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社论：激光扫描显微镜技术在无标记组织成像中的进展
摘要： 目前，人们正投入大量精力将各种激光扫描显微镜（LSM）技术应用于组织特征分析领域，因为这些技术有望规避传统组织病理学方法（基于切除活检和组织染色）的一些最重要缺陷。尽管传统组织病理学目前被视为诊断组织病变（如癌症）的金标准，但其存在诊断耗时长、具有侵入性、易产生伪影、采样误差、耗时费力、成本高昂及解读差异大等局限，导致该方法在许多场景中难以实施，同时也给全球医疗体系的可持续性带来巨大压力。LSM技术的优势在于其"无创"特性——它们能利用组织与激光束相互作用产生的多种内源性光学信号，提供反映特定深度组织结构的光学切片（虚拟活检）。迄今多项研究表明，LSM技术提供的免标记信息与传统组织病理学方法用于特征分析/确认的病理相关信息具有同等价值。这些技术因此能够探测对解析疾病易感性和进展标志性的重要解剖生理特征具有深远意义的光学组织特性。目前已证实共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）[1]、荧光寿命成像（FLIM）[2]、双光子激发荧光显微镜（TPEF）[2-6]、二次谐波显微成像（SHG）[5,6]、三次谐波显微成像（THG）[4]、相干反斯托克斯拉曼散射显微镜（CARS）[3,7]等技术，以及布里渊显微镜[8]等其他LSM变体，都是以高时空分辨率研究组织形态、功能和生化组成的有力工具。许多专家认为，这些技术及其组合应用研究方法很快将成为离体和在体检测中默认组织特征分析框架的核心要素。此外，采用各种创新策略实现免标记超分辨成像的新兴LSM技术[9-12]也即将应用于组织成像领域。
关键词： 组织成像、双光子激发荧光显微镜技术、布里渊显微光谱技术、激光扫描显微镜技术、二次谐波显微成像技术
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用拉曼成像显微镜检测活癌细胞及组织中药物处理诱导的代谢变化
摘要： 胶质瘤、纤维肉瘤及其他癌症中的异柠檬酸脱氢酶1（IDH1）突变会产生一种新型代谢物D-2-羟基戊二酸，该物质被认为会诱发肿瘤发生。这种代谢物的产生还会导致细胞代谢出现脆弱性，例如降低NADPH水平。为利用这一脆弱性，我们采用烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）补救途径抑制剂FK866处理携带IDH1突变的胶质瘤和纤维肉瘤细胞，观察到这些细胞存活率下降。为探究抑制剂FK866的作用机制，我们运用拉曼成像显微镜技术发现用药后蛋白质和脂质含量减少。拉曼成像显示用药细胞与未处理细胞相比，细胞内脂质分布存在差异。我们采用核磁共振波谱（NMR）和质谱技术鉴定出改变的脂质类别。综合分析表明，在体外环境中，脂质含量减少（影响膜形成）导致细胞分裂能力下降。但FK866药物在体内未表现出同等效力。拉曼成像显微镜检测显示，与细胞实验相比，治疗组与未治疗组小鼠组织中的脂质分布呈现相反趋势。这些结果证明了拉曼成像显微镜技术在识别和量化癌细胞及组织代谢变化中的作用。
关键词： NAD+合成、组织成像、单细胞成像、显微镜技术、拉曼光谱法、纤维肉瘤IDH1
更新于2025-09-23 01:26:07
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类卫星金纳米复合物用于肿瘤组织的靶向质谱成像
摘要： 我们开发了一种简单、快速、高通量的癌症诊断系统，该系统采用由聚儿茶素包覆金纳米颗粒（Au@PC NPs）和较小的核酸适配体AS1411结合金纳米颗粒（AS1411–Au NPs）组成的功能性纳米颗粒。AS1411–Au NPs/Au@PC NP被用作基于激光解吸/电离质谱（LDI-MS）的肿瘤组织成像中的靶向剂。通过三氯化金(III)与儿茶素的简单反应合成了自组装的核壳结构Au@PC NPs。通过精确控制儿茶素与金离子的比例以及反应溶液的pH值，获得了每个金核（约60-80纳米）表面具有明确且致密聚儿茶素壳层（约40-60纳米）的Au@PC NPs。此外，我们证明了结合在Au@PC NP上的AS1411修饰金纳米颗粒（13纳米）可形成卫星状金纳米复合材料。Au@PC NP表面高密度的AS1411–Au NPs增强了对肿瘤细胞膜上核仁素分子的多价结合。我们利用LDI-MS通过监测金团簇离子（[Aun]+；1 ≤ n ≤ 3）来检测标记有AS1411–Au NPs/Au@PC NPs的高表达核仁素MCF-7乳腺癌细胞。通过形成大量[Aun]+离子，金纳米颗粒实现了超高信号放大，从而构建了检测限为100个MCF-7细胞/mL的传感平台。进一步地，我们将这种卫星状AS1411–Au NPs/Au@PC NP纳米复合材料作为标记剂应用于LDI-MS的肿瘤组织成像。当使用不同配体修饰的金属纳米颗粒时，我们的纳米复合材料辅助LDI-MS成像平台可用于同时分析细胞膜上不同的肿瘤标志物。
关键词： 组织成像、适体、激光解吸/电离质谱、自组装、金纳米复合材料
更新于2025-09-04 15:30:14