可追踪脂肪肝动态演化的活体共聚焦双光子显微镜

韩国高级科学技术研究院（KAIST）的一种新型显微成像方法具有高分辨率的3D成像功能,该方法可进一步了解非酒精性脂肪肝疾病（NAFLD）的演化。研究人员对活体小鼠的肝细胞中微小的脂肪或脂质滴的堆积过程进行了实时观测。

大多数对于NAFLD的研究都是基于切除的肝组织, 这些样本只能提供某一个时间节点的信息。而KAIST的研究成果可以捕获脂质堆积随时间推移的更多细节，包括识别可能导致以及治疗该疾病的更多参数。

为了捕获活小鼠模型中NAFLD的时间动力学信息，研究人员开发了一种定制的活体共聚焦双光子显微镜系统，该系统以快速高分辨率获取多个荧光标记的图像。他们将这种可视化的研究方法应用于正常小鼠和甲硫氨酸和胆碱缺乏诱导的NAFLD小鼠，并获得小鼠肝脏中的脂质滴积累（黄色）和微脉管系统（蓝色）图像。

该显微成像系统包括旋转时速超过240 mph的多面镜，利用快速激光扫描实现快速获取图像。四个不同的激光源和四个高灵敏度的光学探测器可以采集多色图像，因此，研究人员可以利用不同颜色的荧光探针标记小鼠肝脏中脂质滴和微脉管系统。通过视频速率成像功能，该系统可以实时跟踪并精确补偿由于呼吸和心脏跳动引起的活小鼠肝脏组织的连续运动。这为细胞和亚细胞大小的单个脂质滴提供了无运动伪影的高分辨率图像。

小鼠肝脏中脂质的显微镜图像。

在发表于Biomedical Optics Express（www.doi.org/10.1364/BOE.3958）的研究中，研究人员观察了蛋氨酸和胆碱缺乏饮食诱导的NAFLD小鼠体内脂质滴的发育和空间分布。基于非酒精性脂肪变性和脂肪性肝炎小鼠模型，实验纵向观察并定量分析了NAFLD体内长达21天的进展过程中，亚细胞分辨率下脂滴的发育情况。

该方法不仅可以捕获细胞行为和形态，血管结构和功能的实时变化，以及生物成分的时空定位，还直接可视化NAFLD发展过程中脂质液滴的变化。随着NAFLD的发展，它还可以分析各种免疫细胞的高度复杂的行为。

未来，研究人员将使用该技术对免疫细胞和脂质滴进行可视化，以更好地了解NAFLD进展中复杂的肝脏微环境。