微观世界一瞥：哈桑纳因·卡姆巴里（Hassanain Qambari）在尼康微观世界2023年显微摄影大赛中的视觉胜利
在艺术与科学相遇的迷人显微摄影领域，尼康微观世界显微摄影比赛呈现了隐藏的瞬间之美。这项享有盛誉的全球竞赛最近宣布了第49届年度获奖者，以及展示了一幅不仅吸引眼球而且对医学科学有深远贡献的惊人作品。赢得第一名的是哈桑纳因·卡姆巴里（Hassanain Qambari），与来自狮眼研究所的合作者，杰登·迪克森（Jayden Dickson） 。他们的囓齿动物视神经头图像，生动地展现了黄色的星形胶质细胞、红色的收缩蛋白和绿色的视网膜脉管系统，这不仅仅是一张图像。这是理解和对抗糖尿病视网膜病变的关键飞跃，糖尿病视网膜病变是一种影响全球数百万人的衰弱疾病。
在我们与卡姆巴里的独家采访中，我们探讨了这幅非凡图像背后的灵感、挑战和技术掌握。从他的教育之旅到捕捉眼睛的复杂细节，卡姆巴里阐明了早期检测和创新研究在逆转糖尿病视网膜病变中的重要性。他的奉献和开创性工作不仅为他在尼康微观世界显微摄影比赛中赢得了最高荣誉，也激励了新一代科学家和爱好者在发现和理解的追求中前进。加入我们，一起揭开这幅照亮微观复杂美丽并在医学科学上取得重大进步的图像背后故事。
教育之旅：
你能否与我们分享你的教育历程以及关键经历让你专注于视网膜疾病研究？
高中毕业后，我在西澳大学攻读神经科学、解剖学和人类生物学学位，然后完成了神经科学专业的硕士学位。在我的论文研究期间，我与澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）合作，运用深度学习模型检测糖尿病视网膜病变中的视网膜微血管变化。正是出于这份热情以及对这些血管变化的理解，我在西澳大学狮眼研究所攻读博士学位。我目前正在狮眼研究所的生理学和药理学团队，完成我的博士候选人学位，由该系系主任Dao-Yi Yu教授指导，并由副教授Paula Yu和临床教授Chandra Balaratnasingam共同监督。就是在这里，我加入了团队，通过独创的整眼制备方法，研究糖尿病患者眼睛中这些早期的血管变化。
培训和技术：
你在狮眼学院期间掌握了哪些具体培训或技术，而这些培训或技术对于拍摄获奖照片至关重要？
我学到的最重要技术是考虑所有在制作成功染色中至关重要的变量。这些变量包括所使用的化学物质、浓度以及暴露时间（对某些化学物质，如Triton X-100的过度暴露，这有助于细胞标记的穿透，意味着对细胞结构的损伤，或在极端情况下完全溶解组织）。然而，在进行不同试验方案之前，我首先必须发展分离灌注眼制备的精细技术。这项技术需要解剖一个称为眼动脉的单一血管，直径大约100微米，并在其中放置一个玻璃吸管。通过不断的尝试和错误，我能够发展出进行组织灌注染色的技能。
还有一点需要注意的是，这幅图像是通过灌注和浮染的结合所产生。浮染是一种组织学技术，涉及将组织浸入必要的溶液中。这需要进一步的尝试和错误，因为化学品暴露的浓度和时间对于是否损害了灌注后的染色结构，或者组织本身是否溶解非常重要。
使用共聚焦显微镜扫描样本可能最不费事，因为在图像捕获过程中所犯的任何错误都可以立即重新尝试，而且需要考虑的变量要少得多。
竞赛动机：
是什么促使你参加尼康微观世界显微摄影比赛？你希望透过参赛作品传达什么讯息？
去年我在解决一些关于共聚焦成像的问题时，偶然发现了尼康微观世界显微摄影比赛。杰登和我都回顾了过去几年的获奖者，我们认为提交一件作品是个好主意，因为我们捕捉到的一些图像在美学上令人愉悦，但它们背后却有着类似大脑的复杂性。
我希望这幅图像能揭示眼睛的复杂性和研究视网膜疾病所面临的困难。我也希望这幅图像能吸引注意力，并激励年轻学生追求研究生涯，因为这对我来说是一个促进因素。我的目标是提高人们对糖尿病其他较不为人知的表现形式的认识，这些表现形式可能和其他更常见的病理一样，甚至更加致残。通过提高人们对视网膜疾病进展的认识，我希望更多的人寻求预防性健康护理，提高糖尿病视网膜病变的早期诊断率 – 这目前是减缓疾病进展的最佳方法。
得奖图片的详细资讯：
你能描述一下在获奖影像中捕捉囓齿动物视神经头的复杂细节所涉及的过程和挑战吗？
流程
血管的染色是通过插管和灌注眼动脉（直径100-120微米）来完成，这是狮眼生理和药理研究团队20多年前所开创的技术。这种血管内灌注技术用于标记收缩蛋白α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）和血管。一旦完成，就将视网膜从巩膜和脉络膜中解剖出来和分离。因为星形胶质细胞存在于视网膜的顶层（神经纤维层），血管内灌注无法到达它们，而必须进行浸没染色。
两种标记方法完成后，安装视网膜，并在20倍物镜下使用尼康共焦显微镜进行成像。使用不同波长的激光来激发与感兴趣的细胞标记物结合的分子。由于感兴趣的区域如此之大，我利用图像拼接来实现这一点。图像的深度仅限于仅包含称为神经纤维层的浅层，因为星形胶质细胞主要存在于该区域。
挑战
我面临的一些挑战是学习发展解剖如此小的标本所需的精细技术。插管要求将玻璃吸管放入眼动脉内，其直径大约为100微米，相比之下，单根头发的直径大约为75微米。我面临的另一个挑战是建立一个将这些细胞结构染色在一起的方案，它需要大量的试验和错误来优化，因为有许多变量需要考虑。
糖尿病视网膜病变的研究重点：
你目前在狮眼研究所的研究是如何推进糖尿病视网膜病变的早期检测和治疗？
糖尿病主要影响视网膜微血管，导致一系列与内皮功能障碍相关的结构变化，随时间发展成视网膜病变，这是工作年龄人口新发盲的主要原因。目前对视网膜病变的诊断和治疗方案仅限于疾病的晚期表现，此时视网膜微血管和功能已经发生了不可逆转的损害。我的研究专注于糖尿病非常早期阶段视网膜血管内皮的变化。我们使用分离的灌注眼技术和链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠模型来分离眼部血管并在糖尿病早期阶段（糖尿病后1-10周）评估内皮功能。然后将这些功能变化与视网膜组织学变化进行比较。一旦确定恢复正常血糖水平却不能恢复内皮功能的最早时间点，我们旨在评估可能有助于逆转内皮功能障碍的化合物的有效性，这一评估将由组织学分析指导。
通过这样做，我研究的第一个目标有助于促进与视网膜病变相关的内皮功能障碍的早期检测。这些发现可能会被优化用于临床应用，通过评估在活体内对血管活性化合物如乙酰胆碱（一种内皮依赖型血管扩张剂）的反应来检测糖尿病视网膜病变的肱动脉特性。我研究的第二和第三部分专注于治疗，因为它可能阐明可以逆转与糖尿病相关的内皮功能障碍的可能化合物。
合作研究工作：
与杰登·迪克森（Jayden Dickson）和生理学和药理学研究小组其他成员的合作对你的研究方法和发现有何影响？
与杰登·迪克森合作是一次非常愉快的经历。我们合作得非常好，相互交流想法，必要时互相帮助。在工作之外，我认为他是一位非常好的朋友。
与生理药理研究团队合作是一次宝贵的学习经历，因为这里的每个人都非常聪明。我的导师Dao-Yi Yu教授, Chandra Balaratnasingam临床教授和Paula Yu副教授都非常聪明，他们的研究方法创新、深思熟虑，总是对科学界产生重大影响。我认为自己能够受到这些人指导是非常幸运，他们总是支持并鼓励我探索我可能感兴趣的研究领域。直到我开始在狮眼研究所进行博士研究，我才真正理解了“做你热爱的事，你就不会感到在工作”的意义。
创新成像技术：
你的团队开创的血管内灌注技术在增强视网膜疾病研究中扮演了什么角色？
这项技术使我们能够通过功能研究调查整个眼部结构中的早期血管变化，如此可以避免其他器官和系统的系统性影响。这些功能研究涉及测量血管对某些化学物质和药物在疾病和非疾病状态下的反应，如果血管功能有任何变化，我们可以识别出来。
其次，关于灌注标记，它使我们能够研究视网膜血管的所有三层和脉络膜，因为其他染色细胞结构的方法受限于抗体能够渗透组织的程度。这些点很重要，特别是在眼睛这个非常复杂的器官中，由于与糖尿病相关的视网膜疾病的复杂性而变得更加重要。
其他重要图像：
除了获奖作品外，你能分享一些你的其他重要图像及其故事吗？它们是如何帮助我们理解视网膜疾病？
我可以分享我参加比赛的另外两幅作品。
参赛作品1：展示了主动脉中的单个收缩蛋白（红色）及其细胞核（蓝色）。我选择提交这幅图像纯粹是因为它艺术性地描绘了一朵花。
参赛作品2：获奖作品。
参赛作品3：整个视网膜血管。
未来的愿望和目标：
展望未来，你的主要研究目标是什么？你计划如何在目前视网膜疾病领域的工作基础上继续发展？
我的主要研究目标是识别早期糖尿病眼部的结构和功能变化，这些变化导致糖尿病视网膜病变的发展。当前正在通过组织学分析研究与神经元、神经胶质细胞（支持细胞）和血管有关的结构变化。功能变化正在通过测量乙酰胆碱在化学诱导糖尿病前后对啮齿动物模型的血管舒张作用来研究。通过这样做，我希望解释哪些结构变化导致了我已经在糖尿病眼中识别出的功能变化。
在研究之外，一旦我完成了我的博士学位，我希望进入医学院，最终成为一名眼科医生，因为这是我热爱的行业。这是少数几个将研究直接融入实践的专业之一，因为我想继续进行研究。
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结论：
在庆祝哈桑纳因·卡姆巴里嬴得第49届尼康微观世界显微摄影大赛时，我们不仅认可他的视觉艺术才华；我们还认识到他在对抗糖尿病视网膜病变中取得的重要进步。他捕捉到的啮齿动物视神经盘的错综复杂之美并强调了早期检测和医学科学中创新研究的关键重要性。这一荣誉不仅凸显了卡姆巴里的奉献精神和科学探究与艺术表达相结合的变革力量，而且还激发了未来在理解和克服复杂健康挑战方面的探索和发现。在回顾他的成就时，我们被提醒要不懈追求知识，这种努力有潜力照亮并改变我们的世界。