新技术突破性！首次实现深层活组织整体成像

一种利用光对组织进行非破坏性成像的新设备可能会彻底改变软骨和组织移植手术，为骨关节炎的治疗奠定基础。

9 月 9 日发表于《自然通讯》，来自伦敦国王学院、南丹麦大学和波士顿大学的研究成果（或研究发现）揭示了一种新型设备，它能够在不使用有限的荧光标记的情况下显示深层组织的分子结构，这在同类设备中属首次出现。

这种新的现成机器能够助力提升组织工程在医学中的应用，并且能让实验室中组织生产的成本减半。

组织工程指的是通过用实验室培养的细胞和组织来替换体内有缺陷的细胞和组织，从而恢复或改善其功能的一种实践方式。这有可能在广泛的应用中使用，例如培养软骨以移植到患者受损的膝盖中。软骨无法自我修复，对其的损伤是骨关节炎的主要原因。

身体能否接受移植的细胞和组织，关键在于其组成。

倘若组织的内部组成遭到损害，那么它就更有可能遭到排斥或者功能欠佳。

细胞外基质更是如此，它是细胞之间的区域，掌控着细胞结构以及细胞相互交流的方式。

为了评估这个区域，像荧光显微镜这样的传统成像方法，已经用荧光标记来标记细胞中的特定分子。

除了提供的视图有限，且仅能从标记的分子组收集信息之外，这些标记还有可能有毒。

在组织工程中，这意味着在把两组组织培养物移植到体内之前，得在实验室里培养它们，其中一组用于检查以确定样本是否安全，另一组用于移植。

不仅这一过程成本高昂，实验室培养的细胞成分质量存在很大差异，这意味着，即便科学家对一个在与计划移植到体内的样本相同条件下制成的样本进行成像，他们也不能确定它不会被排斥。

研究人员的拉曼光谱投影断层扫描方法建立在以往的技术基础之上，这些技术利用光在比以往更深的层次上提供清晰且非侵入性的视图，以评估细胞外基质。

伦敦国王学院生物光子学讲师玛兹·伯格霍尔特博士表示：“组织工程有可能改变许多患者的生活。在英国，大约五分之一的 45 岁人群患有骨关节炎，膝盖中的软骨无法自行修复。用组织工程构建体进行移植可能有助于解决这个问题。”

“然而，实验室中培养的大多数软骨的组成在细胞外基质（比如胶原蛋白）中重要成分的水平各不相同。如果无法看到这种变化，科学家永远无法确定他们移植到体内的组织是否安全和有效，而且改进单个样本所采取的步骤将是缓慢和反复的。

“通过在不杀死细胞的情况下对这类组织进行成像，研究人员将首次能够有信心以一半的成本让移植成功。”

未来，该团队希望在手术室中使用这项技术对接受肿瘤切除手术的患者的肿瘤进行成像，减少对肿瘤组织耗时研究的需求，同时有可能节省时间和挽救生命。

马丁·赫德加德博士，南丹麦大学生物光子学副教授说：“该系统为组织成像开拓了诸多可能性，不仅在组织工程中，而且在癌症应用和自身免疫性疾病中也是如此。

“这是首次，拉曼不再仅仅主要是一种表面敏感技术，如今我们能够透过更大的组织看到特定信号的实际来源空间信息。这对于理解癌症的扩散和诸如类风湿性关节炎等自身免疫性疾病的进展将是有价值的。”