新技術突破性！首次實現深層活組織整體成像

一種利用光對組織進行非破壞性成像的新設備可能會徹底改變軟骨和組織移植手術，爲骨關節炎的治療奠定基礎。

9 月 9 日發表於《自然通訊》，來自倫敦國王學院、南丹麥大學和波士頓大學的研究成果（或研究發現）揭示了一種新型設備，它能夠在不使用有限的熒光標記的情況下顯示深層組織的分子結構，這在同類設備中屬首次出現。

這種新的現成機器能夠助力提升組織工程在醫學中的應用，並且能讓實驗室中組織生產的成本減半。

組織工程指的是通過用實驗室培養的細胞和組織來替換體內有缺陷的細胞和組織，從而恢復或改善其功能的一種實踐方式。這有可能在廣泛的應用中使用，例如培養軟骨以移植到患者受損的膝蓋中。軟骨無法自我修復，對其的損傷是骨關節炎的主要原因。

身體能否接受移植的細胞和組織，關鍵在於其組成。

倘若組織的內部組成遭到損害，那麼它就更有可能遭到排斥或者功能欠佳。

細胞外基質更是如此，它是細胞之間的區域，掌控着細胞結構以及細胞相互交流的方式。

爲了評估這個區域，像熒光顯微鏡這樣的傳統成像方法，已經用熒光標記來標記細胞中的特定分子。

除了提供的視圖有限，且僅能從標記的分子組收集信息之外，這些標記還有可能有毒。

在組織工程中，這意味着在把兩組組織培養物移植到體內之前，得在實驗室裡培養它們，其中一組用於檢查以確定樣本是否安全，另一組用於移植。

不僅這一過程成本高昂，實驗室培養的細胞成分質量存在很大差異，這意味着，即便科學家對一個在與計劃移植到體內的樣本相同條件下製成的樣本進行成像，他們也不能確定它不會被排斥。

研究人員的拉曼光譜投影斷層掃描方法建立在以往的技術基礎之上，這些技術利用光在比以往更深的層次上提供清晰且非侵入性的視圖，以評估細胞外基質。

倫敦國王學院生物光子學講師瑪茲·伯格霍爾特博士表示：“組織工程有可能改變許多患者的生活。在英國，大約五分之一的 45 歲人羣患有骨關節炎，膝蓋中的軟骨無法自行修復。用組織工程構建體進行移植可能有助於解決這個問題。”

“然而，實驗室中培養的大多數軟骨的組成在細胞外基質（比如膠原蛋白）中重要成分的水平各不相同。如果無法看到這種變化，科學家永遠無法確定他們移植到體內的組織是否安全和有效，而且改進單個樣本所採取的步驟將是緩慢和反覆的。

“通過在不殺死細胞的情況下對這類組織進行成像，研究人員將首次能夠有信心以一半的成本讓移植成功。”

未來，該團隊希望在手術室中使用這項技術對接受腫瘤切除手術的患者的腫瘤進行成像，減少對腫瘤組織耗時研究的需求，同時有可能節省時間和挽救生命。

馬丁·赫德加德博士，南丹麥大學生物光子學副教授說：“該系統爲組織成像開拓了諸多可能性，不僅在組織工程中，而且在癌症應用和自身免疫性疾病中也是如此。

“這是首次，拉曼不再僅僅主要是一種表面敏感技術，如今我們能夠透過更大的組織看到特定信號的實際來源空間信息。這對於理解癌症的擴散和諸如類風溼性關節炎等自身免疫性疾病的進展將是有價值的。”