大脑组织的光学清除过程，用于在荧光成像中可视化三维血管网络
两性离子聚合物水凝胶包括模拟组织上脂肪分子的聚合物水凝胶，通过释放脂肪来促进光学组织清除过程
学分:大阪府大学的Chie小岛康誉，Takayuki Koda，Tetsuro Nariai，季峻一原，Sugiura Kikuya和松本秋香 说到癌症，清晰是关键
三维(3D)可视化癌性肿瘤和转移性组织的能力可以帮助临床医生诊断癌症的精确类型和阶段，同时也告知最佳治疗方法
为了获得更清晰的成像组织，一个位于日本的研究小组测试了专用水凝胶的有效性
作为一个三维分子网络，这些水凝胶可以快速去除组织中的脂肪，脂肪是组织混浊的一个因素，而不会失去它们的结构
这种材料被用于多种生物医学设备，包括隐形眼镜
他们于6月21日在《高分子生物科学》杂志上在线发表了他们的研究结果，印刷版于9月10日发行
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第一作者、大阪府大学工程研究生院应用化学系副教授小岛康誉说:“自1981年以来，日本人的主要死因一直是癌症。”
“我们需要新的治疗方法和诊断技术
3D荧光成像就是这样一种方法，它可能被证明对于理解器官尺度的多细胞系统是不可或缺的，因为它可以给我们比传统2D成像更多的信息
这可能有助于个性化医学诊断，以及阐明生物现象
" 这种类型的成像包括标记某些分子机器，例如蛋白质，因此它们根据它们是什么发出不同颜色的荧光
发光信号可以在各种样本中看到，从整个生物体到细胞水平
然而，大多数组织是不透明的，阻碍了看到这些信号的能力
在2D成像中，样本被切得很薄，这使得信号很容易被看到，但是消除了以三维方式可视化整个系统的能力
此前，研究人员使用了一种被称为CLARITY的方法，将组织包埋在聚丙烯酰胺水凝胶中
脂肪从组织中被去除，介质的折射率被调节
根据小岛康誉的说法，标记的发光信号可以在3D中可视化，但是癌组织需要一个月的时间才能清除——对于等待诊断的患者来说太长了
在那个时候，肿瘤可能已经扩散了
小岛康誉说:“为了实际应用，CLARITY方法中的光学清除过程时间需要缩短。”
为了缩短这一时间，研究人员使用了两性离子水凝胶，这种水凝胶的带电分子保持平衡，并保持组织样本的结构
在几种两性离子水凝胶组合中，研究小组发现模拟组织上脂肪分子的聚合物水凝胶似乎能最快地光学清除肿瘤组织
根据小岛康誉的说法，水凝胶具有高渗透性，这可能有助于从组织中提取其他脂肪酸
小岛康誉说:“使用我们的系统，老鼠脑组织中的血管网络以及转移性肿瘤组织可以在三维空间中可视化。”
他们可以比以前的尝试更快地看到肿瘤组织:以前需要一个月的时间可以通过改进的方法在一周内完成
研究人员正在继续探索这项技术，以及如何将其应用于人类癌症诊断
“我们正试图将我们的系统应用于病理诊断，”小岛康誉说
“我们预计有可能诊断出整个活检样本——而不是薄片——这可以防止对小癌症的忽视
其他投稿人还包括大阪府大学工程研究生院应用化学系的Takayuki和松本秋香；住友化学有限公司生物科学研究实验室的成田哲郎和季峻·一原
；大阪府大学生命与环境科学研究生院高级病理生物学系菊谷杉原
该研究项目由大阪大学转化与临床研究核心中心和日本医学研究与发展署(AMED)支持，作为转化研究项目的一部分；创新医疗技术实际应用的战略推广(TR-SPRINT)，跨学科合作研究和发展倡议推广项目(JP 21lm0203014)
资助者:大阪大学转化与临床研究核心中心和日本医学研究与发展署(AMED)
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