课题组本科生欧阳宇桢在《Nano-Micro Letters》上发表文章

2021-04-16 10:43:33 418

  课题组本科生欧阳宇桢在国际期刊《Nano-Micro Letters》上发表文章

  近日，课题组本科生欧阳宇桢(湘雅医学临八1803班)撰写的综述文章“FLIM as a Promising Tool for Cancer Diagnosis and Treatment Monitoring”在高水平SCI期刊《Nano-Micro Letters》(IF:16.4,中科院一区)上发表，指导老师：武明花和刘艳平老师。

在生物体中，细胞内的细胞间质及体液成分构成了细胞生存的微环境。稳定的微环境是保持细胞的正常增殖、分化、代谢以及其他功能活动最为重要的条件，细胞内或细胞间的信息传递也离不开其所处的环境。此外，在一些疾病的治疗中，药物分子与病变组织分子间相互作用，也会改变其微环境，可通过研究细胞或组织的微环境来评价药物治疗效果。因此，对细胞微环境的高分辨率、高灵敏度探测成为了量子医学的重要研究课题。光学显微技术可以将微米甚至纳米量级的微小物质及结构展现在我们面前，是我们打开微观世界大门，观察细胞组织和生物微环境的钥匙。光进入细胞，探测细胞并提供有价值的信息。若成像基于荧光发光团的荧光强度进行数据分析，则可称之为荧光强度显微技术。此类显微技术通过显微镜的目镜收集样品各个位置的荧光强度，便可以得到生物组织的形貌，具有较髙成像空间分辨率，但受荧光团浓度的影响，其测量精度和定量分析能力都不理想, 限制了此类显微技术医学推广的进一步发展。现代量子医学以及材料研究通常涉及先进的激光显微镜，特别是共聚焦激光扫描显微镜(LSM)近年来引起了广泛的关注。幸运的是，现代光学技术结合先进光学技术的高空间分辨率，非破坏性数据采集，深度穿透甚至三维成像等强大特性，有望实现生物体内细胞生命活动信息原位实时监控。

图片关键词

荧光寿命显微成像技术(FLIM)在过去30年中得到了快速发展，并已广泛应用于生物医学工程中。荧光染料探针设计的最新进展拓宽了荧光的应用前景。由于荧光寿命对微环境和分子变化敏感，因此FLIM在检测病理状况方面很有前途。当前与癌症相关的FLIM应用可分为三大类：（i）在细胞内或细胞外具有自发荧光分子的FLIM，尤其是具有减少形式的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的细胞代谢研究; （ii）具有Förster共振能量转移的FLIM，用于监测蛋白质相互作用；（ⅲ）带有荧光染料探针的FLIM用于特定像差检测。纳米材料生产和高效计算系统的进步，以及新的癌症生物标志物的发现，促进了FLIM优化，为医学研究以及癌症诊断和治疗的应用提供了更多机会。这篇综述我们总结了2015年至2020年关于癌症相关FLIM应用的前沿研究，以及FLIM在未来癌症诊断方法和抗癌疗法发展中的潜力。我们还将重点介绍当前面临的挑战，并提供进一步研究的观点。荧光寿命显微成像技术(FLIM)具有对生物大分子结构、动力学信息和分子环境等进行高分辨高精度测量的能力，因此其重要性日渐提升，被广泛地应用于量子医学研究及临床诊断等领域。

论文  链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-021-00653-z

Comments:

  • Fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM) is a powerful tool for analyzing biological tissues and has the potential to revolutionize cancer diagnosis and treatment monitoring. FLIM measures the lifetime of fluorescent molecules and provides quantitative information on biochemical processes, making it an attractive tool for medical imaging.

  • One of the key advantages of FLIM is its ability to detect changes in the biochemical environment of cells and tissues, which can be indicative of the presence of cancer. For example, FLIM can be used to monitor the changes in metabolic processes, such as the level of oxygen and glucose, that occur in cancer cells. This information can help to identify the presence of cancer cells and monitor the response to treatment.

  • In addition, FLIM has the potential to monitor treatment response in real-time and in a non-invasive manner. This can help to avoid the need for biopsies and other invasive procedures, reducing the risk of complications and improving patient outcomes.

  • Overall, FLIM is a promising tool for cancer diagnosis and treatment monitoring, offering the potential to provide valuable information on the biological processes occurring in cancer cells and tissues. Further research and development of FLIM technologies are likely to lead to the development of new and innovative approaches to cancer diagnosis and treatment.