中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所所副研究員張小川、研究員高召兵，臨港實(shí)驗(yàn)室研究員殷憲振合作，繪制了全球首個(gè)高精度完整肝臟三維病理圖譜，為破解肝纖維化等慢性肝病難題提供了革命性研究工具。3月24日，相關(guān)研究發(fā)表于《先進(jìn)科學(xué)》。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)脂肪肝患者已超過2億，構(gòu)成日益嚴(yán)峻的公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)，全球每年因肝硬化死亡人數(shù)超過百萬，形勢(shì)同樣不容樂觀。在人體這座精密“生命工廠”中，肝臟如同24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的核心處理中心，肩負(fù)著解毒代謝、物質(zhì)合成等500余項(xiàng)生理功能。但長(zhǎng)久以來，病理學(xué)家如同拿著平面地圖研究立體城市，僅能通過二維切片推測(cè)肝臟病變。

研究團(tuán)隊(duì)利用顯微光學(xué)切片斷層成像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了完整肝臟0.35×0.35×2微米超高分辨率的三維成像，相當(dāng)于在細(xì)胞尺度構(gòu)建肝臟“數(shù)字孿生體”，不僅完整呈現(xiàn)了從器官到脈管到細(xì)胞的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的空間關(guān)系，更首次捕獲到傳統(tǒng)手段無法觀測(cè)的膽管周圍微血管叢等精細(xì)結(jié)構(gòu)。

肝纖維化多結(jié)構(gòu)三維病理全景圖。圖片由研究團(tuán)隊(duì)提供

進(jìn)一步地，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了四氯化碳誘導(dǎo)的肝纖維化模型小鼠肝臟病理圖譜，同時(shí)進(jìn)行了深入的三維全景分析。肝纖維化小鼠肝臟表面出現(xiàn)了明顯的結(jié)節(jié)狀改變，肝臟內(nèi)部的中央靜脈血管網(wǎng)絡(luò)也發(fā)生了顯著變化，且肝臟損傷并非均勻分布。定量分析結(jié)果顯示，肝細(xì)胞脂肪變性的嚴(yán)重程度與距離中央靜脈的距離密切相關(guān)，距離越近，脂肪變性越嚴(yán)重，與中央靜脈的直徑大小則無明顯相關(guān)性。

為了更精準(zhǔn)地分析肝纖維化的病理特征，研究團(tuán)隊(duì)采用了深度學(xué)習(xí)技術(shù)對(duì)三維病理圖譜大數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分割和分析。肝纖維化小鼠肝臟中脂肪變性肝細(xì)胞的體積比例高達(dá)30.76%，不同肝臟葉之間的脂肪變性程度相對(duì)一致。

研究團(tuán)隊(duì)表示，高精度全肝臟圖譜的和三維病理分析方法可應(yīng)用于肝臟疾病的診斷，從而更加直觀、全面地反映肝臟的三維結(jié)構(gòu)和病理變化，未來有望進(jìn)一步推廣應(yīng)用于其他肝臟疾病的研究和臨床病理研究中。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/advs.202502744

來源：中國(guó)科學(xué)報(bào)