葡萄糖被消耗作為能源是幾乎所有的生命形式，從細(xì)菌到人類。葡萄糖被細(xì)胞攝取密切反映了他們的精力充沛的需求，并正在成為許多病理情況下，如肥胖，糖尿病和癌癥監(jiān)管不力。為了形象化這個(gè)重要的過程中，幾項(xiàng)著名的技術(shù)已經(jīng)開發(fā)，在過去的幾十年。放射性氟-18標(biāo)記的葡萄糖FDG被廣泛應(yīng)用于臨床癌癥診斷以找到使用正電子發(fā)射斷層掃描（PET）的代謝人體熱點(diǎn)。磁共振成像（MRI）最近證實(shí)在小鼠腫瘤葡萄糖成像。雖然這兩種方法發(fā)現(xiàn)在臨床應(yīng)用中大量使用，它們不具有足夠的空間分辨率，以向下形象化葡萄糖攝取到單個(gè)細(xì)胞。

 

細(xì)胞水平圖像葡萄糖攝取活性，用熒光染料標(biāo)記的葡萄糖類似物已經(jīng)被開發(fā)。不幸的是，熒光標(biāo)記葡萄糖上改變其化學(xué)性質(zhì)。此外，熒光染料總是比葡萄糖本身更大。因此，大多數(shù)的熒光葡萄糖類似物具有不希望的細(xì)胞組織相互作用，這將偏壓真的葡萄糖分布。

 

為了克服這些問題，Min和他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新的方式是根據(jù)受激拉曼散射（SRS）的成像來可視化內(nèi)單個(gè)細(xì)胞的葡萄糖攝取的活性，并證明其使用在活的癌細(xì)胞，腫瘤異種移植物組織中，原代神經(jīng)元和小鼠腦組織。SRS耦合與炔標(biāo)簽已經(jīng)被先前由同一組報(bào)道成像小生物分子的總體戰(zhàn)略。具體地講，葡萄糖標(biāo)記有小炔標(biāo)簽（即，碳 - 碳三鍵），以產(chǎn)生在用其它無聲區(qū)強(qiáng)烈特征拉曼散射信號，其可以被拾起的SRS顯微鏡具有高靈敏度和特異性，以產(chǎn)生一個(gè)定量濃度地圖在三個(gè)方面。

 

這種技術(shù)能夠區(qū)分癌細(xì)胞系具有不同的代謝活動(dòng)和揭示異構(gòu)攝取模式中的神經(jīng)元，小鼠腦組織，并具有明確的細(xì)胞至細(xì)胞的變化腫瘤組織。腫瘤增殖區(qū)域和壞死區(qū)域之間的邊界可清晰地顯示下降到單細(xì)胞在葡萄糖攝取活性形成鮮明的對比。

 

“通過提供的亞細(xì)胞分辨率明顯的優(yōu)勢，避免熒光染料的不良影響，我們相信我們的技術(shù)可以在臨床PET顯像FDG補(bǔ)充用于可視化的葡萄糖攝取活性"。目前，團(tuán)隊(duì)正在努力將這種技術(shù)用于小鼠成像葡萄糖攝取動(dòng)態(tài)。“我們希望我們的新方法將成為一個(gè)有吸引力的工具來研究生物系統(tǒng)與亞細(xì)胞分辨率的能源需求”，“特別是在大腦和惡性腫瘤是能源高需求。”