伯克利实验室开发细胞“银染”技术

　　

 

X射线研究可以帮助科学家了解黑色素在人类皮肤色素沉着和皮肤癌中的作用

研究人员开发了一种新技术，可以在3D图像中对整个斑马鱼的每一个色素细胞进行成像。最近发表在《eLife》杂志上的这项研究有助于科学家了解黑色素在皮肤癌中的作用。

黑色素是一种天然色素，能给人类和动物的皮肤、头发和眼睛带来颜色。黑色素对含有黑色素的癌症或黑色素瘤也有影响，黑色素瘤通常是通过皮肤的渗透深度分期的。

但是用传统显微镜直接研究黑色素是一项挑战，因为黑色素会阻挡光线。因此，宾夕法尼亚州立医学院病理学、药理学、生物化学和分子生物学的杰出教授Keith C.Cheng转向了X射线成像，它可以穿透像黑色素这样的光学不透明物质。

为了进行成像，Cheng与伯克利实验室高级光源（ALS）的职员科学家杜拉·帕金森（Dula Parkinson）合作，对两组斑马鱼样本进行了成像——一组具有斑马鱼特有的黑色条纹相关的正常色素沉着，另一组来自一条具有称为金黄色条纹的突变斑马鱼。15年前，Cheng和他的实验室通过研究金斑马鱼发现了一个与人类肤色有关的关键基因。这一发现突出了斑马鱼作为人类色素沉着的动物模型在皮肤疾病如白化病或黑色素瘤皮肤癌中的作用。

为了直观地观察黑色素，主要作者Spencer R. Katz开发了一种使用银的染色技术，银与黑色素结合并阻挡X射线。利用ALS和Cheng实验室开发的X射线检测系统，研究人员观察了整个野生型和金黄斑马鱼约1.5毫米长的幼鱼的每一个黑素细胞——一种含有黑色素的细胞。然后，研究人员通过一种称为微计算机断层扫描（micro-CT）的技术对细胞进行三维成像。

Micro-CT类似于人类CT扫描，但其规模要小得多，它通过从不同角度捕获一系列X射线图像来重建原始物体的三维表示。该技术将Cheng实验室的新探测器系统与来自ALS的高X射线通量相结合，以实现比传统CT高2000倍的分辨率。

研究人员说，他们的银染色技术可以用来了解更多关于黑色素瘤的3D结构，并有可能指导治疗决策。