在当今的医学研究领域,如何鉴定和量化肿瘤组织内的固有肌层间质纤维化程度对于诊断和治疗大肠癌具有重要意义。本文提出了一种使用多光子显微镜(Multiphoton Microscopy,MPM)来实现大肠癌固有肌层间质纤维化的鉴定和量化的方法。
文章指出当前肿瘤组织的常规病理检查更多地关注于肿瘤分期和精确的手术边界,而对固有肌层间质纤维化的检查往往被忽视。这一点不仅仅是由于传统病理学的聚焦点所导致,还因为缺乏有效的诊断手段。固有肌层间质纤维化是一个重要的病理过程,它反映了肿瘤微环境中的细胞外基质(Extracellular Matrix, ECM)成分的变化,包括胶原蛋白的增多和重新排列等现象。这种纤维化程度的增加被认为与肿瘤的生长、侵袭性、以及对治疗的反应有关。
多光子显微镜(MPM)是一种使用近红外光激发的非线性光学显微技术,能够在无创或最小侵入的前提下,对生物组织进行分子水平上的研究。利用MPM,研究者可以在新鲜、未染色的组织样本中提供细胞间的微结构细节,这比传统方法更能深入地理解组织结构。对于大肠癌固有肌层间质纤维化的研究,MPM可以观察到三种不同的纤维化类型。
在文章中,研究者首次通过MPM成像系统观察到三种类型的固有肌层间质纤维化。这三种类型分别代表了不同阶段的纤维化和胶原蛋白的重新排列。文章提出的方法不仅能够观察到微观结构,还具备了从胶原蛋白的数量和排列方向两个方面量化纤维化程度的能力。这对于进一步表征纤维化的严重程度提供了可能。
通过与病理分析的对比,MPM的量化结果表明,该技术能够有效地区分正常组织与癌组织,显示出MPM在肿瘤固有肌层间质纤维化诊断方面的潜力。病理分析是通过染色后在显微镜下观察组织切片,是一种广泛使用的组织诊断手段,但这种技术通常需要对组织进行固定、脱水和染色处理,可能会对组织结构造成一定程度的改变,影响诊断的精确度。而MPM的使用为临床提供了一种无需复杂前处理的直接观测手段,可以更准确地反映组织的真实状态。
MPM的核心原理是多光子激发荧光和二次谐波生成(Second Harmonic Generation, SHG)现象。在多光子激发过程中,组织中的荧光分子在近红外光的照射下同时吸收两个或多个光子的能量,实现荧光发射。由于其激发源为近红外光,具有较高的组织穿透能力和低光毒性,MPM特别适合于生物组织的深部成像。而SHG现象发生在非中心对称的结构上,如胶原纤维,使得MPM能够提供关于胶原蛋白排列的详细信息。
文章提到的研究团队包括来自福建师范大学激光与光电子技术研究所、福建医科大学附属协和医院病理学部门、以及结直肠外科部门的成员。这个跨学科的合作团队利用MPM技术深入研究了大肠癌固有肌层间质的纤维化情况,展示了将基础物理技术应用于临床诊断的可行性。
总结来说,多光子显微镜在鉴定和量化大肠癌固有肌层间质纤维化方面具有显著的优势。其能够在分子水平上为肿瘤微环境的研究提供新视角,有助于改善诊断的准确性和治疗的针对性。随着技术的进一步发展,我们有理由相信MPM在肿瘤病理研究和临床诊断中将发挥更加重要的作用。