通过实时监测血管变化,以感知压力导致的风险的生物成像技术已经被开发出来。
KAIST表示,机械工程系 Yoo Hongki 教授团队与高丽大学九老医院心血管中心 Kim Jinwon 教授团队合作,开发出一种能够补偿心跳引起的血管运动、从而实时观测血管内细胞运动的新型体内成像获取技术,并于20日对外公布。
联合研究团队将焦点可变镜头引入体内光学显微镜,开发出一种估计动脉运动并将其与显微镜焦平面同步的技术。
研究团队强调,通过这一技术,他们将受动脉运动影响的图像间相关系数(表征图像间相似度的统计指标)提升了4倍,将时间分辨率(单位时间内可拍摄的图像数量)提高了57%,从而能够实时观测血管内免疫细胞的运动。
尤其是,通过减少动脉运动导致的图像畸变并稳定保持焦点,成功实现了在不遗漏画面的情况下,实时观测在血管内快速移动的免疫细胞。
联合研究团队将该技术应用于获取暴露于慢性压力的实验组小鼠与对照组小鼠颈动脉的体内影像,从而能够在细胞级分辨率下定量评估动脉粥样硬化病变的进展程度。
在这一过程中发现,暴露于慢性压力的小鼠颈动脉中,骨髓细胞浸润较对照组增加了6.09倍,而在追踪成像中,骨髓细胞被确认增加了2.45倍。
此外,通过组织学分析证实,压力会增大动脉粥样硬化斑块的体积和炎症水平,并使纤维帽变薄,从而提高斑块的不稳定性。
KAIST Yoo Hongki 教授表示:“本研究的意义在于,使人们能够通过非接触方式精确估计动脉运动。尤其是,联合研究团队利用体内成像获取技术确保了实验动物的高存活率,从而通过纵向研究证明了慢性压力所产生的影响。”
他同时强调:“这项技术凭借优异的时间分辨率,使我们能够在细胞层面实时观测压力对心血管疾病的影响。今后有望成为阐明压力相关心血管疾病发病机制、以及开发新型治疗方法的重要工具。”
此次研究是在韩国研究财团和跨部门全周期医疗器械研发事业团的支持下完成的。
KAIST机械工程系博士课程学生 Jang Minseok 以共同第一作者身份参与的本研究,于去年10月10日发表于国际学术期刊《动脉粥样硬化、血栓与血管生物学》(Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology)在线版。
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