多模态成像技术：揭秘细胞特异性代谢功能与组织微环境动态变化的新利器

当前研究组织中不同细胞类型间代谢相互作用面临挑战。研究人员开展多模态成像技术研究，结合多种技术追踪肿瘤相关免疫细胞对葡萄糖衍生碳（13C）和谷氨酰胺衍生氮（15N）的摄取，该技术应用广泛，意义重大。

　　组织微环境极其复杂且具有异质性。利用现有技术研究组织中不同细胞类型之间的代谢相互作用颇具挑战性。这里介绍一种多模态成像流程（multimodal imaging pipeline），它能实现细胞类型识别以及对稳定同位素标记化合物的纳米级追踪。该流程基于关联光镜、电镜和离子显微镜原理进行拓展，将共聚焦显微镜报告基因或基于探针的荧光、电子显微镜、稳定同位素标记和纳米二次离子质谱（nanoscale secondary ion mass spectrometry，NanoSIMS）相结合。研究人员将此方法应用于肝细胞癌和乳腺癌的小鼠模型，以研究肿瘤相关免疫细胞对葡萄糖衍生碳（¹³C）和谷氨酰胺衍生氮（¹⁵N）的摄取情况。在体内用荧光标记抗体（B220、CD3、CD8a、CD68）进行标记，再结合共聚焦显微镜，可识别肿瘤微环境中的特定细胞类型（B 细胞、T 细胞和巨噬细胞）。随后，与电子显微镜进行图像关联，能提供成像细胞膜和细胞器所需的对比度和分辨率。纳米二次离子质谱则可追踪这些细胞内区室中稳定同位素的富集情况。从开始到完成，这里描述的整个实验方案大约需要 6 周时间。该成像流程适用范围广泛，能轻松调整用于追踪特定细胞群体对任何稳定同位素标记的营养物质、药物或探针的摄取和利用情况，且可应用于任何原位组织。