一種新型的顯微鏡技術正在幫助揭示斑馬魚心髒的秘密，這也可以教會我們更多關于人類心髒如何形成，生長和愈合的知識。

格拉斯哥大學和愛丁堡大學的研究人員在今天發表在《自然通訊》雜志上的一篇新論文中，描述了他們如何開發出一種新方法來首次捕獲斑馬魚胚胎成長的心髒的3D視頻圖像。

斑馬魚的心髒與人類的心髒出奇地相似，使其在心髒研究中很有用。英國心髒基金會（該研究的資助者之一）希望，使斑馬魚心髒可視化的新方法将為科學家提供有關心髒發育最早階段發生的細胞和亞細胞過程的有價值的新見解。

成像突破的發展是由格拉斯哥大學物理與天文學學院的Jonathan Taylor博士領導的，與愛丁堡大學BHF心血管科學中心的同事密切合作。

他們新穎的熒光延時成像技術使用非常薄的激光片将圖像逐層構建為心髒的完整3D圖像。

雖然過去已記錄了跳動的心髒的3D圖像，但仍有許多工作要做，以将單個時間點的3D凍結幀轉換為心髒研究人員真正想研究的東西：的視頻在一天中成長。這項新技術還使研究人員能夠在24小時内首次觀察到跳動的心髒中單個心髒細胞的生長和分裂過程。

泰勒博士說：“斑馬魚胚胎的心髒每秒跳動三遍，這種不斷的運動使它們難以置信地挑戰目标，以便在三個維度上精确地成像。當您拍攝心髒的一層圖像時，它已經進一步挑戰，心髒細胞可能會因過度暴露熒光成像所需的激光而受損。”

為了克服這些挑戰，研究人員開發了一種計算機程序，該程序使用實時圖像分析來精确控制何時發射激光以對心髒成像。

泰勒博士解釋說：“我們的顯微鏡使用可見光通過透明的皮膚'觀察'斑馬魚的跳動的心髒，使我們的計算機程序能夠準确地知道何時有選擇地向心髒發射激光以捕獲其周期中的特定時刻。

“這使我們能夠在一天的整個過程中不斷觀察心髒的形成，而不會對魚類造成任何傷害。它拉開了諸如心髒内細胞分裂等過程的面紗，我們隻是沒有辦法先想象一下。”

愛丁堡大學的Martin Denvir博士與Taylor博士一起開發了這項新技術，并且是該論文的合著者之一。丹維爾博士說：“這項激動人心的突破将格拉斯哥和達勒姆郡的物理學和工程學的最新研究與我們在愛丁堡的心髒研究結合在一起，使我們能夠看到心髒形成過程中的實時過程，我以前根本沒有辦法觀察。

“這項新技術有兩個非常有希望的潛在應用。首先，現在我們可以在細胞水平上看到心髒生長的詳細圖像，我們希望能夠将這一新知識用于治療異常心髒形成的方法在将來。

“其次，我們已經能夠觀察到免疫細胞向心髒受損區域傳播，這可以幫助我們指導免疫應答的改變，從而更有效地治療心髒炎症和心髒病。”

約翰·穆林斯（John Mullins）教授是該論文的另一位合著者，他是愛丁堡BHF研究卓越中心的負責人，該教授于2008-18年發表。他說：“光學物理學與生物醫學研究之間的協同作用提供了一種全新的方法來對複雜的生物過程進行成像。

“更廣泛的應用将使人們對廣泛的生物機制有新的見解，特别是在運動和形狀變化以前使長期成像極具挑戰的情況下。英國心髒基金會實現這種創新合作的願景将繼續改變我們的理解。心血管系統。”

該論文的标題為“自适應前瞻性光學門控使跳動的胚胎斑馬魚心髒能夠進行為期一天的3-D延時成像”，該論文發表在《自然通訊》上。

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