作者:王兆昱 来源:中国科学报 发布时间:2024/2/8 13:46:02
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美国利用新型显微技术揭示脑癌组织详细图像 有助于治疗神经系统疾病

 

1月31日,美国布列根和妇女医院联合麻省理工学院的科研团队在学术期刊《科学-转化医学》发表成果,通过使用一种名为“去拥挤扩张病理学”(dExPath)的新型显微技术,揭示了脑癌组织的详细图像,对促进侵袭性神经系统疾病的诊断和治疗具有潜在意义。

在活细胞内,各种蛋白质和生物分子“挤”在一起,间距非常小,给试图观察它们的科学家带来难题。观察脑癌组织时,往往需要依靠昂贵的超分辨率显微镜进行成像。但高昂的设备经费和培训成本使得在分子水平上对脑组织进行高通量分析不切实际。并且,即便最先进的技术也往往难以看清这些纳米级结构。为解决这一问题,麻省理工学院此前开发出一种扩张显示技术,通过对组织进行标记,并进行化学修饰,实现组织的均匀物理扩张,便于观察。但这种扩张技术的缺陷在于依靠蛋白酶来分解组织,导致蛋白质在分析之前就被破坏了,只能保留所做的标记。

在此项研究中,科研团队开发了新技术——去拥挤扩张病理学,将组织嵌入凝胶,用特殊化学处理取代酶“软化”组织,从而在不破坏组织的情况下分离蛋白质结构,使其扩张。新技术的优势包括:有效消除了脑组织中被称为脂褐素的荧光信号,提高了图像质量;能提供更强的荧光信号,提高标记效果;能在同一组织样本中同时标记多达16种生物标记物。科研团队将该技术应用于健康人类的脑组织、脑癌组织以及受阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等神经退行性疾病影响的脑组织,拍摄出清晰度前所未有的详细图像,实现了对蛋白质结构的精确分析。研究发现,之前被归类为“低级别”的肿瘤实际包含更具侵袭性的特征和细胞群,说明这类肿瘤可能比预期危险得多。

科研团队表示,这项新技术使科学家无需依赖昂贵的设备,仅利用传统显微镜,就能在纳米级水平上更好地了解脑肿瘤的复杂运作及其与神经系统的相互作用。通过获取更详细、准确的脑组织图像,科学家能够确定更多的生物标志物,从而更好地对侵袭性脑部疾病进行诊疗。不过,该技术仍处于早期阶段,还需要更大样本量的验证,才能帮助诊断脑癌等神经系统疾病。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1126/scitranslmed.abo0049 

 
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