瑞典Umeå大學新探測方法使人體器官的3D顯微鏡成像成為可能

導讀：2021年9月15日，南極熊獲悉，來自瑞典Umeå大學的研究人員推出了一種新型探測方法，通過這種方法，可以以微米級的精度研究人體器官中的特定細胞類型。這種方法可以用來揭示以前無法識別的胰腺變化，但它也可以用來研究其他人體器官和疾病。

Umeå大學的分子醫(yī)學教授UlfAhlgren說:“這種方法可能有助于深入了解細胞變化與不同疾病狀況之間的關(guān)系?！?/div>

Ulf Ahlgren教授

研究人員所做的是使用3D打印的基質(zhì)來分割器官，利用3D技術(shù)創(chuàng)造出最適合光學成像的組織部分。然后可以對這些碎片進行標記，從而直觀地看到所選擇的任何細胞類型或蛋白質(zhì)。由于每個組織都有已知的坐標，單個的3D圖像可以用計算機拼湊成一個三維拼圖，形成一個完整的人體器官。

圖1：人類器官的定量分子三維成像的管道。

這種方法使我們能夠以微米級的精度(比灰塵顆粒還小)，創(chuàng)建幾乎任何尺寸的人體器官的高分辨率3D圖像成為可能。在此之前，利用光學投影斷層攝影術(shù)和光片熒光顯微鏡等技術(shù)，已經(jīng)有可能創(chuàng)建生物材料的高分辨率圖像，研究人員也在這項研究中使用了這些技術(shù)。相反，問題是以前的方法沒有提供可用的方法來標記你想要研究的各種細胞類型或蛋白質(zhì)，例如使用熒光抗體，當你在更大的范圍內(nèi)研究樣本，比如整個器官。這就是新方法現(xiàn)在已經(jīng)解決的問題。

圖2: 人類胰腺中朗格漢斯島分布的定量、體積和三維空間評估。

研究人員已經(jīng)使用這種方法來研究人類胰腺。在胰腺內(nèi)部，你會發(fā)現(xiàn)成千上萬的胰島素生產(chǎn)細胞，稱為朗格漢斯島。這些胰島在胰島素的產(chǎn)生中起著關(guān)鍵作用，因此當胰島素的產(chǎn)生受到干擾時，它們是糖尿病的關(guān)鍵因素。使用這種新方法，研究人員能夠證明以前未被識別的人類胰腺解剖和病理特征，包括胰島密度極高的區(qū)域。他們的結(jié)果可能對從臨床前到臨床的任何領域都有意義，例如改善糖尿病患者的胰島移植方案，或開發(fā)非侵入性臨床成像來研究糖尿病患者的胰腺。

圖3：評估人類胰腺的胰島集群、胰島出血和非熒光特征。

“除了使用新方法來研究糖尿病，它還可以提高對其他胰腺疾病的理解，尤其是胰腺癌，我們已經(jīng)開始與Umeå的臨床研究人員合作來研究這一點。”但這項技術(shù)本身應該能夠以類似的方式用于研究其他器官和疾病，因為它能夠研究在整個器官環(huán)境中，細胞變化發(fā)生在哪里，它們的數(shù)量以及與附近組織和細胞類型的關(guān)系。

這一研究成功被發(fā)表在《Communications Biology》雜志上，題為：“3D imaging of human organs with micrometer resolution - applied tothe endocrine pancreas”。

相關(guān)論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s42003-021-02589-x

DOI：Https://doi.org/10.1038/s42003-021-02589-x