用于识别淀粉样蛋白斑块的3D超分辨率纳米镜

最近的研究表明，年龄在85岁以上的美国人中有40%患有阿尔茨海默氏病，而且这种疾病始于人们出现记忆问题的医生办公室出现10到20年。

了解阿尔茨海默氏病的一个主要问题是无法清楚地知道该病为何开始。普渡大学研究人员开发的超分辨率“纳米镜”现在可以提供大脑分子的3D视图，其细节要大10倍。这种成像技术可以帮助揭示疾病如何发展以及可以在哪里进行新的治疗。

该仪器帮助印第安纳大学的研究人员更好地了解了阿尔茨海默氏症患者大脑中形成的斑块的结构，指出了可能造成损害的特征。发表的发现发表在《自然方法》杂志上。

早在阿尔茨海默氏病发展为个体之前，称为淀粉样斑块的蜡状沉积物就会在大脑中积聚。这些簇与周围细胞相互作用，引起炎症，破坏神经元并引起记忆问题。

印第安纳大学医学院Stark Neurosciences的解剖学和细胞生物学教授Gary Landreth说：“尽管在可预见的未来严格地将其作为研究工具，但这项技术使我们能够看到斑块在疾病过程中是如何组装和重塑的。”研究机构。“它可以洞悉疾病的生物学原因，从而使我们了解是否可以阻止大脑中这些破坏性结构的形成。”

传统光学显微镜的分辨率有限，脑组织的自然厚度使研究人员无法清楚地观察淀粉样蛋白斑的3D形态及其与其他细胞的相互作用。

普渡大学生物医学工程学助理教授黄芳说：“脑组织对于单分子超分辨率成像特别具有挑战性，因为它充满了细胞外和细胞内成分，这些成分会扭曲和散射光-这是我们的分子信息来源。”“您可以在组织内部成像，但是图像模糊。”

Huang的研究小组已经开发出了超分辨率纳米显微镜，用于精细地可视化细胞，细菌和病毒，它使用“可适应的光学器件”，即可变形的反射镜，可改变形状以补偿光畸变，这种畸变被称为“像差”，当光发生时会发生这种畸变。来自单个分子的信号以不同的速度穿过细胞或组织结构的不同部分。

为了应对大脑组织的挑战，Huang的研究团队开发了新技术，可根据样品深度调节反射镜，以补偿组织引入的像差。同时，这些技术有意引入额外的像差，以维持单个分子携带的位置信息。

纳米显微镜可以以比传统显微镜高六到十倍的分辨率重建整个组织，其细胞和细胞成分，从而可以清晰地观察到小鼠额叶皮层的30微米厚的大脑区域。

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