細(xì)胞原位分子互作成像分析系統(tǒng)揭示細(xì)胞內(nèi)分子網(wǎng)絡(luò)
更新更新時(shí)間：2025-03-26
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細(xì)胞是一個(gè)高度復(fù)雜且高度有序的生命單位，其內(nèi)部存在著錯(cuò)綜復(fù)雜的分子網(wǎng)絡(luò)。這些分子間相互作用在細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育、分化、代謝調(diào)控以及對(duì)疾病的響應(yīng)等眾多生理和病理過(guò)程中都起著至關(guān)重要的作用。細(xì)胞原位分子互作成像分析系統(tǒng)為探究細(xì)胞內(nèi)分子網(wǎng)絡(luò)提供了新的視角和強(qiáng)大的工具。 
一、細(xì)胞原位分子互作成像分析系統(tǒng)的原理與技術(shù)手段
?1、熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)
FRET是一種基于非輻射能量轉(zhuǎn)移的原理。當(dāng)兩個(gè)熒光基團(tuán)在空間上接近時(shí)，供體熒光基團(tuán)激發(fā)后發(fā)射的能量可以被受體熒光基團(tuán)吸收，從而使受體熒光基團(tuán)發(fā)光。在成像分析中，將兩個(gè)相互作用的分子分別與供體和受體熒光蛋白融合表達(dá)。
?2、熒光壽命成像顯微鏡結(jié)合FRET
FLIM是一種測(cè)量熒光壽命的技術(shù)。熒光壽命是指熒光分子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)所經(jīng)歷的平均時(shí)間。與傳統(tǒng)的基于熒光強(qiáng)度的FRET檢測(cè)相比，基于FLIM-FRET的技術(shù)受樣品中熒光基團(tuán)濃度、光漂白等因素的影響更小。它可以更精確地測(cè)量細(xì)胞內(nèi)分子間相互作用引起的FRET效率變化，提供更準(zhǔn)確的分子互作信息。
在研究細(xì)胞膜受體與其他細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子的相互作用時(shí)，利用FLIM-FRET技術(shù)，可以在細(xì)胞原位清晰地顯示在特定刺激下，受體與胞內(nèi)信號(hào)分子相互作用的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化，抗原受體與胞內(nèi)銜接蛋白的相互作用過(guò)程的實(shí)時(shí)成像。
?3、生物正交化學(xué)成像技術(shù)
生物正交化學(xué)利用特殊的化學(xué)反應(yīng)對(duì)，在生物體系中進(jìn)行特異性標(biāo)記。在成像分析中，可以將其中一個(gè)相互作用分子標(biāo)記上疊氮化物基團(tuán)，另一個(gè)標(biāo)記上炔基團(tuán)，當(dāng)它們?cè)诩?xì)胞內(nèi)相互靠近并發(fā)生相互作用時(shí)，通過(guò)加入銅催化的點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)試劑，可以在原位形成共價(jià)連接的標(biāo)記復(fù)合物，然后用熒光標(biāo)記的染料或其他檢測(cè)手段來(lái)觀察這些標(biāo)記復(fù)合物，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)分子相互作用的成像分析。
二、優(yōu)勢(shì)
1、?原位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
能夠直接在細(xì)胞內(nèi)、原位地觀察分子間的相互作用，無(wú)需對(duì)細(xì)胞進(jìn)行復(fù)雜的破碎或分離操作。這樣可以實(shí)時(shí)捕捉分子相互作用的動(dòng)態(tài)過(guò)程，包括相互作用的起始、持續(xù)時(shí)間和終止等。通過(guò)細(xì)胞原位分子互作成像分析系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)在凋亡信號(hào)刺激下，這些蛋白相互作用的變化，揭示凋亡調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中蛋白-蛋白相互作用的實(shí)時(shí)規(guī)律。
?2、空間分辨率高
可以提供分子在細(xì)胞內(nèi)不同亞結(jié)構(gòu)中的相互作用信息，顯示出分子網(wǎng)絡(luò)在空間上的分布特征。能夠區(qū)分不同基因位點(diǎn)上轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合情況，以及這些結(jié)合隨時(shí)間和細(xì)胞狀態(tài)的變化，從而為深入理解基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制提供詳細(xì)的圖像和數(shù)據(jù)。
3、?多種相互作用信息整合
結(jié)合不同的成像和分析技術(shù)手段，可以同時(shí)獲取分子相互作用的親和力、特異性、動(dòng)力學(xué)等多方面的信息。
