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作者：Ashley

约翰·霍普金斯医学院的科学家们使用发光化学物质和其他技术，创建了血管和自我更新的“干细胞”的3D图，这些干细胞在小鼠的头骨中排列并穿透。这张地图提供了血管和干细胞的精确位置，科学家们最终可以用它们来修复伤口，并在颅骨中生成新的骨头和组织。

约翰·霍普金斯大学医学院生物医学工程教授、颅面和矫形组织工程实验室主任Warren Grayson博士说：“我们需要了解颅骨内部发生了什么，包括血管和细胞的相对位置，以及它们的组织在受伤期间和随着时间的推移是如何变化的。”Warren Grayson博士的实验室专注于开发生物材料，并将干细胞移植到颅骨中，以重建丢失的骨组织。

其他科学家已经提供了小鼠颅骨小部分血管和干细胞的地图。约翰·霍普金斯大学医学院研究生、论文第一作者Alexandra Rindone说:“然而，更大的头骨图像让我们更好地了解了整个血管系统和不同干细胞类型的分布。”

10月28日题为“Quantitative 3D imaging of the cranial microvascular environment at single-cell resolution”的研究发表在《Nature Communications》杂志上的新地图是一幅小鼠头骨顶部的3D图——它的颅骨，或称颅盖骨，由四块相连的颅骨组成。

为了绘制包含数十万细胞的地图，约翰·霍普金斯大学的研究人员使用了四种关键技术来确定血管和细胞的位置。

首先，他们使用免疫荧光标记各种血管和干细胞表面的荧光或发光化学物质的分子。

然后，科学家们使用一种化合物，帮助光线穿透头骨而不散射，这种方法被称为光学组织清除。Rindone说：“它使头骨看起来像玻璃。”

为了拍摄3D图像，科学家们使用了一种光片显微镜，这种设备可以以高分辨率和快速的速度拍摄大切片组织的图像，但最大限度地减少了光漂白。Rindone说:“当组织长时间暴露在光源下时，这个工具帮助我们避免荧光染料的变质。”

最后，他们使用计算机软件来识别和分割头骨的三维细胞结构，并重建其空间坐标和体积。Rindone说:“这向我们展示了干细胞和骨细胞的分布以及它们在颅骨中的位置。”

这张图揭示了之前未知的头骨中干细胞所在的位置，特别是在被称为经皮质管的结构附近。经皮质管是穿透颅骨的小通道，将颅骨的外层与包含骨髓的中心腔连接起来。

约翰·霍普金斯大学的科学家们正在努力采用3D图绘制方法来成像人类头骨，这是一个挑战，因为人类头骨很大，而且光线通过它。然而，这种方法可以用于绘制骨骼和其他人体组织中细胞类型的3D图。

参考资料：

https://medicalxpress.com/news/2021-11-stunning-3d-blood-vessels-cells.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。