3D成像技術首次完整解析瘢痕疙瘩血管異常結構
復雜瘢痕作為一種病理性瘢痕，其形成機制一直是醫學領域的研究熱點。它不僅給患者帶來身體上的不適，更對患者的心理健康造成嚴重影響。深入探究復雜瘢痕的血管結構，對于理解其發病機制、尋找有效的治療方法具有關鍵意義。傳統二維切片成像技術在研究復雜瘢痕血管結構時存在局限，無法完整呈現復雜的三維立體結構。
現介紹一種創新性的研究方法——組織透明化技術與3D成像相結合，成功克服了傳統技術的瓶頸，為復雜瘢痕血管結構的深入研究打開了新的大門。這一技術突破不僅有望揭示復雜瘢痕血管異常的真相，更為未來異常瘢痕的病理分析提供了一個極具潛力的模板，將推動復雜瘢痕相關研究邁向新的高度。
研究背景與技術挑戰
復雜瘢痕的獨特病理特征
復雜瘢痕是由過度傷口愈合形成的復雜瘢痕組織，其特點是纖維組織過度生長并超出原始傷口邊界。與正常瘢痕不同，復雜瘢痕具有持續性炎癥和持續生長的特點，且不會隨著時間的推移自然消退，給醫學治療帶來巨大挑戰。
研究表明，復雜瘢痕的形成與血管系統密切相關，血管內皮生長因子（VEGF）在復雜瘢痕組織中持續上調，血管功能障礙和缺氧現象也在復雜瘢痕組織中得到證實。然而，關于復雜瘢痕血管特性的研究卻存在爭議，部分研究認為復雜瘢痕血管密度高，而另一些研究則認為其血管化程度差。這種分歧很大程度上歸因于傳統組織化學技術的局限性，依賴二維切片難以全面捕捉復雜瘢痕血管的復雜三維結構。
傳統成像技術的局限性
傳統二維切片成像技術在研究復雜瘢痕血管結構時存在局限，無法完整呈現復雜的三維立體結構。因此，開發一種能夠清晰呈現復雜瘢痕血管三維結構的成像技術成為解決這一爭議的關鍵。
技術創新與應用
兩種光學組織透明化方法的對比
研究對比了兩種光學組織透明化方法，即CUBIC和iDISCO+。實驗發現，iDISCO+在使復雜瘢痕組織透明化方面表現出更高的透明度，并且能產生更清晰的血管熒光信號。基于iDISCO+的優勢，研究選擇其作為后續分析的透明化方法。該技術的核心在于通過特定的化學處理，使組織中的脂質和蛋白質等成分溶解或分離，從而使組織變得透明。
在透明化過程中，首先對復雜瘢痕組織樣本進行脫水處理，然后進行免疫染色，最后進行脫水和透明化處理。免疫染色過程中，使用抗人CD31抗體作為一抗，以標記血管內皮細胞；使用山羊抗小鼠IgGAlexaFluor647作為二抗進行可視化。這種方法能夠特異性地標記血管結構，為后續的3D成像提供了基礎。
成像實驗與結果分析
成像技術的選擇與應用
在成像實驗中，研究團隊利用iDISCO+透明化對復雜瘢痕組織進行處理，并結合抗CD31抗體免疫染色，然后分別采用共聚焦熒光顯微鏡和光片熒光顯微鏡進行成像。共聚焦顯微鏡用于獲取1毫米厚的復雜瘢痕切片的3D圖像，而光片熒光顯微鏡則用于觀察5毫米厚的組織塊。
通過光片熒光顯微鏡的3D圖像，研究發現復雜瘢痕的血管密度在淺層高于深層，且淺層主要集中在乳頭層和網狀層的上部。與正常皮膚相比，復雜瘢痕的真皮網狀層顯著增厚，上部網狀層血管化程度更高，下部網狀層雖然血管密度低于上部，但血管呈垂直排列。
定量分析方法與結果
在定量分析方面，從共聚焦圖像中隨機提取連續的Z平面圖像，生成二維投影圖像，并在特定區域進行血管密度、血管分支點數量和血管直徑的量化分析。結果表明，復雜瘢痕的乳頭層血管密度約為正常皮膚的1.5倍，但在血管分支點數量和血管直徑方面與正常皮膚相當。正常皮膚的網狀層血管化程度較低，而復雜瘢痕的上部網狀層血管密度和分支點數量顯著高于正常皮膚，下部網狀層血管密度也高于正常皮膚網狀層，但由于血管呈垂直排列，分支點數量相對較少。
總結與展望
研究通過創新性地應用組織透明化技術與3D成像相結合的方法，成功解決了以往關于復雜瘢痕血管特性研究中的矛盾，為深入理解復雜瘢痕的病理生理學提供了重要依據。研究不僅清晰地揭示了復雜瘢痕血管在三維空間中的分布特征，還發現了其在不同層次的異質性，這為解釋以往研究結果的差異提供了合理解釋。未來，隨著樣本量的增加和患者群體的多樣化，該研究方法有望進一步驗證和拓展。同時，這種3D成像技術不僅可以用于研究復雜瘢痕的血管結構，還可以擴展至其他細胞類型的定位和激活狀態分析，為全面解析復雜瘢痕病變提供更豐富的信息。此外，該技術將有助于評估現有和新型治療方法對血管結構的影響，從而推動更具針對性和有效性的復雜瘢痕治療方法的開發。總之，這項研究不僅在技術上取得了重大突破，更為復雜瘢痕的基礎研究和臨床應用開辟了新的視野，預示著在不久的將來，我們有望更好地應對復雜瘢痕這一醫學難題。
論文信息
聲明：本文僅用作學術目的。
Nguyen L, Dohi T, Watanabe-Takano H, Fukuhara S, Ogawa R. Comprehensive analysis of keloid vasculature by tissue clearing and 3D imaging. Wound Repair Regen. 2025 Mar-Apr;33(2):e70015.
DOI：10.1111/wrr.70015.
