6 июля 2020, понедельник, 20:21
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Флуоресценция клеток организма поможет определить границы опухолей

FLIM-микроскопия продуктов окисления при красном возбуждении
FLIM-микроскопия продуктов окисления при красном возбуждении
Евгений Ширшин

Изучив источники излучения в тканях человеческого организма, ученые МГУ определили, что продукты окисления клеток могут излучать свет в красном спектре в ответ на облучение. Зная все источники излучения и характеристики сигнала, можно более точно определять границы опухолей и степень старения клеток. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ), результаты работы опубликованы в журнале Molecules, о них можно узнать из пресс-релиза РНФ.

Для анализа биологических тканей часто используется метод флуоресцентной диагностики. Его суть заключается в том, что на ткань подают свет с определенной длиной волны, он приводит находящиеся в молекулах-флуорофорах электроны в возбужденное состояние. Однако это состояние неустойчиво, и электроны быстро возвращаются на свой исходный энергетический уровень, а энергия, полученная при этом переходе, превращается в свет (флуоресценцию). В красном спектре собственная флуоресценция тканей и клеток минимальна, но именно она может быть маркером опухолей и старения клеток. Зная, с какой силой и сколько по времени они излучают свет, можно, например, определить границы опухоли. В то же время природа красной флуоресценции остается неизвестной.

Существует гипотеза, что источником флуоресценции могут быть продукты окисления белков, липидов, ДНК и аминокислот. Они образуются под действием свободных радикалов кислорода, которые притягивают к себе электроны молекул в клетках, в результате чего изменяется их структура и состав. Так, в процессе окисления в клетках накапливается, например, липофусцин — так называемый «пигмент старения», чем больше его в клетке, тем сильнее излучение. Разница в уровне окислительных процессов позволяет определять границы раковой опухоли. Также излучение способно повлиять на результаты анализа старения клеток.

Чтобы доказать, что продукты окисления могут испускать свет в красном спектре после облучения, ученые сначала подвергали водные растворы белков и ДНК фотоокислению, после чего измеряли оптические свойства полученных образцов. Сигнал, исходящий от необлученных образцов, был почти незаметен, в то время как окисленные молекулы флуоресцировали в широком диапазоне длин волн возбуждения, включая красный свет.

На втором этапе исследования были изучены качественные характеристики флуоресценции продуктов окисления в кератиноцитах — клетках человеческой кожи. На них подавали ультрафиолетовое излучение с длиной волны 254 нанометра. Сразу после этого изменений не наблюдалось, однако интенсивность излучения увеличилась спустя 5–15 часов в зависимости от силы возбуждающего света. Кератиноциты были взяты для исследования, так как верхний слой кожного покрова состоит из них на 90 %, и под воздействием ультрафиолетового излучения в коже образуется большое количество свободных радикалов, усиливающих процесс окисления. Флуоресценция клеток, в которых происходит окислительный стресс, может перекрывать фоновый сигнал биологических тканей.

«Концентрация аминокислот, липидов, белков и других компонентов в клетках и тканях человеческого организма выше, чем в использованных нами растворах. Поэтому при анализе биологических тканей сигнал, исходящий от продуктов окисления, будет сильнее. Их флуоресценция может обеспечивать определенный вклад в результирующий сигнал, особенно в красной области спектров, где влияние других собственных флуорофоров мало», — отмечает руководитель проекта по гранту РНФ Евгений Ширшин, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник кафедры квантовой электроники физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова.

Сейчас ученые занимаются изучением причин флуоресценции в гетерогенных смесях флуорофоров, являющихся продуктами окисления. Полученные в этом исследовании данные внесли вклад в изучение природы излучения в красном спектре и могут быть использованы для более точной интерпретации результатов медицинских исследований и определения источников излучения в биологических тканях.

Лабораторные исследования были проведены при поддержке Национального медицинского научно-исследовательского центра онкологии имени Н. Н. Блохина и Сколковского института науки и технологий.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.