开创性的研究为代谢研究开辟了新领域

糖尿病和肥胖症等代谢性疾病在全球范围内越来越普遍。除了遗传因素外，生活方式还大大促进了这些代谢疾病的流行。需要精确的监测方法，以例如评估饮食或运动的变化如何影响疾病及其代谢特征。现在，来自Helmholtz ZentrumMünchen的生物医学影像研究所和慕尼黑工业大学TranslaTUM生物影像系主任的团队开发了一种技术，该技术可提供活细胞中生物分子的实时图像-无需用于标签或造影剂。与Helmholtz ZentrumMünchen的糖尿病与癌症研究所和海德堡大学医院合作对成像系统进行了评估。

光的声音使细胞和组织中的生物分子成像

借助这项称为中红外光声显微镜技术(简称MiROM)的新技术，研究人员使用中红外激光激发了“指纹”特有的分子振动。来自不同分子的瞬态中红外光的选择性吸收会触发热弹性膨胀，即产生超声波的微小体积膨胀。根据激发的波长，检测并处理这些波以形成特定分子分布的图像。

与以前的技术相比，这种新方法的一个突出优点是它不再局限于干固样品。通过检测容易通过组织而不是被组织和水强烈吸收的光子通过的声波，MiROM提供了超越现有技术的代谢产物的成像功能。

MiROM提供了显微技术的突破。在常规的中红外成像中，较高的生物分子浓度会导致较高的信号损失。相反，MiROM将中红外成像转换为正的对比度模态，从而更高的浓度产生更强的信号。该技术证明了生物分子的无标记成像超出了拉曼方法的灵敏度限制。”

Vasilis Ntziachristos教授，生物医学影像学研究所所长兼生物影像学系主任

代谢过程会随着糖尿病，肥胖症或生活方式条件(包括饮食和运动)的改变而改变。但是，到目前为止，要观察其中的许多过程，都需要使用费力且可能影响所研究生物学功能的标记和造影剂。这项新技术可以彻底改变新陈代谢的读数：“ MiROM可以实时提供独特的无标签实时观察代谢过程的信息，可用于动态研究不同饮食对细胞水平的影响或评估新类别的性能毒品”，Miguel Pleitez说。该小组正在研究MiROM的修订版本，该版本具有提高的速度，分辨率和灵敏度，以促进在包括癌症在内的更广泛疾病中的发现。“随着时间的推移，MiROM为细胞亚群提供了新颖的见解。此外，它使我们不仅可以实时检测脂质，还可以实时检测碳水化合物和蛋白质。”负责系统开发的Miguel Pleitez说。代谢物的无标记成像会影响我们研究分子过程的方式，例如，由于白色和棕色脂肪细胞的分解而导致的与脂肪存储和释放相关的分子过程，称为脂解。但是，也可以研究更广泛的代谢程序以及不同生物分子之间的相互作用。

MiROM作为实验室显微镜的最初实现方式证明了细胞和切除组织中的代谢成像。Ntziachristos解释说：“我们的长期愿景是使该技术适用于人类测量，以便我们能够研究与生活方式改变相关的系统过程并优化疾病预防策略。”

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