圖 高通量貝塞爾斜平面光片顯微成像和分析（HBOPM）技術(shù)

在國家自然科學(xué)基金項目（批準(zhǔn)號：T2225014）等資助下，華中科技大學(xué)光學(xué)與電子信息學(xué)院費(fèi)鵬教授課題組與華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院血液內(nèi)科開展跨學(xué)科合作，發(fā)展新型單物鏡光片顯微成像技術(shù)，并利用該技術(shù)開展CAR-T細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞的功能評估研究。研究成果以“用高通量貝塞爾單物鏡光片顯微鏡實現(xiàn)3D活體成像和CAR-T細(xì)胞殺傷行為的表型分析（3D live imaging and phenotyping of CAR-T cell mediated-cytotoxicity using high-throughput Bessel oblique plane microscopy）”為題，于2024年8月6日在《自然?通訊》（Nature Communications）雜志上發(fā)表。論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-51039-9。

嵌合抗原受體T細(xì)胞免疫療法（CAR-T）開創(chuàng)了血液系統(tǒng)惡性腫瘤治療的新時代，但目前臨床免疫治療的總體反應(yīng)率較低，只有少數(shù)患者在CAR-T治療后實現(xiàn)了長期有效作用。精準(zhǔn)觀測和評估T細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞的行為和功能是提高CAR-T治療療效的重要環(huán)節(jié)。受限于時空分辨率的不足和過高的光侵入性，現(xiàn)有的光學(xué)顯微鏡難以在亞細(xì)胞水平對CAR-T細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞的過程進(jìn)行長時程、高通量、動態(tài)的成像分析。研究團(tuán)隊利用多級衍射光場調(diào)控，生成超薄激光光片，突破目前落射照明成像光毒性高、對比度低的問題，研發(fā)出兼顧高空間分辨率和高通量分析的貝塞爾單物鏡光片顯微成像分析平臺（HBOPM），實現(xiàn)了對CAR-T細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞行為的智能3D實時成像和評估。該平臺可以以各向同性的亞細(xì)胞分辨率，對芯片上數(shù)百對相互作用的T細(xì)胞/腫瘤細(xì)胞進(jìn)行數(shù)小時的長時程動態(tài)監(jiān)測，從而捕獲CAR-T細(xì)胞在殺傷腫瘤靶細(xì)胞過程中的多個關(guān)鍵亞細(xì)胞事件，如免疫突觸的瞬時形成、回流和微管形態(tài)的持續(xù)變化等；同時，該平臺可對獲取的TB級多通道、3D動態(tài)圖像數(shù)據(jù)集進(jìn)行定量分析，將免疫細(xì)胞的形態(tài)特征量化為KB大小的數(shù)據(jù)報表，從多維度剖析CAR-T細(xì)胞殺傷腫瘤靶細(xì)胞的過程。HBOPM對T細(xì)胞/腫瘤細(xì)胞的多維度、長時程、可視化監(jiān)測和分析可以綜合評估CAR-T細(xì)胞療法的功能，有助于建立量化T細(xì)胞功能的標(biāo)準(zhǔn)，為以T細(xì)胞為基礎(chǔ)的免疫治療提供療效評估新方法。

來源：國家自然科學(xué)基金委員會

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