中科大利用光鑷技術實現(xiàn)動物體內細胞三維光學捕獲

　　近日，中國科學技術大學李銀妹課題組與上海交通大學魏勛斌教授合作，采用光鑷技術成功捕獲活體動物內的細胞，發(fā)展了動物體內細胞三維光學捕獲技術。研究成果于4月23日在線發(fā)表于Nature Communications。

　　在活的動物體內研究細胞生長、遷移、細胞及蛋白質間相互作用等生物學過程，對生命科學、醫(yī)學研究以及臨床診斷具有重大意義，因此體內研究技術一直是活體研究熱點之一。

　　李銀妹課題組利用多年發(fā)展的光鑷技術，首次對活體動物內的細胞實現(xiàn)光學捕獲。研究表明，光鑷可以直接深入到活體內，對細胞進行有效操控。研究人員用光鑷穿過小鼠耳朵真皮層，到達深度約50微米毛細血管中，捕獲和操控血管中的紅細胞。將光鑷固定在血管中心，血管中快速流動的細胞經過光阱時被逐漸減速，直到一個細胞停留在光阱中，光鑷將細胞捕獲，并實現(xiàn)了三維操控。同時，課題組在實驗中利用光陷阱的作用聚集紅細胞，實現(xiàn)了人為制造血管堵塞，并針對血管中已聚集的細胞團簇，拖拽其中一個細胞引導疏通，使聚集的細胞逐漸疏散開，恢復正常血液流動，實施非接觸手術式的血管疏通。研究中還提出了活體內皮牛頓力定量測量的方法。

　　以往光鑷技術在生物醫(yī)學領域的應用僅限于體外的單分子和細胞研究。李銀妹課題組的這項研究技術能直接深入到動物活體內對細胞進行實時觀察，操控與測量，實施非接觸式手術的實驗取證，從而開拓了光鑷技術研究活體動物新領域，為活體研究和臨床診斷提供了一種全新的技術手段。

　　Nature Communications網(wǎng)站以《醫(yī)學研究：用光清除血管被堵塞的血管》為題對該研究工作進行報道。報道指出：光鑷由激光聚焦形成，目前已經被廣泛應用于諸如培養(yǎng)環(huán)境中的單分子生物物理研究。然而，光鑷之前還沒有被應用于操控活體動物體內的細胞。李銀妹和她課題組成員將紅外激光聚焦于小鼠耳朵真皮層下的血管，然后通過改變激光強度實現(xiàn)血管堵塞，疏通血管。他們通過該技術將各個紅細胞從堵塞毛細血管簇中移開，實現(xiàn)血管中血流的恢復。

　　論文的第一作者為中國科大鐘敏成博士后和兼職教授魏勛斌教授。該研究得到了國家科技部“973”計劃、國家自然科學基金委和教育部中央高校基本科研業(yè)務費專項資金資助。