新成像技术有助了解细胞周期

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细胞周期

由伊利诺伊大学电子与计算机工程学教授盖布利尔·波佩斯库(Gabriel Popescu音译)领导的研究小组近日宣布，他们成功开发出一种称为空间光干涉显微技术(Spatial Light Interference Microscopy，SLIM)的成像方法。这种方法可以测量单细胞的增长，甚至是细胞内的质量变化，为有关细胞是以固定速率还是指数方式增长的学术争论提供新视角。相关论文发表在美国《国家科学院院刊》(PNAS )上。

“与其他显微技术相比，SLIM一个明显的优势是，我们可以测量所有类型的细胞——细菌 ﹑哺乳动物细胞﹑粘连细胞﹑非粘连细胞﹑单个细胞以及细胞群，”论文第一作者Mustafa Mir说，“并且保证获得信息的精确性。”

不同于其他细胞成像 技术，SLIM作为相衬显微技术和全息成像术的结合体，不需要进行细胞染色等特别的前期准备。由于这一技术无须进入细胞，研究人员得以在自然状态下对细胞进行研究;它使用白光，同时可以与其他传统技术相结合，例如荧光，来监控细胞。

空间光干涉显微技术灵敏度非常高，在质量测量上达到了飞克(10-15克)级，而微米尺寸的小水滴重约为1000飞克。用这一技术可以测量单细胞的增长，甚至是细胞内的质量变化;而且它的应用范围将是非常广泛，而不仅限于细胞。

“我们可以结合更多的传统方法，这是因为新技术是显微镜的附加功能，”Mir说，“生物学家可以使用原来所有的传统方法，同时把我们的技术组件加在上面。”

作为贝克曼研究所 的成员，Popescu正在推广SILM技术，他希望该技术能在基础生物学和临床医学研究上广泛使用。“它可能将应用于生命科学和材料学等多方面，”Popescu说，“就如同Ipad，我们拥有硬件，而有很多应用软件来供我们解决不同方面的特定问题。”

研究人员希望能用他们的新技术研究不同的疾病模型。例如，他们计划以SLIM观察正常细胞与癌细胞增长的区别，以及医疗对细胞增长速率的影响。

由于SLIM技术的高灵敏度，研究人员可以监控细胞周期内不同阶段的情况。他们发现哺乳动物 细胞只在G2期(DNA合成期)显示出清晰的指数方式增长。这一发现不仅对基础生物学有重要意义，而且对疾病诊断﹑药物开发和组织工程学同样意义重大。