杨竞课题组Advanced Materials报道合作建立肿瘤相关血管网络的三维成像解析技术

　　生物医学研究通常需要组织切片（冰冻切片、石蜡切片等）并结合各类化学或生物标记手段以观察其中不同细胞或亚细胞结构。但是，这些依赖切片处理的常规技术手段存在明显局限性，对于大尺度（例如厘米级以上）器官或组织内的三维结构（例如神经、血管、淋巴管等）无法有效实现准确解析。特别值得注意的，肿瘤组织由于复杂异质性结构且具有较强自发荧光，以往针对其三维成像技术受限于全组织标记效率或荧光特性，极少能够实现完整肿瘤内部血管网络的三维解析。

　　北京大学生命科学学院、IDG麦戈文脑科学研究所、北大-清华生命科学联合中心、北京大学第三医院肿瘤中心杨竞课题组，近年来开发一系列适用于小鼠、非人灵长类（猕猴）、人类器官的全组织荧光标记、光学透明化和光片三维成像技术【ImmuView、iDISCO(ace)、BoneClear等】。基于这些先进成像技术，杨竞课题组系统性报道了淋巴器官（骨髓、脾脏、淋巴结等）、免疫屏障组织（呼吸道、消化道、脑膜等）、神经组织（脑、脊髓、视神经等）的多样性三维结构及其病理性变化特征。

  在7月14日发表于 Advanced Materials 题为“Far-Red Aggregation-Induced Emission Hydrogel-Reinforced Tissue Clearing for 3D Vasculature Imaging of Whole Lung and Whole Tumor”的研究论文，杨竞课题组与新加坡国立大学Bin Liu院士合作，在领域内首次建立了基于远红外聚集诱导发光（far-red aggregation-induced emission）实现小鼠肿瘤内血管网络的三维荧光成像技术。首先，本研究通过探索新型聚集诱导发光的化学官能基团，获得了在大于680nm远红外区域具有良好发光性能的荧光材料。同时，作为这一材料的独特之处，其带有可被醛类交联的氨基基团以达到形成生物组织内水凝胶结构的共价连接。不仅如此，聚集诱导发光荧光材料在各类常见有机溶剂（烷类、醇类、醚类等）介导的组织光学透明化（tissue optical clearing）处理条件下保持高度的光学稳定性，从而兼容领域内已建立的不同三维成像技术体系。以此为基础，本研究详细解析了小鼠肺部肿瘤发生和发展过程中肿瘤内环境、交界区域、肿瘤外组织等不同位置的血管精细结构特征（血管长度、血管内径、血管分支度等）。进一步的，发挥这一最新技术的远红外成像优势，可以潜在应用于肿瘤血管结构的在体检测。
 

　　综合以上，杨竞课题组立足国际合作和交叉学科优势，建立基于远红外聚集诱导发光的肿瘤相关血管网络的三维成像解析技术，在这一生物医学前沿领域开拓了新思路。

　　原文链接

　　https://doi.org/10.1002/adma.202402853