Communications Physics:突破!新技術實現體內癌細胞三維成像!

2020-11-28 生物谷

2018年5月20日訊 /生物谷BIOON /——為了提供更好的癌症治療方法，醫生和科學家們都需要對癌細胞有更深入的了解，而研究人員通常在試管中檢測單個細胞，在活體內檢測新發現。「我們的目標是在活體內觀察到單個癌細胞，以確定它們如何發揮功能，如何轉移以及如何對新療法產生反應。」來自MLU的醫學物理學家Jan Laufer教授說道，他是光聲成像領域的專家，這是一種可以使用超聲波產生高解析度的體內三維圖像的方法。


「問題在於腫瘤細胞是透明的，這使得光學技術很難在體內檢測到癌細胞。」Lufer解釋道。為了解決這個問題，他的研究小組開發了一種新方法：他們首先給癌細胞引入了一個特殊的基因，一旦進入細胞，這基因就可以產生光敏色素蛋白，這是一種源於植物和細菌的光感受器；隨後研究人員用兩種不同波長的光照射組織。這些光可以在體內被吸收轉化為超聲波，這些波可以在體外進行檢測，基於這些數據，研究人員可以重建機體體內的情況。這個光敏蛋白的特點是它們的機構可以改變，因此它們的吸收性質依賴於雷射的波長。這就導致了腫瘤細胞產生的超聲信號發生改變。而其他組織沒有這個性質，它們的信號保持不變。通過計算這兩種信號的差別，研究人員就可以獲得腫瘤細胞體內分布的三維高解析度圖像。

這項發明在臨床前研究及生命科學領域有著廣泛的用途，除了癌症研究之外在，這項技術也可以用於觀察活體的細胞和遺傳學過程。（生物谷Bioon.com）

參考資料：

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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