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前言
現代生命科學已進入可視化、定量化的精準時代,洞察細胞內的精細結構與動態過程,是揭示生命奧秘、攻克疾病機制的關鍵。特別是,在神經科學、發育生物學、腫瘤免疫等前沿領域,對細胞內部“實時電影”而非“靜態照片”的需求前所未有。“看見,才能理解;定量,才能深入”已成為領域共識,而高分辨率、三維、實時的活細胞成像能力,正是將生物學猜想轉化為堅實科學證據的基石。
高分辨率、三維、實時的活細胞成像能力,正是將生物學猜想轉化為堅實科學證據的基石。生命科學前沿研究如何獲得突破性視覺證據?如何將復雜的生物學過程轉化為直觀、可量化的圖像數據,支撐高水平論文?
今天為大家聚焦一項經無數頂尖研究驗證的核心技術平臺——激光共聚焦顯微成像系統。它所提供的“亞細胞結構定位→動態過程追蹤→多維度定量分析”一體化解決方案,已成為探索細胞微觀世界、發表高分文章的強大引擎!
回答“在哪里發生”
——通過亞細胞級高分辨率定位,清晰呈現目標蛋白、細胞器在三維空間內的精確分布,告別模糊與重疊。
闡釋如何隨時間變化
——通過活細胞長時間動態成像,實時記錄細胞分裂、信號傳導、囊泡運輸等生命過程的“電影”,揭示其動力學規律。
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驗證相互作用的強度和模式
——通過熒光共定位分析等功能模塊,對分子相互作用、離子濃度變化進行精準定量,將圖像轉化為具有統計學說服力的數據。
經典研究路徑示例
Geniposide (GE) is an iridoid glycoside derived from Gardenia jasminoides Ellis (GJ) that shows promise as a treatment for RA(源自中藥中梔子草的單體對類風濕性關節炎血管生成的治療效果)《Phytomedicine》(一區,IF:8.3)
在Fig. 5C和Fig. 8B-C中,研究使用激光共聚焦來觀察HDAC6與HIF-1α,以及p-Akt與HDAC3/6的亞細胞定位和共定位情況。
直觀顯示HDAC6(胞質蛋白)與HIF-1α(在特定條件下可積累于胞質)在細胞內的空間分布。
共定位分析:通過不同熒光標記(如Cy3, FITC),并使用共聚焦技術消除光學干擾,清晰證明了HDAC6與HIF-1α在胞質中存在物理上的相互作用(共定位)。同樣,也證明了p-Akt與HDAC3/6的相互作用。
Fig. 8B-C, Fig. 10B-C。激光共聚焦不僅用于“看到”共定位,更用于動態比較不同處理組下相互作用的強弱變化
定量化比較:在ITS4-1(HDAC激活劑)或K6PC-5(SphK1激活劑)處理后,HDAC6與HIF-1α、p-Akt與HDAC3/6的熒光共定位信號顯著增強(黃色疊加區域更明顯)。
藥效驗證:當加入抑制劑(如Tubastatin A, W146, LY294002)或藥物梔子苷(GE) 處理后,共定位信號明顯減弱。
Fig5
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Fig8
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Fig 10![]()
Tetramethylpyrazine improves the structure and function of mitochondrial-associated endoplasmic reticulum membrane and liver fibrosis.(川芎嗪可改善線粒體相關內質網膜結構和功能與肝纖維化)
《Journal of Advanced Research》中科院一區,IF 13
1、線粒體與內質網形態觀察
Fig 1G、H:使用激光共聚焦對AML12細胞進行免疫熒光染色,CCl? 導致 管狀ER顯著增加、線粒體分裂加劇(更短、更碎片化),TMP 可逆轉這些形態異常,恢復ER與線粒體的正常結構。
Fig 1
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2、MAM接觸位點成像:
Fig 2C、E、F:使用 TOM20(線粒體外膜標記) 與 PDI(ER標記) 進行共定位分析。圖3A、B:使用 GRP75(MAM連接蛋白) 與 TOM20/CALR(ER標記) 共染。
關鍵發現:
CCl? 誘導 ER與線粒體共定位顯著增加,提示MAM接觸異常增強。
TMP 減少共定位信號,表明其能正常化MAM接觸。
Fig 2
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Fig 3
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3、MFN2與SERCA2相互作用檢測
Fig 3H、7C:采用 原位鄰近連接實驗(Proximity Ligation Assay, PLA),結合激光共聚焦成像。
原理:當兩個蛋白距離 < 40 nm 時,PLA探針連接并擴增,形成可檢測的熒光信號。
發現:CCl? 顯著 降低 MFN2–SERCA2 相互作用信號。TMP 顯著增強該相互作用,提示其促進MAM功能蛋白復合物形成。
Fig 3
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Fig 7
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4、線粒體鈣離子成像
Fig 3E:使用 Rhod-2 AM(線粒體鈣離子探針) 與 Mito-tracker 共染。
顯示:
CCl? 導致 線粒體Ca2?顯著積累(Rhod-2信號增強)。TMP 降低線粒體Ca2?超載,恢復正常鈣穩態。
Fig 3
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5、MAM組分蛋白的亞細胞分布
Fig 3C、D:MFN2 在CCl?處理后從MAM區域減少,TMP可恢復其定位。VDAC1、IP3R等MAM相關蛋白在MAM區域異常富集,TMP可正常化其分布。
Fig 3
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6、臨床樣本與動物組織成像
Fig 5F、7C:對人和小鼠肝組織切片進行 多色免疫熒光染色,包括:α-SMA(肝星狀細胞激活標記),COLLAGEN 1(膠原沉積),MFN2、TOM20、PDI 等
顯示:纖維化組織中 MFN2表達下降,膠原沉積增加。TMP 可恢復MFN2表達并減少膠原信號。
Fig 5
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Fig 7
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寧波市中醫藥研究院激光共聚焦成像系統
可滿足“亞細胞結構定位→動態過程追蹤→多維度定量分析”功能,歡迎有需要的可以人員交流咨詢!
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