研究人员开发了一种新的方法来捕捉难以查看的3D结肠部分
在一项突破性的发现中,费城儿童医院(CHOP)的研究人员开发了一种新的成像方法,使科学家能够通过使其他通常阻挡它的结肠细胞隐形,在三维空间中观察肠道神经系统(ENS)——人类结肠的一个关键部分。ENS以前只在提供有限临床信息的薄组织切片中可见。该研究结果今天发表在该杂志的网络版上胃肠病学.
ENS规范的许多关键功能肠,例如食物和营养物质的运动、液体的分泌、肠内膜的修复和血流的控制。因为ENS有许多神经细胞类型,允许它对肠内变化的情况做出反应,独立于大脑或脊髓在美国,ENS有时被称为身体的“第二大脑”。
由于ENS隐藏在肠壁内,因此用常规成像方法很难发现。ENS的缺陷导致巨结肠病,a出生缺陷这需要手术干预,以及食物无法正常通过肠道的其他情况。ENS缺陷也可能导致常见的问题,如肠易激综合症(IBS)。
“有结肠的三维图像肠神经系统为我们提供了新的见解细胞控制肠道功能,并可能帮助我们更好地了解结肠疾病,”Robert Heuckeroth医学博士说,他是CHOP胃肠病学、肝病学和营养学部门的儿科胃肠病学家,CHOP Lustgarten胃肠运动中心的研究主任和Norman和Irma Braman捐赠主席,也是该研究的高级作者。“为了完成这项工作,我们必须发明一种新方法,使结肠隐形,给我们感兴趣的细胞染色,并生成数千张图像。”
利用小鼠和人类结肠组织,研究小组开发了一种结合多种技术的成像方法,包括组织和细胞染色,针孔显微镜的使用和定量分析来表征细胞结肠在三维空间中。通过不切片组织,这种新方法在三维空间中保留了与其他肠细胞的联系。这对于评估肠蠕动是很重要的,这需要许多类型的细胞共同工作来协调肌肉收缩和放松。
总的来说,研究小组创建了280个共聚焦z -stack——这个过程允许他们在三维中渲染图像——并能够从14个成年人结肠中获得定量数据。此外,他们还能看到先天性巨结肠患儿的ENS。
Heuckeroth说:“我们相信我们的新方法将帮助我们更详细地了解肠道疾病,并可能导致新的治疗方法。”
这项研究生成的图像现在可以在公共数据库中找到。
更多信息:Graham等人,“无组织切片的人体结肠肠神经系统的稳健三维可视化。”胃肠病学, 2020年2月27日上线。