治疗诱导衰老（TIS）细胞是对疗法产生抗药性并进入休眠期的癌细胞。这些细胞可从休眠中崛起，诱发肿瘤抗药性和复发。为了深入了解 TIS 细胞是如何进化的，必须开发简单、可重复的方法来研究这些细胞在人类癌细胞培养物中的发生和发展过程。

来自约翰霍普金斯大学和意大利米兰理工大学、国家肿瘤研究所基金会以及国家科学委员会的一个国际团队开发了一种无创、多模态成像技术，可以早期识别 TIS 细胞。这项新技术可以更全面地研究癌细胞的抗药性，从而改善临床治疗效果。

这种全光学、无标记、定量显微镜技术结合了三种互补的显微镜方法：相干拉曼散射、多光子吸收和光学衍射断层扫描（一种干涉测量技术）。

研究人员利用多模态振动显微镜和多光子显微镜以及干涉相位成像技术，观察并描述了人类癌细胞从早期到晚期TIS的化学和形态特征。

"米兰理工大学物理学教授达里奥-波利（Dario Polli）说："值得注意的是，我们在进行这些观察时没有使用侵入性标签，确保了细胞的自然状态得以保留。

研究人员观察了细胞在整个生命周期中的形状、结构以及物理和化学特征。通过对细胞的生化和形态特征进行定量分析，他们获得了对TIS的全面描述，包括线粒体网络重新排列、脂质过度产生、细胞扁平化和细胞增大。

研究人员利用多模态成像技术确定了 TIS 标志的发病时间，最早在治疗后 24 小时就发现了 TIS 表现，随后在 72 小时开始出现脂质囊泡的积累。通过非线性光学显微镜和定量相位成像可以看到 TIS 标记。研究小组的定量研究结果与之前通过标准、缓慢、侵入性技术确定的定性衰老标记一致。

多模态成像技术可以提供一种快速、安全、准确的方法来检测人类肿瘤培养物中最初的TIS表现，从而推动研究，为治疗耐药性癌症提供新疗法。

"约翰-霍普金斯大学教授伊山-巴曼（Ishan Barman）说："我们的工作展示了改变抗癌治疗研究的潜力。"整合这些显微镜方法可以帮助临床医生做出更明智、更及时的治疗决定"。

多模态显微镜技术还可用于对源自患者的癌细胞培养物进行临床前测试。即使患者的癌细胞数量有限，也可以利用快速、高含量的定量显微镜技术，直接在未受干扰的样本上定量评估拟议治疗方法的疗效。

研究人员认为，他们的新型快速活体筛选显微镜技术为未来的癌症研究带来了重大希望。

"米兰理工大学研究员 Italia Bongarzone 说："虽然还需要进一步研究，但我们的研究结果表明，无标记显微镜技术可以通过早期检测 TIS 细胞，成为提高治疗效果和预防肿瘤复发的重要工具。"这将使临床医生能够在药物诱导的衰老使癌症产生抗药性之前调整治疗策略"。

这项研究发表在《科学进展》（www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg6231）上。
 

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