三阴性乳腺癌作为预后较差的乳腺癌亚型, 高辐射抗性及分子靶点不明确是影响其放疗效果的主要原因。本研究从一条新的途径, 即BCCIP/53BP1途径, 研究三阴性乳腺癌高辐射抗性的机制。首先, 利用高通量染色体精确分析系统检测X射线照射后53BP1缺失对BCCIP阴性小鼠乳腺癌细胞染色体畸变率的影响, 并以免疫荧光染色和蛋白质印迹(Western blot)方法检测53BP1缺失对BCCIP阴性乳腺癌细胞DNA双链断裂损伤恢复效率的影响; 随后, 采用DR-GFP荧光报告系统和姐妹染色体互换试验检测53BP1对BCCIP阴性乳腺癌细胞同源重组修复效率的调节作用; 最后, 通过克隆形成试验检测X射线照射后53BP1和BCCIP的共同缺失对乳腺癌细胞存活率的调控效果。结果表明: 53BP1缺失下调BCCIP阴性小鼠乳腺癌细胞X射线照射后染色体畸变率的发生; 53BP1/BCCIP双缺失乳腺癌细胞受照后, DNA双链断裂标志物γH2AX水平和焦点数量均低于BCCIP单缺失细胞; 下调53BP1表达时, 受照BCCIP阴性乳腺癌细胞的同源重组修复效率得到明显恢复, 并且细胞辐射抗性得到明显增强。综上所述, 53BP1缺失通过解除对同源重组修复的抑制, 增加了BCCIP阴性乳腺癌细胞DNA双链断裂的修复效率, 从而提高了细胞的辐射抗性。研究结果为阐明BCCIP/53BP1通过调控同源重组修复途径影响BCCIP阴性乳腺癌细胞辐射敏感性的作用机制, 揭示三阴性乳腺癌放疗抗性的分子机制, 以及发现新的放疗增敏靶点, 提供了理论依据。

采用光谱和时间分辨的多光子显微技术对8例未染色的人体冠状动脉组织进行研究,根据荧光光谱分离出冠状动脉内膜中的弹性纤维和胶原纤维,并计算粥样硬化病变与非病变冠状动脉内膜中两种纤维信号的比值,从而获得胶原纤维和弹性纤维相对含量的变化。采用荧光寿命评估了冠状动脉粥样硬化组织中弹性纤维生化特性的变化,结果显示,冠状动脉硬化斑块区域具有较短的平均荧光寿命。光谱和时间分辨的多光子显微技术能有效识别冠状动脉粥样硬化斑块,有望成为研究冠状动脉粥样硬化病变的新方法。

结构光照明显微镜(Structured Illumination Microscopy,SIM)通过结构化照明在频率域以空间混频的方式将物体高频信息载入光学系统的探测通带内实现突破衍射极限的超分辨光学显微成像。SIM凭借其较低的激发光强、对荧光染料的非特异性需求以及快速的宽场成像优势已成为活细胞超分辨光学显微成像方面应用最多的技术。本文系统回顾了SIM的技术进展, 对SIM的基本原理与实现方法进了详细的分析, 重点介绍了本课题组研发的基于光谱分辨的单光子激发超分辨显微镜和结合自适应光学的双光子激发超分辨显微镜这两种最新的SIM技术, 最后简要讨论了SIM技术在生物成像中的应用及未来发展方向。

双光子荧光寿命成像技术在对生物组织进行高分辨三维成像的同时能获得生物组织的生化特性信息，实现结构和功能的精细定量表征，为生物组织的非侵入、无标记、活体成像提供了一种强有力的工具。该技术在肿瘤检测方面具有广阔的临床应用前景，已成为当前生物医学领域研究的热点之一。首先简要介绍了双光子荧光寿命的概念和常用检测方法；其次，结合课题组开展的胃癌和神经胶质瘤诊断等相关研究成果，详细介绍了双光子荧光寿命成像技术在消化道肿瘤、脑肿瘤及皮肤癌等肿瘤检测方面的最新研究进展；最后展望了该技术在未来临床应用中的潜在优势和可能面临的挑战。

使用掺镱光子晶体光纤飞秒激光放大系统作为加工光源, 利用激光诱导前向转移(LIFT)技术对铜膜进行加工, 产生纳米结构。通过控制飞秒激光光源参数, 得到不同纳米结构的金属薄膜。在功率较低时, 能够得到纳米团簇; 随着功率升高, 团簇尺寸变大; 到达一定功率时, 出现纳米线结构。通过实验分析了飞秒激光与材料相互作用时发生的物理过程。利用该机理, 对20, 40, 200 nm三种厚度的铜膜在相同实验条件下的实验结果进行比较, 获得了产生纳米团簇和纳米线结构薄膜的最佳条件。