3D成像技术首次完整解析瘢痕疙瘩血管异常结构
2025-05-21 来源:本站 点击次数:21复杂瘢痕作为一种病理性瘢痕，其形成机制一直是医学领域的研究热点。它不仅给患者带来身体上的不适，更对患者的心理健康造成严重影响。深入探究复杂瘢痕的血管结构，对于理解其发病机制、寻找有效的治疗方法具有关键意义。传统二维切片成像技术在研究复杂瘢痕血管结构时存在局限，无法完整呈现复杂的三维立体结构。
现介绍一种创新性的研究方法——组织透明化技术与3D成像相结合，成功克服了传统技术的瓶颈，为复杂瘢痕血管结构的深入研究打开了新的大门。这一技术突破不仅有望揭示复杂瘢痕血管异常的真相，更为未来异常瘢痕的病理分析提供了一个极具潜力的模板，将推动复杂瘢痕相关研究迈向新的高度。
研究背景与技术挑战
复杂瘢痕的独特病理特征
复杂瘢痕是由过度伤口愈合形成的复杂瘢痕组织，其特点是纤维组织过度生长并超出原始伤口边界。与正常瘢痕不同，复杂瘢痕具有持续性炎症和持续生长的特点，且不会随着时间的推移自然消退，给医学治疗带来巨大挑战。
研究表明，复杂瘢痕的形成与血管系统密切相关，血管内皮生长因子（VEGF）在复杂瘢痕组织中持续上调，血管功能障碍和缺氧现象也在复杂瘢痕组织中得到证实。然而，关于复杂瘢痕血管特性的研究却存在争议，部分研究认为复杂瘢痕血管密度高，而另一些研究则认为其血管化程度差。这种分歧很大程度上归因于传统组织化学技术的局限性，依赖二维切片难以全面捕捉复杂瘢痕血管的复杂三维结构。
传统成像技术的局限性
传统二维切片成像技术在研究复杂瘢痕血管结构时存在局限，无法完整呈现复杂的三维立体结构。因此，开发一种能够清晰呈现复杂瘢痕血管三维结构的成像技术成为解决这一争议的关键。
技术创新与应用
两种光学组织透明化方法的对比
研究对比了两种光学组织透明化方法，即CUBIC和iDISCO+。实验发现，iDISCO+在使复杂瘢痕组织透明化方面表现出更高的透明度，并且能产生更清晰的血管荧光信号。基于iDISCO+的优势，研究选择其作为后续分析的透明化方法。该技术的核心在于通过特定的化学处理，使组织中的脂质和蛋白质等成分溶解或分离，从而使组织变得透明。
在透明化过程中，首先对复杂瘢痕组织样本进行脱水处理，然后进行免疫染色，最后进行脱水和透明化处理。免疫染色过程中，使用抗人CD31抗体作为一抗，以标记血管内皮细胞；使用山羊抗小鼠IgGAlexaFluor647作为二抗进行可视化。这种方法能够特异性地标记血管结构，为后续的3D成像提供了基础。
成像实验与结果分析
成像技术的选择与应用
在成像实验中，研究团队利用iDISCO+透明化对复杂瘢痕组织进行处理，并结合抗CD31抗体免疫染色，然后分别采用共聚焦荧光显微镜和光片荧光显微镜进行成像。共聚焦显微镜用于获取1毫米厚的复杂瘢痕切片的3D图像，而光片荧光显微镜则用于观察5毫米厚的组织块。
通过光片荧光显微镜的3D图像，研究发现复杂瘢痕的血管密度在浅层高于深层，且浅层主要集中在乳头层和网状层的上部。与正常皮肤相比，复杂瘢痕的真皮网状层显著增厚，上部网状层血管化程度更高，下部网状层虽然血管密度低于上部，但血管呈垂直排列。
定量分析方法与结果
在定量分析方面，从共聚焦图像中随机提取连续的Z平面图像，生成二维投影图像，并在特定区域进行血管密度、血管分支点数量和血管直径的量化分析。结果表明，复杂瘢痕的乳头层血管密度约为正常皮肤的1.5倍，但在血管分支点数量和血管直径方面与正常皮肤相当。正常皮肤的网状层血管化程度较低，而复杂瘢痕的上部网状层血管密度和分支点数量显著高于正常皮肤，下部网状层血管密度也高于正常皮肤网状层，但由于血管呈垂直排列，分支点数量相对较少。
总结与展望
研究通过创新性地应用组织透明化技术与3D成像相结合的方法，成功解决了以往关于复杂瘢痕血管特性研究中的矛盾，为深入理解复杂瘢痕的病理生理学提供了重要依据。研究不仅清晰地揭示了复杂瘢痕血管在三维空间中的分布特征，还发现了其在不同层次的异质性，这为解释以往研究结果的差异提供了合理解释。未来，随着样本量的增加和患者群体的多样化，该研究方法有望进一步验证和拓展。同时，这种3D成像技术不仅可以用于研究复杂瘢痕的血管结构，还可以扩展至其他细胞类型的定位和激活状态分析，为全面解析复杂瘢痕病变提供更丰富的信息。此外，该技术将有助于评估现有和新型治疗方法对血管结构的影响，从而推动更具针对性和有效性的复杂瘢痕治疗方法的开发。总之，这项研究不仅在技术上取得了重大突破，更为复杂瘢痕的基础研究和临床应用开辟了新的视野，预示着在不久的将来，我们有望更好地应对复杂瘢痕这一医学难题。
论文信息
声明：本文仅用作学术目的。
Nguyen L, Dohi T, Watanabe-Takano H, Fukuhara S, Ogawa R. Comprehensive analysis of keloid vasculature by tissue clearing and 3D imaging. Wound Repair Regen. 2025 Mar-Apr;33(2):e70015.
DOI：10.1111/wrr.70015.