科学家们结合各种技术,以前所未有的细节观察视网膜
通过结合两种成像方式——自适应光学和血管造影——国家眼科研究所(NEI)的研究人员可以看到眼睛感光视网膜深处的活神经元、上皮细胞和血管。如此细致地分析视网膜最外层区域的这些组织和细胞,有望改变老年性黄斑变性(AMD)等疾病的检测和治疗,AMD是导致老年人失明的主要原因。NEI是美国国立卫生研究院的一部分,这篇论文发表在通信生物学.
“为了研究疾病,没有什么可以替代观察活细胞的相互作用。然而,传统技术在显示这些细节方面的能力有限,”该论文的主要作者Johnny Tam博士说,他是NEI临床和转化成像单元的Stadtman研究员。
活检和死后组织通常用于研究疾病在细胞水平上,但它们在观察疾病随着时间发展而发生的微妙变化方面并不理想。非侵入性成像视网膜组织的技术受到光线通过角膜、晶状体和眼睛中心凝胶状玻璃体时的扭曲的阻碍。
Tam和他的团队转向自适应光学来解决这种失真问题。该技术通过使用可变形的镜子和计算机驱动的算法来补偿光畸变,从而提高了光学系统的分辨率。自适应光学在眼科的应用始于20世纪90年代中期,广泛应用于大型地面空间望远镜,以纠正穿过大气的光的扭曲。
NEI的研究人员将自适应光学技术与吲哚菁绿血管造影技术结合起来,这是一种在眼科诊所中常用的成像技术,使用可注射的染料和摄像机来显示血管结构和这些结构中的流体运动。在一项涉及23名健康受试者的观察性研究中,研究人员发现,多模态方法使他们第一次看到视网膜最外层区域相互作用的复杂细胞和组织单位。该装置包括光感受器、视网膜色素上皮细胞滋养光感受器,以及周围的绒毛膜毛细血管,为视网膜最外层区域提供血液。
一系列疾病,包括AMD、阿尔茨海默氏症和动脉粥样硬化(动脉硬化和狭窄),都会破坏视网膜的最外层区域。可视化活视网膜细胞和组织的能力可能会对这些疾病有新的认识,并帮助医生在患者出现症状之前识别出疾病的早期迹象,那时疾病可能更有可能对治疗有反应。
研究人员在一名视网膜色素变性(一种视网膜神经退行性疾病)患者身上测试了多模态成像技术,发现了保存完好的RPE和血管在视网膜光感受器已经死亡。
Tam说:“在过去,我们无法可靠地评估光感受器与眼睛中的RPE细胞和绒毛膜的状态。”“揭示在疾病的不同阶段,哪些组织层受到影响——神经元、上皮细胞或血管,是开发和评估疾病靶向治疗的关键第一步。”
更多信息:HaeWon Jung等人,结合多模态自适应光学成像和血管造影,提高人眼细胞水平分辨率的可视化,通信生物学(2018).DOI: 10.1038 / s42003 - 018 - 0190 - 8