Создание высокоточного 3D-атласа печени и кросс-масштабный анализ фиброза

Введение

Печень обладает сложной кросс-масштабной структурой, а фиброзные изменения в ней серьезно влияют на ее функции. Однако анатомические структуры печени и их патологические изменения на уровне всего органа до сих пор изучены недостаточно.

Цель исследования

Создание высокоточного 3D-атласа всей печени мыши для визуализации и анализа фиброзных изменений, вызванных CCl4, с детализацией структур, включая центральные вены, портальные вены, артерии, желчные протоки, синусоиды и гепатоциты.

Методы

• Использование системы микрооптической томографии (MOST) для получения срезов.
• Окрашивание печени по Нисслю для визуализации структур.
• 3D-реконструкция и количественный анализ изменений.
• Применение инструментов глубокого обучения для сегментации стеатозных гепатоцитов.

Результаты

Исследование выявило регион-специфичные патологические изменения, включая поврежденные синусоиды, стеатозные гепатоциты и отложения коллагена, преимущественно в перицентральных зонах. Количественный анализ показал:

• Значительное уменьшение диаметра центральных вен.
• Увеличение плотности длины центральных вен.
• Схожий объем стеатозных регионов во всех долях печени.
• Усиление стеатоза по мере приближения к центральной вене, независимо от ее диаметра.

Выводы

Предложенный метод позволяет проводить кросс-масштабную визуализацию структур печени и переводит патологические исследования из 2D в 3D плоскость. Это открывает новые возможности для изучения фиброза и других патологий печени.

Термины и сокращения

• MOST (Micro-Optical Sectioning Tomography) - микрооптическая томографическая система для получения высокоточных срезов тканей.
• CCl4 - четыреххлористый углерод, используется для моделирования фиброза печени у животных.
• 3D-атлас - трехмерная реконструкция органа с детализацией его структур.