新鮮胰腺組織的無(wú)標(biāo)記非線性光學(xué)顯微成像研究.pdf

1、胰腺癌和胰腺炎是最為常見的胰腺外分泌部的病變。胰腺癌是惡性程度最高的腫瘤之一,在腫瘤致死率中排名第四,其五年存活率僅為1-5％。慢性胰腺炎是胰腺癌的高危風(fēng)險(xiǎn)因素,且急性胰腺炎也具有較高的致死率。傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)影像檢查手段難以快速和準(zhǔn)確地檢測(cè)異常胰腺組織中較小的病變。同時(shí),外分泌部胰腺疾病的現(xiàn)有研究手段通常局限于培養(yǎng)的細(xì)胞或組織切片的水平,無(wú)法同時(shí)識(shí)別在病變過(guò)程中發(fā)揮作用的多種組分,因而只能間接地提供各組分之間的相互關(guān)聯(lián)與作用信息。過(guò)去的二十

2、多年來(lái),基于雙光子吸收和二次諧波的無(wú)標(biāo)記非線性光學(xué)顯微成像技術(shù)逐漸成為一種新興的活體成像模式,可在無(wú)需對(duì)樣品染色或其它處理的情況下實(shí)時(shí)地獲得厚組織的高分辨三維圖像。在本文的研究中,我們根據(jù)胰腺疾病研究所面臨的挑戰(zhàn),首次將無(wú)標(biāo)記非線性光學(xué)顯微成像技術(shù)應(yīng)用于外分泌部胰腺組織的觀察,并評(píng)價(jià)了其用于胰腺癌和胰腺炎研究的潛力。
　　對(duì)新鮮的正常胰腺、胰腺癌組織和不同階段的皮下腫瘤組織進(jìn)行無(wú)標(biāo)記非線性光學(xué)顯微成像,并比較分析其在組織學(xué)形態(tài)的差

3、異。通過(guò)對(duì)正常胰腺組織進(jìn)行成像,我們觀察到了包括腺泡和膠原纖維在內(nèi)的外分泌部胰腺組織的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)形態(tài)。與胰腺癌組織成像結(jié)果比較,我們發(fā)現(xiàn)了二者在細(xì)胞形態(tài)和膠原纖維含量上的差異。對(duì)不同階段皮下腫瘤的成像結(jié)果中也可以觀察到細(xì)胞尺寸、膠原纖維含量與形態(tài)等特征隨腫瘤生長(zhǎng)而發(fā)生的變化。此外,我們還發(fā)展了方向依賴的灰度共生矩陣方法,用于膠原纖維形態(tài)的精確定量分析。研究結(jié)果證明了無(wú)標(biāo)記非線性光學(xué)顯微成像技術(shù)能有效地描述新鮮胰腺外分泌組織的高分辨率三維細(xì)

4、節(jié)結(jié)構(gòu),并分析病變組織與正常組織在形態(tài)結(jié)構(gòu)上差異的規(guī)律,從而為病變的快速準(zhǔn)確檢測(cè)與病變過(guò)程的研究提供一種有效的新方法。
　　利用對(duì)內(nèi)源性光學(xué)信號(hào)的多通道探測(cè)和細(xì)胞形態(tài)分析,對(duì)慢性胰腺炎發(fā)生發(fā)展過(guò)程中多種參與病變的組分進(jìn)行同時(shí)觀察與描述。分別對(duì)誘導(dǎo)胰腺炎1天、7天和28天的組織進(jìn)行成像,觀察到了包括胰腺星形細(xì)胞(PancreaticStellateCells,PSCs)、炎癥細(xì)胞、腺泡細(xì)胞和膠原纖維等在內(nèi)的多種組分,同時(shí)對(duì)上述組分在

5、病變過(guò)程中的變化進(jìn)行了分析,包括炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、基質(zhì)纖維化、PSCs的形態(tài)變化和活化等。上述結(jié)果表明,無(wú)標(biāo)記非線性光學(xué)顯微成像技術(shù)能實(shí)現(xiàn)在3-D組織環(huán)境中的PSCs和其它多種參與胰腺病變的組分的同時(shí)識(shí)別,有望用于自然生理或病理狀態(tài)下動(dòng)態(tài)過(guò)程的觀察,從而有助于外分泌部胰腺疾病關(guān)鍵機(jī)制的研究和相關(guān)治療手段的發(fā)展。
　　為了實(shí)現(xiàn)在接近生理或病理狀態(tài)下對(duì)外分泌部胰腺疾病的研究,設(shè)計(jì)了用于大鼠胰腺組織活體成像的裝置,并用于急性胰腺炎模型中活體

6、動(dòng)態(tài)過(guò)程的觀察。從活體動(dòng)物胰腺組織的連續(xù)時(shí)間圖像中,我們觀察到了白細(xì)胞在管道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)、與血管內(nèi)皮的粘附和在炎癥組織間質(zhì)中的變形蟲樣運(yùn)動(dòng)形式。更重要的是,利用基于無(wú)標(biāo)記非線性光學(xué)顯微成像技術(shù)的活體成像方法,也能同時(shí)觀察到PSCs的形態(tài)變化和活化以及腺泡結(jié)構(gòu)的破壞等多種組分的變化,從而使得各組分之間相互作用的直接觀察成為可能。利用無(wú)標(biāo)記非線性光學(xué)顯微成像技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物胰腺組織進(jìn)行活體水平的研究,將有助于觀察到多種參與病變組分之間相互作用的動(dòng)