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      開創(chuàng)性的研究為代謝研究開辟了新領(lǐng)域
      
			
      
				2019-12-31 11:47:00
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      糖尿病和肥胖癥等代謝性疾病在全球范圍內(nèi)越來(lái)越普遍。除了遺傳因素外，生活方式還大大促進(jìn)了這些代謝疾病的流行。需要精確的監(jiān)測(cè)方法，以例如評(píng)估飲食或運(yùn)動(dòng)的變化如何影響疾病及其代謝特征。現(xiàn)在，來(lái)自Helmholtz ZentrumMünchen的生物醫(yī)學(xué)影像研究所和慕尼黑工業(yè)大學(xué)TranslaTUM生物影像系主任的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種技術(shù)，該技術(shù)可提供活細(xì)胞中生物分子的實(shí)時(shí)圖像-無(wú)需用于標(biāo)簽或造影劑。與Helmholtz ZentrumMünchen的糖尿病與癌癥研究所和海德堡大學(xué)醫(yī)院合作對(duì)成像系統(tǒng)進(jìn)行了評(píng)估。
      

      開創(chuàng)性的研究為代謝研究開辟了新領(lǐng)域
      

      光的聲音使細(xì)胞和組織中的生物分子成像
      

      借助這項(xiàng)稱為中紅外光聲顯微鏡技術(shù)(簡(jiǎn)稱MiROM)的新技術(shù)，研究人員使用中紅外激光激發(fā)了“指紋”特有的分子振動(dòng)。來(lái)自不同分子的瞬態(tài)中紅外光的選擇性吸收會(huì)觸發(fā)熱彈性膨脹，即產(chǎn)生超聲波的微小體積膨脹。根據(jù)激發(fā)的波長(zhǎng)，檢測(cè)并處理這些波以形成特定分子分布的圖像。
      

      與以前的技術(shù)相比，這種新方法的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是它不再局限于干固樣品。通過(guò)檢測(cè)容易通過(guò)組織而不是被組織和水強(qiáng)烈吸收的光子通過(guò)的聲波，MiROM提供了超越現(xiàn)有技術(shù)的代謝產(chǎn)物的成像功能。
      

      MiROM提供了顯微技術(shù)的突破。在常規(guī)的中紅外成像中，較高的生物分子濃度會(huì)導(dǎo)致較高的信號(hào)損失。相反，MiROM將中紅外成像轉(zhuǎn)換為正的對(duì)比度模態(tài)，從而更高的濃度產(chǎn)生更強(qiáng)的信號(hào)。該技術(shù)證明了生物分子的無(wú)標(biāo)記成像超出了拉曼方法的靈敏度限制。”
      

      Vasilis Ntziachristos教授，生物醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究所所長(zhǎng)兼生物影像學(xué)系主任
      

      代謝過(guò)程會(huì)隨著糖尿病，肥胖癥或生活方式條件(包括飲食和運(yùn)動(dòng))的改變而改變。但是，到目前為止，要觀察其中的許多過(guò)程，都需要使用費(fèi)力且可能影響所研究生物學(xué)功能的標(biāo)記和造影劑。這項(xiàng)新技術(shù)可以徹底改變新陳代謝的讀數(shù)：“ MiROM可以實(shí)時(shí)提供獨(dú)特的無(wú)標(biāo)簽實(shí)時(shí)觀察代謝過(guò)程的信息，可用于動(dòng)態(tài)研究不同飲食對(duì)細(xì)胞水平的影響或評(píng)估新類別的性能毒品”，Miguel Pleitez說(shuō)。該小組正在研究MiROM的修訂版本，該版本具有提高的速度，分辨率和靈敏度，以促進(jìn)在包括癌癥在內(nèi)的更廣泛疾病中的發(fā)現(xiàn)。“隨著時(shí)間的推移，MiROM為細(xì)胞亞群提供了新穎的見解。此外，它使我們不僅可以實(shí)時(shí)檢測(cè)脂質(zhì)，還可以實(shí)時(shí)檢測(cè)碳水化合物和蛋白質(zhì)。”負(fù)責(zé)系統(tǒng)開發(fā)的Miguel Pleitez說(shuō)。代謝物的無(wú)標(biāo)記成像會(huì)影響我們研究分子過(guò)程的方式，例如，由于白色和棕色脂肪細(xì)胞的分解而導(dǎo)致的與脂肪存儲(chǔ)和釋放相關(guān)的分子過(guò)程，稱為脂解。但是，也可以研究更廣泛的代謝程序以及不同生物分子之間的相互作用。
      

      MiROM作為實(shí)驗(yàn)室顯微鏡的最初實(shí)現(xiàn)方式證明了細(xì)胞和切除組織中的代謝成像。Ntziachristos解釋說(shuō)：“我們的長(zhǎng)期愿景是使該技術(shù)適用于人類測(cè)量，以便我們能夠研究與生活方式改變相關(guān)的系統(tǒng)過(guò)程并優(yōu)化疾病預(yù)防策略。”
      
			

			
        
      
			
      
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