顯微課堂：如何為深層肌肉組織中的軸突再生成像

這項研究重點介紹了亞倫-李（Aaron Lee）博士對截肢后肌肉移植中神經(jīng)再生的定位研究。肢體缺失通常會導(dǎo)致生活質(zhì)量下降，這不僅是因為組織缺失，還因為軸突再生紊亂引起的神經(jīng)性疼痛。Mica組織學(xué)成像和熒光成像可幫助了解神經(jīng)再生過程中軸突的生長和分支這項研究有助于塑造未來的神經(jīng)假體接口設(shè)計，改善患者的治療效果。

核心要點

• 了解神經(jīng)重塑和截肢后神經(jīng)瘤形成的問題

• 了解如何利用嚙齒動物模型來研究神經(jīng)再生和肌肉組織移植物的神經(jīng)再支配

• 探索如何利用互補熒光和彩色成像方法研究深層肌肉組織中軸突的生長和分支情況

截肢不僅會導(dǎo)致組織損失，還會使截肢部位附近的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生重大變化。受損神經(jīng)的軸突無序萌發(fā)會形成神經(jīng)瘤，從而導(dǎo)致異常感覺和疼痛。

為了降低神經(jīng)瘤形成的風(fēng)險，可以使用再生外周神經(jīng)接口（RPNI），將切斷的神經(jīng)植入失去神經(jīng)支配的肌肉移植物中。這種環(huán)境有助于引導(dǎo)神經(jīng)更自然地重新生長，并能減輕神經(jīng)性疼痛。

李博士和他在 ICL 的 Rylie Green 博士實驗室的同事們對能否設(shè)計出更復(fù)雜的工程解決方案與 RPNI 手術(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接很感興趣。

熒光顯微鏡下的組織切片，顯示成年大鼠趾長伸肌與腓總神經(jīng)之間的界面。2 周后的再生周圍神經(jīng)界面（RPNI）。使用 Mica 采集的圖像。細(xì)胞核（藍(lán)色）、神經(jīng)絲（綠色）和 S100B（紅色）染色。圖片由倫敦帝國學(xué)院生物工程系 Aaron Lee 博士（Rylie Green 博士實驗室）提供。

研究小組利用嚙齒動物模型研究了游離肌肉移植物的再生和神經(jīng)再支配情況，這種情況類似于手術(shù) RPNI 構(gòu)建。2 他們之前發(fā)現(xiàn)，肌肉組織似乎可以從多個來源獲得神經(jīng)再支配，他們希望對此進(jìn)行進(jìn)一步研究。為了繪制神經(jīng)再生圖，研究小組最初使用了 X 射線顯微層析成像技術(shù)，但這種技術(shù)缺乏軸突形成、分支和組織支配方面的細(xì)節(jié)。

為了獲得更深入的見解，研究小組轉(zhuǎn)而使用顯微鏡，利用Mica來檢查組織學(xué)樣本和熒光標(biāo)記樣本。每種方法都提供了比團隊以前所能獲得的更詳細(xì)、更互補的見解。

利用Mica，研究人員能夠識別嵌入的神經(jīng)，并研究肌肉組織深處的軸突突起。全組織三維成像的早期試驗還表明，Mica 可以快速生成軸突軌跡的初步數(shù)據(jù)，作為將樣本轉(zhuǎn)移到專用三維成像系統(tǒng)之前工作流程中的一個快速步驟。

通過深入了解工程構(gòu)建體中的神經(jīng)再生動態(tài)，這項研究可以為未來神經(jīng)假體技術(shù)和生物電子設(shè)備的設(shè)計提供參考，從而更精確地與神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行交流。這種綜合生物工程方法可以為患者提供更穩(wěn)定的雙向神經(jīng)介導(dǎo)方法，獲得更強的功能性或更真實的感覺。

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