成像方法揭示了眼睛细胞中的长寿模式

国家眼科研究所(NEI)的研究人员发现，视网膜色素上皮细胞(RPE)可形成独特的图案，可用于追踪眼后这一重要组织层的变化。研究人员利用自适应光学成像和荧光染料的组合，利用RPE模式跟踪健康志愿者和视网膜疾病患者的个体细胞。这项新发现可以为研究影响RPE的致盲疾病的进展和治疗提供一种方法。该研究于今天发表在JCI Insight期刊上。NEI是美国国立卫生研究院(NIH)的一部分。

“在临床上研究视网膜色素上皮的细胞就像在看黑盒子一样。很难看到RPE细胞，并且到了传统技术可以检测到疾病的迹象时，经常会发生很多损害，” Johnny Tam，博士，该研究的主要作者。“这项研究是概念验证，我们可以使用荧光染料来揭示RPE的这种独特指纹，并随着时间的推移监测组织。”

RPE是一个靠近并保持视网膜光敏感光体健康的细胞层。因为细胞含有色素，因而吸收入射光，所以RPE组织的薄层难以成像。Tam甚至使用自适应光学技术，这是一种可以区分眼内单个细胞的专业成像技术，他发现可视化RPE层具有挑战性。

因此，Tam转向FDA批准的一种名为吲哚菁绿(ICG)的荧光染料，用于观察眼睛后部的血管。当染料迅速从血管中消失，在约30分钟内，染料在RPE中持续数小时，显示出荧光马赛克图案，一些细胞看起来更明亮，另一些细胞更暗淡。

“最初，我们不知道染料的外观，”谭说。“我们把染料放进去了，我们得到的这种模式起初看起来很随机。一年之后我们可以回来，重新注入染料，并看到相同的模式，这是一个很大的惊喜。”

Tam及其同事设计了识别RPE模式的软件，然后计算从一个成像会话到下一个成像会话发生的变化。对于健康志愿者，RPE在几个月内几乎没有变化，绝大多数细胞保留了稳定量的ICG染色。

为了确定这种技术是否能够检测到RPE损伤的早期阶段，Tam和同事们还对可能影响眼睛部分的人的眼睛进行了成像。首先，Tam对患有迟发性视网膜变性(L-ORD)的患者的视网膜进行了成像，该疾病被认为在疾病的后期阶段影响RPE。研究人员发现，L-ORD早期患者RPE的镶嵌图案仅略微不如健康眼睛稳定，在视网膜的一些区域显示相对较小的变化。

其次，研究人员对患有Bietti结晶营养不良症(BCD)的患者的眼睛进行了成像，这是一种导致RPE细胞逐渐丧失的疾病。具有ICG染料的自适应光学显示，不仅在所有时间点BCD患者中的RPE细胞比健康细胞更大且组织更差，而且RPE马赛克模式随时间发生剧烈变化。

虽然这项研究使用自适应光学成像，但谭认为，通过额外的努力，可以用传统的成像方法对这种RPE马赛克图案进行成像。随着时间的推移能够可视化这种模式将有助于研究人员更好地了解RPE层随时间的变化，并最终帮助指导新疗法的开发，以防止损坏或修复RPE。

“在治疗患者时，许多决定都是基于我们所看到的。对于我们无法看到的部分眼睛，我们经常盲目地对待，”Tam说。对于影响传统上难以成像的RPE的疾病，“这种技术将向我们展示组织中随时间发生的变化，帮助我们为这些疾病开发新的治疗方法，”他补充道。

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