揭示癌细胞耐药的隐藏特征
作者：Allison Kleber和Millie Zhu
理想情况下，当医学澳门威尼斯人注册网站研究人员使用先进的显微成像技术来检查活的癌细胞时，他们将在诊断和调查这些恶性肿瘤的行为方面获得最高程度的准确性，并有最好的机会为患者创造有效的新治疗方法。这种结果的特点是生成速度快，信息尽可能详细，信噪比（SNR）低。不幸的是，尽管近年来仪器仪表无疑取得了进步，但大多数方法都被迫牺牲其中一个或两个基本参数的质量，以优化第三个参数。
在国家生物医学成像与生物工程澳门威尼斯人注册网站研究所175万美元的资助下，程吉欣教授领导的多学科专家团队正在开发一种新的方法来打破这一传统障碍，建立高速、高含量和高灵敏度的细胞代谢图谱。Cheng是显微镜技术受激拉曼散射（SRS）开发和应用方面的领先专家，与他共同澳门威尼斯人注册网站研究的还有同样来自BU ECE的计算显微镜和机器学习领域的领先专家田磊教授，以及西北大学的专攻卵巢癌的癌症澳门威尼斯人注册网站研究领域的领先专家Daniela Matei教授。这三家公司将利用他们的专业能力和强大的合作背景来创建两个互补的成像平台，这些平台将协同集成先进的仪器和数据科学，以产生预期的结果。
第一个计划中的平台将用于未知来源的样本，它将在非常快的时间尺度（20微秒）上使用一对精心调谐的啁啾激光脉冲，然后应用深度光谱空间学习从初始测量中提取低信噪比信息，从而避免高速仪器提供的结果具有相当大的噪声。相反，第二个平台将从已知的目标物种中采集样本，并利用一种新的“递归特征消除”算法，该算法将确定所需的最小图像捕获数量，并将部署快速调谐光纤激光器来执行缩减成像，在尽可能快的时间内（不到一秒）实现宽带宽、低信噪比的结果。
作为重点应用系统使用，这些平台在检测耐药卵巢癌的脂质代谢重编程方面具有巨大的潜力。Cheng、Tian和Matei相信，他们将能够发现癌细胞对顺铂等常见疗法产生耐药性时留下的“隐藏特征”，这将促进改进治疗方法的发展，为癌症患者带来更有希望的未来。
这项合作与郑教授目前的另一个项目类似，该项目旨在通过关注不同的分子类别来确定代谢重编程如何影响卵巢癌的耐药性。（中红外光热显微镜对检测目标细胞中的蛋白质是有效的，而本澳门威尼斯人注册网站研究中的受激拉曼散射法对脂质敏感。）无论了解这种疾病过程的关键可能隐藏在哪里，这些互补的方法都为澳门威尼斯人注册网站研究人员提供了检测、理解和改变其结果的无与伦比的机会。
程继新教授是Theodore Moustakas光子学和光电子学讲座教授。他在医学成像和无数其他光学技术和应用方面的开创性工作为他赢得了重大荣誉，包括匹兹堡光谱学奖（2020年）、普渡大学工程澳门威尼斯人注册网站研究卓越奖（2016年）和Optica的Ellis R. Lippincott奖（2019年），该奖项以振动光谱学领域的先驱命名。
田磊教授于2016年加入电气与计算机工程系，2013年获得麻省理工学院博士学位。他的许多荣誉包括波士顿大学工程学院的早期职业卓越澳门威尼斯人注册网站研究奖（2021年）和国家科学基金会职业奖（2019年）。