视网膜类器官的活体结构与代谢成像比较
用 OCT、荧光寿命和高光谱成像观察类器官，再与固定后的组织学及细胞标志对应，分别比较层次、内源光谱和代谢相关特征。
用途与模型
- 研究用途
- 用活体成像比较视网膜类器官的组织分层、内源分子分布和代谢相关信号，并与组织学及细胞标志对应，为后续疾病模型和药物研究选择样本、记录模型状态提供质量观察依据。本研究未测试候选药物或药物预测性能。
- 模型与细胞来源
- 人胚胎干细胞（human embryonic stem cells，hESC）来源视网膜类器官是主要结果对象；诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）来源模型在原补充中用于部分重复。比较第 46、89、151 天样本，年龄组来自不同分化批次。
- 方法版本
- 2017 年原研究的多模态质量观察范围
- 实验形式
- 同组类器官接受不同活体成像以对应结构和信号，再用固定组织学/免疫染色作细胞身份与层次参照；不同培养日龄作组间比较。
材料与平台
- 结构成像
- OCT 用于活体反射条带；microCT 仅用于固定样本的三维边界参照。
- 内源荧光
- 高光谱成像（hyperspectral imaging，HSpec）依据分子光谱特征作相量分析；荧光寿命成像显微术（fluorescence lifetime imaging microscopy，FLIM）观察 NADH 游离/结合状态。
- 细胞身份参照
- 组织学与 CRX、VSX2、BRN3 等标志染色，用于对应表层和内部细胞分布。
测量指标与分析
- OCT 低反射条带及其位置
- 视黄醇/视黄酸相对光谱信号分布
- 还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）的游离/结合比值
- 表层与深层信号差别
- CRX/VSX2/BRN3 对应的层次与细胞身份
将活体结构和内源信号的空间分布，与成像后组织学和免疫染色对应。高光谱信号按整体区域强度归一化；FLIM 在解剖兴趣区域汇总像素的相量信息，推定游离/结合 NADH 比例并比较年龄/位置。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 比较不同培养日龄/组织位置的成像信号，并用固定后的组织学核对细胞与层次；OCT 和固定样本 microCT 的可见结构另作比较。
- 测试范围
- OCT 每日龄 4 个类器官；FLIM 和高光谱定量亦为每个日龄 4 个。FLIM 在 4 个深度采集，并在解剖兴趣区域汇总信号；类器官、深度、区域和像素属于不同层级。
- 参照体系
- 培养第 46、89、151 天的年龄组及表面/深层区域；固定后的组织学和细胞标志是对应参照。不同年龄组不是同个体连续跟踪。
- 研究结果
- OCT 条带在第 151 天 4/4 样本出现、第 89 天为 0/4，P=0.029；第 46 天 1/4 信号边界不同，作者认为可能为伪信号。HSpec 的视黄醇/视黄酸外层信号随年龄增强，FLIM 外层游离/结合 NADH 比值升高并与光感受器标志位置接近。microCT 未辨出第 151 天细胞分层。
适用条件与研究局限
- 本研究没有候选药物处理或药物预测性能评价。
- 不同日龄来自不同分化批次，未连续数月跟踪同一个类器官。
- OCT 受扫描方向和深部阴影影响，低反射条带的组织学含义需要结合位置判断。
- HSpec 依赖已知光谱特征，FLIM 比值提示代谢状态，均未直接测量视觉功能或糖酵解通量。
- 主要结果来自 hESC 类器官；iPSC 的相似观察属相关补充重复，未形成多中心或大供者验证。
来源与原文
- Structural and Functional Characterization of Human Stem-Cell-Derived Retinal Organoids by Live Imaging原始研究 · Investigative Ophthalmology & Visual Science · 2017-07-01