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非标记技术可无创诊断癌变度

美国哈佛大学的科学家在最新研究中利用受激拉曼散射(SRS)显微镜技术,在无需荧光标记的情况下,观察到活体皮肤癌细胞分裂过程中DNA分子动力活动机理。新技术是一种不用着色的非标记技术,可在不干扰细胞正常进程的条件下了解细胞癌变程度。

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现有方法中的DNA检测技术需要对其进行荧光标记,病理诊断也要对活检组织染色,这些方法均有可能改变细胞的原生环境。受激拉曼散射能在活细胞研究中实时快速获得样本数据,并可观察到化学键的振动频率。通过观察细胞内碳氢键的振动区间,并对图像进行线性分解,可观察到细胞内DNA、蛋白质和脂类及其分布,以及细胞分裂过程。


研究人员发表在《美国国家科学院院刊》上的报告称,他们利用受激拉曼散射技术观察了海拉细胞的细胞分裂全过程。在有丝分裂前期,他们构建出三维DNA、脂类、蛋白质分布;在有丝分裂间期,辨别出细胞核的染色质结构。延时受激拉曼散射技术还观察到细胞分裂中期到后期过渡期的变化。


研究人员对使用苯二甲酸(TPA,可促进细胞分裂)的老鼠皮肤进行了活体研究。除了同样观察到上述细胞周期的每个阶段,他们还观察到癌细胞中染色体的迁移,发现细胞有丝分裂活动高达18个小时,24小时后下降。这是首次细胞有丝分裂率在活体内以量化方式记录。


他们还检测了该技术在诊断人类肿瘤中的可行性。实验采用三位鳞状细胞癌患者的皮肤癌组织作为样本。他们发现,癌变细胞的有丝分裂在不断增加,从而增加细胞分裂和细胞增殖。这表明新方法可与传统染色病理诊断相提并论。此外,新技术还能让研究人员对肿瘤细胞有丝分裂动力学进行量化研究。研究人员表示,该技术可用来计算体内有丝分裂速度,有助于皮肤癌诊断。


研究人员表示,该技术提供了自然环境下细胞和细胞核的高分辨率影像,对于无创皮肤癌诊断和癌细胞快速评估具有较好的应用前景。


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