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成像技術將為胚胎發育提供新線索

來源 : 亞洲健康互聯海外中心
update : 2019/04/11
來自休士頓大學和貝勒醫學院的研究人員正在開發一種新技術,可以同時成像胚胎結構發育,和發育中循環系統所發生的分子基礎。圖片來源:休士頓大學

受孕後不久,胚胎的循環系統與其母親的循環系統相連。在這個關鍵時刻發生的併發症,可能導致流產或出生缺陷伴有長期慢性病。不幸的是,成像技術的局限性,使研究人員無法完全理解導致這一關鍵點的細胞水平事件。

來自休士頓大學和貝勒醫學院的研究人員正在開發一種新技術,可以同時成像胚胎結構發育,和發育中的循環系統所發生的分子基礎。

休士頓大學電氣紀念腦工程助理教授David Mayerich說:「當我們看到一個胚胎時,事情發生在結構和分子兩個尺度。由於用於捕獲它們的成像系統不相容,因此無法同時看到這兩種變化。」

目前的研究需要多種成像方法:光學相干斷層掃描(OCT),通常用於研究眼睛的非侵入性成像方法,收集結構生長和變化的高分辨率圖像,以及諸如光片顯微鏡的3D螢光成像觀察細胞變化。

休士頓大學電氣紀念腦工程助理教授David Mayerich表示,即使是採用OCT和顯微鏡拍攝的圖像之間存在短暫的時間間隔,也無法使結構和化學同步變化,其工作涉及將數據科學應用於顯微鏡,從而實現大規模的高分辨率成像。他說,這個新系統將合併兩種成像方法,並將它們對準3D,使用專門設計的軟體來同步數據採集。

使用OCT研究發育生物學的專家Larin表示,技術挑戰包括這兩個成像系統通常使用不同波長的光。使用一個顯微鏡鏡片進行OCT,和顯微鏡檢查將需要重疊的光學路徑。

Mayerich和他的實驗室還將確定如何解釋生成的對齊圖像、識別和測量組件,包括血管、血流和單個細胞隨著時間的推移而變化。

最終,他們希望識別與某些先天缺陷相關的生物標誌物,從而改善早期檢測。

Larin教授表示:「這在技術上非常困難,但這將有助於我們掌握對該過程的基本認識,可能引導治療,有助於避免流產、胎兒死亡和出生缺陷。」