3D成像：肿瘤及病理组织中的应用

常规的组织学检查通常使用冷冻或石蜡包埋的样本切片，微米级别厚度的组织切片允许对单个细胞进行标记及表征，但却无法探知生物样本的三维特性。切片分析只对病理样本的局部进行了探测研究，整个病理组织中，有相当大部分的信息仍未被探索。随着组织透明化技术的发展与光片显微镜的诞生，我们终于可以对完整样本进行完整的成像表征。Z近发表在Nature Reviews Cancer的一篇综述中[1]总结了组织透明化、成像技术及3D成像的新应用等。

组织透明化方法在近十年内迅速发展，各种化合物的联合使用已被广泛用于减少光散射和光吸收，并增加光学显微镜在成像中的成像深度。虽然组织透明化Z初由神经科学家用于描绘小鼠中shu和外周的神经系统，而近几年的研究表明，对于组织的三维成像也可助力发育生物学、免疫学、肿瘤学和肿瘤机理等多种学科。例如肿瘤研究中，三维荧光成像已被用于评估肿瘤迁移性、肿瘤组织结构、细胞异质性、表征肿瘤微环境和评估肿瘤模型的ZL反应等。

作者首先对各种透明化方法的特点进行了比较与介绍，肿瘤因其异质性及致密的结构首先需选择适当的透明化方式。接下来，作者介绍了3D成像在肿瘤研究中的应用：
1.成像并定量：2D成像无法避免因切片带来的数据缺失，3D成像则可以很直接的进行数据定量[2]；

2.肿瘤结构：3D成像有助于从细胞转化、细胞骨架等肿瘤模型中进行发生、发展分析[3]；

3.脉管系统：脉管系统与肿瘤进展及侵袭性相关，3D成像有助于评估抗血管生成的ZL反应[4]；

此外，对完整组织的3D成像也有助于对于肿瘤的转移评估、深入探索肿瘤微环境；肿瘤侵袭、传播与耐药性相关的病理研究；3D组织病理学研究等。

 
参考文献：[1] Almagro J, Messal HA, Zaw Thin M, van Rheenen J, Behrens A. Tissue clearing to examine tumour complexity in three dimensions. Nat Rev Cancer. 2021 Jul 30. doi: 10.1038/s41568-021-00382-w. Epub ahead of print. PMID: 34331034.[2] Wei M, Shi L, Shen Y, Zhao Z, Guzman A, Kaufman LJ, Wei L, Min W. Volumetric chemical imaging by clearing-enhanced stimulated Raman scattering microscopy. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 Apr 2;116(14):6608-6617. doi: 10.1073/pnas.1813044116. Epub 2019 Mar 14. PMID: 30872474; PMCID: PMC6452712.[3] Messal HA, Alt S, Ferreira RMM, Gribben C, Wang VM, Cotoi CG, Salbreux G, Behrens A. Tissue curvature and apicobasal mechanical tension imbalance instruct cancer morphogenesis. Nature. 2019 Feb;566(7742):126-130. doi: 10.1038/s41586-019-0891-2. Epub 2019 Jan 30. PMID: 30700911; PMCID: PMC7025886.[4] Dobosz M, Ntziachristos V, Scheuer W, Strobel S. Multispectral fluorescence ultramicroscopy: three-dimensional visualization and automatic quantification of tumor morphology, drug penetration, and antiangiogenic treatment response. Neoplasia. 2014 Jan;16(1):1-13. doi: 10.1593/neo.131848. PMID: 24563615; PMCID: PMC3924547.

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