光板显微镜集成了单细胞光学粘性弹性图谱和光细胞测量3D活组织的3D活组织

科学领域:

• 生物物理学的生物物理.
• 细胞生物学 细胞生物学
• 生物材料是一种生物材料.

背景情况:

• 目前的细胞计量方法,如流细胞计,分析孤立的细胞,限制了对3D组织结构中的细胞作用的理解.
• 细胞物理相互作用对生理,发育和病理过程至关重要,但很难在体内量化.

研究的目的:

• 开发和验证一种新的光学粘性弹性图法,用于描述活体3D微组织中的单细胞物理相互作用.
• 为了将细胞粘弹性与多通道光相关联,并在3D有机体模型中观察细胞-细胞机械相互作用.

主要方法:

• 使用3D光谱显微镜对活微组织进行现场微机械扰动.
• 利用4D数字图像相关性 (DIC) 分析来跟踪20,000个节点,并分析500个细胞中的压缩变形.
• 采用计算式3D图像细分来进行细胞对细胞分析,并将光和粘弹性关联起来.

主要成果:

• 在母胎界面的3D器官模型中可视化了明显的固态和液态细胞运动.
• 通过使用新型细胞计量,证实子宫内膜结构纤维细胞在决定化过程中变硬.
• 证明胎盘外性热囊细胞部分逆转纤维细胞硬性,由基因表达分析支持.

结论:

• 开发的光学粘性弹性图法使得细胞力学和3D微组织相互作用的定量分析成为可能.
• 这些发现为胎盘期间的表皮质-肌层相互作用提供了新的见解,与癌症转移,伤口愈合和胃流相关.
• 这种技术为研究涉及细胞力学的复杂生物过程在本地3D环境中提供了广泛的应用.