為了提供更好的癌癥治療方法，醫(yī)生和科學家們都需要對癌細胞有更深入的了解，而研究人員通常在試管中檢測單個細胞，在活體內(nèi)檢測新發(fā)現(xiàn)。“我們的目標是在活體內(nèi)觀察到單個癌細胞，以確定它們?nèi)绾伟l(fā)揮功能，如何轉(zhuǎn)移以及如何對新療法產(chǎn)生反應。”來自MLU的醫(yī)學物理學家Jan Laufer教授說道，他是光聲成像領域的專家，這是一種可以使用超聲波產(chǎn)生高分辨率的體內(nèi)三維圖像的方法。

“問題在于腫瘤細胞是透明的，這使得光學技術很難在體內(nèi)檢測到癌細胞。”Lufer解釋道。為了解決這個問題，他的研究小組開發(fā)了一種新方法：他們首先給癌細胞引入了一個特殊的基因，一旦進入細胞，這基因就可以產(chǎn)生光敏色素蛋白，這是一種源于植物和細菌的光感受器；隨后研究人員用兩種不同波長的光照射組織。這些光可以在體內(nèi)被吸收轉(zhuǎn)化為超聲波，這些波可以在體外進行檢測，基于這些數(shù)據(jù)，研究人員可以重建機體體內(nèi)的情況。這個光敏蛋白的特點是它們的機構(gòu)可以改變，因此它們的吸收性質(zhì)依賴于激光的波長。這就導致了腫瘤細胞產(chǎn)生的超聲信號發(fā)生改變。而其他組織沒有這個性質(zhì)，它們的信號保持不變。通過計算這兩種信號的差別，研究人員就可以獲得腫瘤細胞體內(nèi)分布的三維高分辨率圖像。

這項發(fā)明在臨床前研究及生命科學領域有著廣泛的用途，除了癌癥研究之外在，這項技術也可以用于觀察活體的細胞和遺傳學過程。

原標題：Communications Physics：突破！新技術實現(xiàn)體內(nèi)癌細胞三維成像！

參考資料：

Jan Laufer et al. Dual-wavelength 3D photoacoustic imaging of mammalian cells using a photoswitchable phytochrome reporter protein. Communications Physics, 2018; 1 (1) DOI: 10.1038/s42005-017-0003-2