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        3-D超分辨率成像的新發(fā)展為阿爾茨海默病提供了見解
        
			
        
				2019-04-08 09:20:19
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        最近的研究表明，年齡超過85歲的美國人中有40%患有阿爾茨海默病，并且在人們出現(xiàn)在醫(yī)生辦公室出現(xiàn)記憶問題之前，這種疾病開始了10到20年。
        

        3-D超分辨率成像的新發(fā)展為阿爾茨海默病提供了見解
        

        了解阿爾茨海默氏癥的一個主要問題是無法清楚地了解疾病的起因。由普渡大學(xué)研究人員開發(fā)的超分辨率“納米鏡”現(xiàn)在提供了大腦分子的三維視圖，其細(xì)節(jié)高出10倍。這種成像技術(shù)可以幫助揭示疾病的進(jìn)展以及新治療方法可以介入的地方。
        

        該儀器幫助印第安納大學(xué)的研究人員更好地了解阿爾茨海默病患者大腦中形成的斑塊結(jié)構(gòu)，找出可能造成損害的特征。已發(fā)表的研究結(jié)果發(fā)表在Nature Methods雜志上。
        

        早在阿爾茨海默氏癥發(fā)生于個體之前，稱為淀粉樣斑塊的蠟狀沉積物在大腦中積聚。這些簇與周圍細(xì)胞相互作用，引起炎癥，破壞神經(jīng)元并產(chǎn)生記憶問題。
        

        這些斑塊的沉積目前是導(dǎo)致阿爾茨海默病的病理變化的最早可檢測證據(jù)。
        

        “雖然在可預(yù)見的未來嚴(yán)格來說是一種研究工具，但這項技術(shù)讓我們可以看到斑塊在疾病過程中如何組裝和重塑，”印第安納大學(xué)醫(yī)學(xué)院斯塔克神經(jīng)科學(xué)解剖學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)教授Gary Landreth說。研究機(jī)構(gòu)。“它可以深入了解疾病的生物學(xué)原因，以便我們能夠看到我們是否能夠阻止這些破壞性結(jié)構(gòu)在大腦中的形成。”
        

        傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的有限分辨率和腦組織的自然厚度使研究人員無法清楚地觀察淀粉樣斑塊的三維形態(tài)及其與其他細(xì)胞的相互作用。
        

        “對于單分子超分辨率成像來說，腦組織特別具有挑戰(zhàn)性，因為它高度細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)成分，會扭曲和散射光 - 我們的分子信息來源，”Purdue生物醫(yī)學(xué)工程助理教授Fang Huang說。“你可以深入到組織中，但圖像模糊不清。”
        

        Huang的研究團(tuán)隊已經(jīng)開發(fā)出的超分辨率納米鏡能夠細(xì)致地觀察細(xì)胞，細(xì)菌和病毒，使用“適應(yīng)性光學(xué)變形鏡子，可以改變形狀以補(bǔ)償光線失真，稱為”像差“，當(dāng)光信號發(fā)生時單分子以不同的速度穿過細(xì)胞或組織結(jié)構(gòu)的不同部分。
        

        為了應(yīng)對腦組織的挑戰(zhàn)，Huang的研究團(tuán)隊開發(fā)了新技術(shù)，根據(jù)樣本深度調(diào)整鏡子，以補(bǔ)償組織引入的像差。同時，這些技術(shù)有意引入額外的像差以維持單個分子攜帶的位置信息。
        

        納米鏡以比傳統(tǒng)顯微鏡高6到10倍的分辨率重建整個組織，細(xì)胞和細(xì)胞成分，從而可以通過30微米厚的小鼠額葉皮層切片清晰觀察。
        

        研究人員使用經(jīng)過基因工程改造的小鼠來開發(fā)代表阿爾茨海默病的特征性斑塊。
        

        蘭德瑞斯的實(shí)驗室通過這些三維重建發(fā)現(xiàn)，淀粉樣蛋白斑塊就像毛球一樣，通過分離出蠟狀沉積物的小纖維纏繞周圍組織。
        

        “我們現(xiàn)在可以看到這是大腦受損的地方。小鼠給我們驗證我們可以將這種成像技術(shù)應(yīng)用于人體組織，”Landreth說。
        

        該合作已經(jīng)開始使用納米鏡觀察人腦樣本中的淀粉樣斑塊，以及仔細(xì)觀察斑塊如何與其他細(xì)胞相互作用并隨著時間的推移進(jìn)行重塑。
        

        “這一發(fā)展對我們來說尤其重要，因為在組織中獲得高分辨率是非常具有挑戰(zhàn)性的。我們希望這種技術(shù)有助于進(jìn)一步了解其他疾病相關(guān)問題，例如帕金森病，多發(fā)性硬化癥和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病。疾病，“黃說。
        
			

			
          
        
			
        
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