本研究开发了一种革命性的肝脏纤维化三维成像技术,通过结合组织透明化(CLARITY)与自研光片显微镜(LSM),首次实现了对代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)晚期纤维化样本的高分辨率三维成像。团队量化了细胞外基质(ECM)中胶原蛋白I型和弹性蛋白的空间分布,揭示了传统二维活检中无法观测的纤维化异质性。该方法突破了既往技术对深度纤维化组织成像的局限,为精准肝病诊断提供了新工具。
本成果由Müjdat Zeybel领衔的跨国团队共同完成,题为《Investigating hepatic fibrosis heterogeneity by three-dimensional imaging in metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease》,发表于2025年顶级期刊《Scientific Reports》。
重要发现
01三维成像技术的突破性应用
团队通过改良CLARITY透明化技术,首次使晚期纤维化肝脏样本实现光学透明
关键创新:调整丙烯酰胺/双丙烯酰胺浓度,解决了纤维化组织易碎裂的难题
成像设备:自研LSM系统实现23μm轴向分辨率,单样本生成200+光学切片
分子标记:特异性抗体标记胶原I型(绿色)与弹性蛋白(黄色),结合细胞核染色(蓝色)
定量指标:提出胶原蛋白体积占比(CPV)和弹性蛋白体积占比(EPV)
颠覆性发现:同一F3期样本中仅44%切片符合分期,F4期仅47%
临床关联:6例移植患者传统活检诊断为"桥接纤维化",但CPV/EPV值均达肝硬化标准
创新与亮点
01攻克晚期纤维化成像禁区
首次实现肝硬化组织的三维可视化:
解决光散射难题:优化SDS清除方案,使密度>30%的纤维化组织透光率提升300%
兼容临床样本:成功应用于福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)存档样本
总结与展望
本研究开创的"透明肝脏三维病理"技术,从根本上解决了传统活检的采样误差和观察者变异问题。通过量化CPV/EPV指标和建立空间异质性图谱,不仅解释了临床分期与预后的矛盾现象,更将为抗纤维化药物研发提供精准评估工具。
未来可拓展三个方向:将技术应用于免疫细胞动态追踪(如肝脏驻留巨噬细胞),开发人工智能辅助的自动分期系统,以及探索该平台在肝癌微环境研究中的应用。随着全球MASLD患者突破10亿,这项技术有望在5年内成为肝病病理诊断的金标准,推动个体化医疗新时代的到来。
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