发光分子让皮肤癌一眼就可以看出来

众所周知，痣是人类最常见的良性皮肤肿瘤。它是表皮和真皮中黑素细胞增多引起的皮肤表现。然而，它也有可能变成恶性肿瘤，从而危及生命安全。如果你想去医院检查它是否是恶性的，在正常情况下，医生会切开痣所在的皮肤表层做标本，然后送去实验室检查做出判断。这个过程也被称为活检。而且不管检查结果的准确性如何，整个操作过程还是有点复杂。然而，根据一项新研究的结果，有望在不久的将来开发出能够简化这一过程的新技术。只有把病人的皮肤放在特殊的显微镜下，才能在几分钟内判断它是否是恶性的。

这项研究的首席研究员、马萨诸塞州梅德福德市图斯夫大学生物医学工程系的副教授艾琳·乔治·库迪说，这项技术需要一台高分辨率显微镜，医生可以通过它直接看到病人细胞的“动力装置”——线粒体(线粒体是细胞产生能量的结构，也是细胞进行有氧呼吸的主要场所)。线粒体通常与细胞中的其他细胞器形成一个美丽的“网络”。

Georgakoudi还说，由于恶性肿瘤可以破坏这一网络并导致线粒体结构分散，只要医生仔细观察线粒体的内部结构，他们就有可能根据所见诊断出皮肤癌或其他疾病。

目前，医生都采取皮肤活检来诊断癌症，这意味着他们需要切除一小部分可疑的皮肤表面，然后将其送至实验室，并由相关专家注射相应的染料(从而找到目标细胞)，最后将其置于显微镜下以发现异常细胞。显然，这种方法有一个不可忽视的缺点。在活组织检查的第一步，被切掉的皮肤表面可能被一些细菌感染，甚至在病人的皮肤上留下不可磨灭的疤痕。

事实上，大约10年前，当研究人员意识到他们可能不需要做活组织检查，而只需检查皮肤组织就能达到同样的诊断效果时，这种新技术的雏形已经在他们的脑海中形成了。事实上，这项技术所需的高分辨率显微镜也被称为多光子显微镜。它主要利用光子的相关特性(光子是传递电磁相互作用的基本粒子)。研究人员可以通过光子观察到烟酰胺腺嘌呤二核苷酸分子，简称NADH分子。

NADH分子自然存在于大多数细胞中。当暴露在特定波长的光线下时，它会发光。

乔加库迪说:“当NADH分子在线粒体中时，它会发出一个强烈的信号，这有助于研究人员检测它的存在。也正因为NADH分子的这种特殊性质，研究人员不需要通过将染料注入患者的皮肤切片来观察线粒体的内部结构。”

为了验证这项技术的可靠性，乔治娅·库迪和她的同事从10名皮肤癌患者和4名健康的正常人身上采集样本并拍照。对于患者，他们选择了危险的恶性黑色素瘤和一些不太危险的肿瘤，如基底细胞肿瘤。最后，获得17个有效患病组织和12个有效健康组织，并对数据进行分析。

乔加库迪说:“成像过程大约需要一分钟，不会对患者造成任何疼痛或不适。同时，我们分析这些图像的方式也非常自动化。描述细胞中的线粒体结构只需要几分钟。”

研究人员发现正常线粒体在不同细胞层的内部结构是不同的。乔加库迪说这并不奇怪，因为不同细胞层的细胞有不同的功能。与正常细胞相比，黑色素瘤和基底细胞肿瘤细胞必然会有相应的损伤，这些不同的变化必然会导致线粒体结构的改变，这或多或少会使线粒体的一些功能从表面消失。

Georgakoudi补充说，为了证明研究人员使用新技术做出的诊断是正确的，他们将安排一名病理学家对同一组织样本进行传统活检。

然而，这项新技术目前还不能用于病人的诊断。但是，如果这项技术能够成功地应用于大量的实验研究，它就可以广泛地应用于医学诊断，并且患者可以在几分钟内摆脱活检而只需要癌症检查。

此外，尽管这种设备仍然非常昂贵，但这些成像系统的成本预计在未来几年将大幅下降。

蝌蚪工作人员从现场科学，翻译阳光，转载必须授权。