研究人員開發(fā)長期體內(nèi)成像技術(shù)以更好地了解和治療脊髓損傷

科技大學(xué) (HKUST) 的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)了一項創(chuàng)新技術(shù)，可對涉及脊髓損傷和修復(fù)的重要生物過程進(jìn)行活體成像，為更好地了解脊髓損傷鋪平道路。脊髓損傷(SCI)的病理學(xué)和潛在治療。

脊髓是一束緊密的神經(jīng)細(xì)胞(神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì))和神經(jīng)通路(軸突)，是大腦和身體其他部位周圍神經(jīng)之間的主要信息高速公路。脊髓損傷是一種毀滅性的且在很大程度上是不可逆轉(zhuǎn)的神經(jīng)損傷，并且可能導(dǎo)致終身殘疾和癱瘓，并且無法治愈。

雖然成像在了解脊髓功能及其對病理損傷和治療程序的反應(yīng)方面發(fā)揮著重要作用，但目前還沒有有效的方法可以在不激活免疫反應(yīng)的情況下在細(xì)胞過程水平上捕獲受傷的脊髓。傳統(tǒng)的成像技術(shù)要求患者切除脊髓組織以提高圖像分辨率，否則可能會引發(fā)脊髓組織中的免疫反應(yīng)，這可能會影響正在研究的疾病過程。

現(xiàn)在，由科技大學(xué)電氣與計算機工程系教授曲建安教授和生命科學(xué)部副教授劉凱教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊，展示了一種實現(xiàn)長期、重復(fù)、在小鼠模型中進(jìn)行穩(wěn)定、高分辨率和無炎癥的體內(nèi)脊髓成像。

一個軸突(黃色)被超快脈沖激光(紅色箭頭標(biāo)記)切斷，這表明免疫細(xì)胞(綠色)反應(yīng)迅速并到達(dá)損傷部位。學(xué)分：科技大學(xué)

在他們提出的方案中，保留了黃韌帶(LF)——連接我們脊柱中相鄰椎骨的韌帶——以保護(hù)下面的脊髓組織并降低成像窗口激活炎癥的風(fēng)險。但保留 LF 層也意味著犧牲成像質(zhì)量，因為該層會引入光散射并導(dǎo)致脊髓成像的穿透深度降低。

為了解決這個問題，該團(tuán)隊使用了 FDA 批準(zhǔn)的無毒化合物碘克沙醇作為成像窗口的光學(xué)透明介質(zhì)，并大大提高了其透明度以及圖像對比度和分辨率。與以前的方法相比，基于碘克沙醇的光學(xué)清除技術(shù)允許研究人員在不影響成像質(zhì)量的情況下去除脊髓上方的較少組織，從而在 167 天內(nèi)將成像次數(shù)顯著延長至 15 次。

使用這種光學(xué)透明的椎間窗，研究小組研究了神經(jīng)元-膠質(zhì)細(xì)胞動力學(xué)，并觀察到小膠質(zhì)細(xì)胞在軸突期間與 Ranvier 節(jié)點的接觸增強，為研究正常和損傷條件下免疫細(xì)胞與 Ranvier 節(jié)點之間的相互作用開辟了一條有希望的途徑。結(jié)果最近發(fā)表在《自然通訊》上。

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