突破!新技术实现体内癌细胞三维成像!

为了提供更好的癌症治疗方法,医生和科学家们都需要对癌细胞有更深入的了解,而研究人员通常在试管中检测单个细胞,在活体内检测新发现。“我们的目标是在活体内观察到单个癌细胞,以确定它们如何发挥功能,如何转移以及如何对新疗法产生反应。”来自MLU的医学物理学家Jan Laufer教授说道,他是光声成像领域的专家,这是一种可以使用超声波产生高分辨率的体内三维图像的方法。

突破!新技术实现体内癌细胞三维成像!
 
“问题在于肿瘤细胞是透明的,这使得光学技术很难在体内检测到癌细胞。”Lufer解释道。为了解决这个问题,他的研究小组开发了一种新方法:他们首先给癌细胞引入了一个特殊的基因,一旦进入细胞,这基因就可以产生光敏色素蛋白,这是一种源于植物和细菌的光感受器;随后研究人员用两种不同波长的光照射组织。这些光可以在体内被吸收转化为超声波,这些波可以在体外进行检测,基于这些数据,研究人员可以重建机体体内的情况。这个光敏蛋白的特点是它们的机构可以改变,因此它们的吸收性质依赖于激光的波长。这就导致了肿瘤细胞产生的超声信号发生改变。而其他组织没有这个性质,它们的信号保持不变。通过计算这两种信号的差别,研究人员就可以获得肿瘤细胞体内分布的三维高分辨率图像。
这项发明在临床前研究及生命科学领域有着广泛的用途,除了癌症研究之外在,这项技术也可以用于观察活体的细胞和遗传学过程。
原标题:Communications Physics:突破!新技术实现体内癌细胞三维成像!
参考资料:
Jan Laufer et al. Dual-wavelength 3D photoacoustic imaging of mammalian cells using a photoswitchable phytochrome reporter protein. Communications Physics, 2018; 1 (1) DOI: 10.1038/s42005-017-0003-2
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