物理科技生物学-PHYICA

一张惊人的老鼠头骨中血管和细胞的三维地图可以帮助科学家制造新的骨骼

医学研究 2022-06-03 21:52:17

Credit: CC0公共域 约翰·霍普金斯医学院的科学家利用发光的化学物质和其他技术,创建了一个血管和自我更新的“干细胞”的3D地图,这些干细胞排列并穿透老鼠的头骨

这张地图提供了血管和干细胞的精确位置,科学家最终可以用它们来修复伤口,并在头骨中生成新的骨骼和组织

沃伦·格雷森博士说:“我们需要看看头骨内部发生了什么,包括血管和细胞的相对位置,以及它们的组织在受伤期间和随着时间的推移是如何变化的。”

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约翰·霍普金斯大学医学院生物医学工程教授、颅面和骨科组织工程实验室主任

他的实验室专注于开发生物材料,并将干细胞移植到颅骨中,以重建缺失的骨组织

其他科学家提供了小鼠头骨中一小部分血管和干细胞的地图

约翰霍普金斯大学医学院研究生、论文第一作者Alexandra Rindone说:“然而,更大的头骨照片让我们更好地了解了整个脉管系统和不同干细胞类型的分布。”

新地图于10月10日发布

28在《自然通讯》上,是老鼠头骨顶部的三维视图——它的头盖骨,或称颅盖骨——由四块相连的头盖骨组成

为了绘制包含数十万个细胞的地图,约翰·霍普金斯大学的研究人员使用了四种关键技术来精确定位血管和细胞

学分:约翰·霍普金斯大学医学院 首先,他们使用免疫荧光,用一种荧光或发光的化学物质标记各种血管和干细胞表面的分子

然后,科学家们使用一种化合物来帮助光线穿透头骨而不被散射——这种方法被称为光学组织清除

“它让头骨看起来像玻璃,”林顿说

为了拍摄三维图像,科学家们使用了一种轻型显微镜,这是一种能够以高分辨率和快速拍摄大面积组织图像的设备,但可以最大限度地减少光漂白

Rindone说:“当组织长时间暴露在光源下时,这个工具帮助我们避免荧光染料的变质。”

最后,他们使用计算机软件来识别和分割头骨的三维细胞结构,并重建这些结构的空间坐标和体积

Rindone说:“这向我们展示了干细胞和骨细胞的普遍存在以及它们在颅骨中的定位。”

这张地图揭示了干细胞在颅骨中以前未知的位置,特别是在被称为经皮质管的结构附近,这些结构是穿透颅骨的小通道,将颅骨的外衬层与包含骨髓的中央空腔连接起来

约翰·霍普金斯大学的科学家们正在努力调整3D地图制作方法,以对人类头骨进行成像,这是一项挑战,因为人类头骨的尺寸很大,光线是如何穿过它的

然而,这种方法可以用来制作骨骼和其他人体组织内细胞类型的三维地图

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