當(dāng)談到癌癥時(shí)，清晰度是關(guān)鍵。3D 可視化癌性腫瘤和轉(zhuǎn)移組織的能力可以幫助臨床醫(yī)生診斷癌癥的準(zhǔn)確類型和階段，同時(shí)也為最佳治療方法提供信息。為了獲得更清晰的組織進(jìn)行成像，的一個(gè)研究小組測(cè)試了專用水凝膠的有效性。作為 3D 分子網(wǎng)絡(luò)，這些水凝膠可以快速去除組織中的脂肪，這是組織混濁的一個(gè)因素，而不會(huì)失去其結(jié)構(gòu)。該材料用于多種生物醫(yī)學(xué)設(shè)備，包括隱形眼鏡。
他們于 6 月 21 日在Macromolecular Bioscience上在線發(fā)表了他們的結(jié)果，印刷版于 9 月 16 日發(fā)行。
自 1981 年以來(lái)，的主要死因一直是癌癥，”第一作者、大阪府立大學(xué)工程研究生院應(yīng)用化學(xué)系副教授小島千惠說(shuō)。“我們需要新的治療方法和診斷技術(shù)。3D 熒光成像就是這樣一種方法，對(duì)于理解器官規(guī)模的多細(xì)胞系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是必不可少的，因?yàn)樗梢詾槲覀兲峁┍葌鹘y(tǒng) 2D 成像更多的信息。這對(duì)于診斷中的個(gè)性化醫(yī)學(xué)以及闡明生物現(xiàn)象可能很有用。
這種類型的成像涉及標(biāo)記某些分子機(jī)器，例如蛋白質(zhì)，因此它們會(huì)根據(jù)它們的種類發(fā)出不同顏色的熒光。可以在各種樣本中觀察到發(fā)光信號(hào)，從整個(gè)生物體到細(xì)胞水平。然而，大多數(shù)組織是不透明的，阻礙了看到這些信號(hào)的能力。在 2D 成像中，樣本被切成薄片，這使得信號(hào)易于查看，但無(wú)法在 3D 中可視化整個(gè)系統(tǒng)。
此前，研究人員使用了一種稱為 CLARITY 的方法，將組織嵌入聚丙烯酰胺水凝膠中。從組織中去除脂肪并調(diào)整介質(zhì)的折射率。Kojima 說(shuō)，標(biāo)記的發(fā)光信號(hào)可以在 3D 中可視化，但癌變組織需要一個(gè)月的時(shí)間才能清除——對(duì)于等待診斷的患者來(lái)說(shuō)太長(zhǎng)了。在那個(gè)時(shí)候，腫瘤可能已經(jīng)擴(kuò)散。
為了實(shí)際應(yīng)用，需要縮短 CLARITY 方法中的光學(xué)清除處理時(shí)間，”小島說(shuō)。
為了縮短這個(gè)時(shí)間，研究人員使用了兩性離子水凝膠，它們?cè)趲щ姺肿又斜３制胶獠⒈３纸M織樣本的結(jié)構(gòu)。在幾種兩性離子水凝膠組合中，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)模擬組織上脂肪分子的聚合物水凝膠似乎最快地光學(xué)清除腫瘤組織。根據(jù)小島的說(shuō)法，水凝膠具有高滲透性，這可能有助于從組織中提取其他脂肪酸。
使用我們的系統(tǒng)可以 3D 顯示鼠腦組織中的血管網(wǎng)絡(luò)以及轉(zhuǎn)移性腫瘤組織，”小島說(shuō)。
他們可以比之前的嘗試更快地可視化腫瘤組織：使用改進(jìn)的方法可以在一周內(nèi)實(shí)現(xiàn)以前需要一個(gè)月的時(shí)間。
研究人員正在繼續(xù)探索該技術(shù)以及如何將其應(yīng)用于人類癌癥的診斷。
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