 . doi: 10.1002/nbm. 4139. Epub 2019 Jul 25.