分子成像解码人体组织在健康和疾病

Summary: 以便更快更有效地将新药带给患者, 澳门第一赌城在线娱乐必须提高对澳门第一赌城在线娱乐想要治疗的疾病的理解. 利用先进的分子成像技术-最近由质谱技术推动-澳门第一赌城在线娱乐的科学家能够深入和详细地探测和分析组织样本，这在以前是不可能的. 通过利用人工智能和机器学习的强大力量, 完整的分子复杂性终于可以被破译，并且已经揭示了有可能从根本上改变未来药物发现和开发的见解.

对疾病的分子理解如何帮助评估药物安全性

现代药物发现的关键是能够尽可能详细地了解澳门第一赌城在线娱乐的化合物在细胞水平上对人体组织的影响. 换句话说，就是澳门第一赌城在线娱乐的候选药物在病人体内的作用. For decades, 科学家们使用了传统的组织学和组织病理学技术, 染色组织样本，寻找特定的细胞形态, 显微镜载玻片上的标记和信号. 找出药物分子在体内的去向(生物分布), 以前唯一可用的选择是放射自显影, 这是一种昂贵且费力的无线电标记方法，仅能对单个目标进行图像分布.

Now, 一套创新技术构成了澳门第一赌城在线娱乐先进的分子成像能力，使澳门第一赌城在线娱乐在了解疾病过程和评估药物疗效和安全性方面的能力有了巨大的飞跃. 这些技术使澳门第一赌城在线娱乐能够探测每一个组织样本——无论是来自病人的活组织检查, 动物模型或先进的细胞培养-前所未有的深度. 将这些非凡的探测能力与人工智能(AI)和机器学习令人难以置信的分析和解释能力相结合，意味着澳门第一赌城在线娱乐可以在寻找未知和意外的过程中以开放的心态探索未知领域.

用质谱成像导航人体分子的复杂性

在这个领域，质谱成像(MSI)的进步已经成为真正的游戏规则改变者. 澳门第一赌城在线娱乐现在可以用质谱仪同时测量单个分子的质量, 可视化它们的空间分布，无论是多肽, proteins, lipids, 内源性代谢物或药物分子-在组织的微环境内, 为它们之间的相互关系提供了重要线索，使澳门第一赌城在线娱乐能够更好地评估化合物的安全性和有效性.

质谱法本身当然并不新鲜. 用于许多研究和开发领域, 它依赖于电离过程:将组织样本转化为气体形式. MSI的特殊之处在于组织样品在电离之前没有均匀(混合). Instead, 它被快速冷冻，并直接从其完整的表面电离, 所以每个分子的初始位置是已知的. 整个样品一次扫描几微米，分析每个离散位置，形成澳门第一赌城在线娱乐最终生成的图像中的一个像素. 这提供了丰富的数字信息.

创建“谷歌地球”视图

当今先进的分子成像技术——尤其是微星成像技术——意味着澳门第一赌城在线娱乐现在可以绘制出有史以来最详细的分子图谱. 就像谷歌Earth软件可以将地球的卫星视图缩小到单个街道和建筑物的3D视图, 澳门第一赌城在线娱乐的新成像功能允许澳门第一赌城在线娱乐放大和缩小从微观到宏观的水平和回来. 澳门第一赌城在线娱乐的质谱仪甚至可以让澳门第一赌城在线娱乐通过窗户看到沙发在哪里.

澳门第一赌城在线娱乐检测到的每个分子都有自己的图谱, 由成千上万张不同角度的图片拼凑而成. We can “see” drug molecules, 生物标志物和组织微环境同时进行，并从基因组和分子的角度到细胞的角度检查图像, tissue, organ and patient level. 大量的数据集是从健康的, 患病和药物处理过的组织样本，然后可以通过人工智能和机器学习技术挖掘这些样本，以发现模式, 连接和关系的复杂性远远超过以往任何时候, 将信息转化为见解，见解转化为知识. 

有了这些知识，澳门第一赌城在线娱乐将更有能力设计出安全有效的药物, 开发最佳给药方法, 制定适当的剂量并监测疾病进展. 使用这些方法，澳门第一赌城在线娱乐已经发现了新的见解，例如:

• 这是对肠道微生物产生的代谢物如何在帕金森病等神经系统疾病中发挥作用的首次机制描述¹
• 肺转移中营养物质感知与利用的机制² and colorectal cancer³
• 一种新的三维肺腺癌模型，可以模拟肺腺癌 in vivo 组织和肿瘤微环境⁴
• 临床前成像以探索肿瘤候选药物穿过血脑屏障的渗透及其对脑肿瘤生长的影响⁵
• 纳米药物分布的高分辨率3D可视化为肿瘤血管和微环境对纳米药物定位的影响提供了有价值的见解⁶

英国癌症研究中心的“大挑战”

澳门在线赌城娱乐是一个创新的五年多中心项目的一部分, 多学科合作，旨在绘制恶性肿瘤分子景观的最详细的地图.

英国癌症研究中心(CRUK), 这项“大挑战”由国家物理实验室的约瑟芬·邦奇教授领导，该联盟包括弗朗西斯·克里克研究所的主要科学家, 格拉斯哥的比特森研究所, 剑桥大学和许多其他大学.

该团队的数据库将向全世界的研究人员开放，其创建方法也将标准化, 部署最新技术的最佳实践指南.

与学术界合作是澳门第一赌城在线娱乐突破科学界限、推动疾病发现和理解、帮助澳门第一赌城在线娱乐创造下一代治疗方法的关键.

References

1. 微生物衍生的肉毒碱模拟物是以前未知的肠脑轴通讯介质- 2020年3月11日;6(11):eaax6328. doi: 10.1126/sciadv.aax6328. 
2. ilc2驱动的先天免疫检查点机制拮抗NK细胞在肺中的抗转移功能- 2020 Sep;21(9):998-1009. doi: 10.1038/s41590-020-0745-y
3. 氨基酸转运体SLC7A5是kras突变型结直肠癌有效生长所必需的. Nat Genet 53, 16–26 (2021). http://doi.org/10.1038/s41588-020-00753-3
4.  聚合三维细胞培养模型的多模态质谱成像表征- 2020年9月15日;92(18):12538-12547. doi: 10.1021/acs.analchem.0c02389. 
5. 奥西替尼与其他EGFR TKIs的血脑屏障(BBB)通透性的临床前比较- 2020年10月7日;临床.1871.2019. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-19-1871. 
6. 纳米药物在肿瘤中分布的高分辨率三维可视化[j]; 2020;1 (2):880-897. doi: 10.7150/thno.37178.