一个实时窗口进入一个活着的动物的冒号的隐藏世界

研究人员将皮肤级玻璃窗与肠道稳定的磁铁结合起来，从动物的冒号中获得视图。

Duke大学的生物医学工程开发了一种系统，允许实时观察杀鼠的结肠中的杀菌细胞。

研究人员预计该程序允许新的调查进入消化系统的微生物组以及炎症性肠病和结肠癌等疾病的原因及其治疗。

今天（2019年12月11日）在线通信中描述的程序涉及通过手动植入透明窗口到结肠上方的小鼠的腹部皮肤中。类似的设置已经用于允许Live调查大脑，脊髓，肝脏，肺等器官的详细内部工作。然而，成像活性结肠是一种滑移的命题。

“一个大脑不会移动，但结肠做了，这使得杜克大学生物医学工程学副教授的西泠印家副教授西泠印社难以获得细节。”“我们开发了一种足够强大的磁系统，可以在成像期间稳定结肠，以获得这种分辨率，但可以快速关闭以允许结肠自由移动。”

该视频显示绿色荧光结肠神经元实时被神经刺激激活。这是第一次骶神经刺激，FDA批准用于结肠运动障碍的疗法，明确地证明了活体动物中的结肠中的神经元，解释了治疗可能工作的原因。

固定用于成像的结肠是传统方法的棘手任务，如胶水或针脚。它们最多可以引起炎症会破坏大多数实验。在最坏的情况下，他们会造成障碍物，这可以迅速杀死正在研究的鼠标。

为了裙子这个问题，沉发射了一种看起来像微小的金属鼻带的磁性装置，可以安全地连接到结肠。磁场将冒号扣到位，并在成像期间保持稳定，但一旦关闭，就会使冒号自由地移动和起作用。

一个重要的器官，包括消化系统的微生物组，结肠可以受到炎症性肠病，功能性胃肠疾病和癌症的疾病的痛苦。它还在调节免疫系统方面发挥着关键作用，并且可以通过骶神经直接与大脑进行通信。

“有很大的需求要更好地了解结肠，因为它可能患有如此多的疾病，并发挥如此多的角色具有重大的健康影响，”沉说。在研究中，沉和他的同事们进行了几个原则上的实验，为未来的研究线提供了起点。

研究人员首先将源自克罗恩病患者的大肠杆菌的活小鼠结肠殖民殖民，这是用荧光蛋白标记的。然后，研究人员显示他们可以追踪细菌的迁移，生长和衰退超过三天。沉说，这种能力可以帮助研究人员不仅如何厌恶冒号，但益生菌可以发挥阳性角色和胃肠道疾病的最佳菌株。

在下一个实验中，用几种类型的荧光免疫细胞培育小鼠。然后研究人员在结肠中诱导炎症，并小心地观看了这些免疫细胞的激活。沉说，这种方法可以与各种类型的免疫细胞和疾病一起使用，以更好地了解免疫系统如何应对挑战。

沉和他的同事们表明，它们可以在辐射处理中标记和跟踪与结肠直肠癌的结肠上皮干细胞相关。他们还证明，它们可以在整个结肠过程中观察神经对骶神经刺激作出反应，这是治疗功能性和免疫疾病等功能性胃肠疾病和肠易排便障碍的新兴疗法。

“虽然我们知道电气刺激骶骨神经可以缓解这些胃肠道障碍的症状，但我们目前不知道为什么或以出于优化这些治疗的任何方式，”沉说。“能够了解结肠的神经元如何应对不同的波形，频率和刺激的幅度在使这种方法更好地选择更多患者方面是无价的。”

###

参考：Nikolai Rakhilin，Aliesha Garrett，Chi-Yong Eom，Katherine Ramos Chavez，David M. Smally，Andrea R. Daniel，Melanie M.Kaelberer，Menansili A. Mejooli，强调梅霍利，胜利鼎，大卫G. Kirsch，Diego V.Bohórquez，Nozomi Nishimura，Bradley B. Barth和西泠印社，2019年12月11日，自然传播.DOI：
10.1038 / S41467-019-13699-W

该工作得到了国家卫生研究所（R35GM122465，OT2OD023849），国防高级研究项目（N66001-15-2-4059）和国家癌症研究所（R35CA197616）。