高速高分辨率活细胞3D成像：或成肿瘤与肿瘤微环境研究又一突破口

　　2016年2月25日讯 最近研究人员发明了一种实时高速高分辨率显微成像技术，可以将癌细胞与肿瘤微环境的相互作用通过高分辨率3D成像展现出来。这一技术可能会改变今后科研工作者对细胞与周围环境互作的研究。

　　在这之前，实时高速高分辨率成像一直局限于载玻片上，通常细胞只能在压得很平的情况下被高分辨率3D观察。原因是高分辨率显微镜存在很多技术限制，比如说高倍镜头的数值孔径，镜油和玻璃片的折射率等都存在瓶颈。在载玻片上观察活细胞与真是生理条件下不太一样，活细胞对玻片敏感，这些人为外部环境对细胞有强烈刺激，因为活细胞与其周围环境一直存在着相互作用。

　　3D医学成像系统作为辅助的成像工具可精确地显示图像并可实现人体内部结构的三维显示。这种能力为医生提供了附加信息并为精确的疾病检出与诊断提供支持。3D医学成像系统为放射学家和外科医生提供了先进的可视化工具。

　　而这一新型显微镜技术，首先利用胶原蛋白替换掉了载玻片使其更接近细胞在体内的生理环境。这种被称作选择性平面照明微环境显微镜 （microenvironmental selective Plane Illumination Microscopy, meSPIM）。采用高强度、单一波长激光来激发生物样品发射出荧光信号，然后利用高分辨率进行高分辨率图像传感器在电脑上3D成像。通过这一先进的技术，可以将图像分辨率达到300nm，同时对生理环境更相似的生物样品进行实时高速高分辨率观察。

　　利用这一项显微镜技术可以帮助研究人员对一些复杂生物反应进行观察，比如像肿瘤细胞与肿瘤微环境之间的信号传导等相互作用。根据今年2月21号发表在Developmental Cell的一项研究工作。研究人员发现，黑色素瘤细胞在胶原蛋白里跟在载玻片上的反应有巨大差异，前者形成了更多圆形凸出的"泡"状结构。然后他们测定了这些泡状结构的尺寸大小和形状，然后从这些显微镜拍摄的图像中运用数学公式计算出这些"泡"状结构上一些蛋白分布情况（如上图）。利用这些3D成像技术可以帮助研究人员了解肿瘤细胞如何侵袭其它组织。