利用高科技的成像方法,來自華盛頓大學的科學家就可以在組織深處清楚地看到早期發育中的癌細胞,這或許比之前利用熒光蛋白來觀察癌細胞要更加清晰直觀,相關研究發表于國際雜志Nature Methods上。
研究者Lihong Wang表示,通過遺傳性地修飾膠質母細胞瘤細胞使其表達BphP1蛋白,我們就可以利用光聲層析成像 (Photoacoustic tomography)在組織1厘米深處清楚地觀測成百上千個活的癌細胞,光聲層析成像技術是一種新型的無損無創生物醫學影象技術;本文研究工作中研究人員首次將深度侵入技術、高分辨率的光聲成像技術同可逆轉的可變開關非熒光的細菌光敏色素相結合進行研究。
研究者指出,蛋白質的遺傳編碼可以使得我們對組織深處的生物學過程進行成像并且靶向追蹤,而蛋白質的光控開關特性也可用作新的成像功能;BphP1蛋白可以感知不用類型的光,同時相應改變其吸收特性,這種特性就可以幫助研究者利用兩種類型的光:紅光或近紅外光來獲取癌性組織的成像結果,同時也可以對成像結果進行對比來獲取癌細胞高度敏感性及高分辨率的成像結果。
利用光聲層析成像技術,研究人員首先在近紅外光的幫助下揭示了癌性組織中所表達的特殊蛋白,使其改變了吸收特性,隨后研究者利用紅光照射癌性組織,即扳動蛋白開關以便其可以回歸至原始狀態。當減去二次成像后血液信號和其它未知的成像背景就會被消除,以便研究者可以更加清晰地觀察癌細胞的存在及其轉移過程。
研究者Yao指出,本文研究中所開發的新技術對于癌癥成像非常有用,當我們首次觀看到早期癌癥發生時,癌癥組織和健康組織并無差異,因為豐富的血液會給予其足夠強的信號,使得癌細胞不會凸顯出來,如今利用這種新技術研究者就可以在癌癥規模很小的時候就對其進行觀察研究。
此前研究中僅可以在組織中觀看到相對晚期的癌癥細胞,因為來自血液較強的背景信號會遮擋癌細胞,而本文中研究人員所開發的新技術不僅可以幫助進行癌癥研究,同時還可以用于心臟組織和癌癥免疫療法的研究,新型技術的開發為生物學家們提供了一種新型的工具來進行癌癥遺傳特異性的高分辨率及深度成像研究,同時也將助力癌癥新型藥物的研發。
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