科技日報記者 張夢然
美國麻省理工學院開發(fā)的一項名為“CuRVE”的新技術，能在前所未有的速度、均勻性和多功能性下，高效標記完整3D組織里數(shù)百萬個細胞中每個細胞的蛋白質(zhì)，展示了其一天內(nèi)對整個嚙齒動物大腦及其他大型組織樣本進行豐富標記的能力。這項成果發(fā)表在最新《自然·生物技術》雜志上。
分析細胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)是生物學和神經(jīng)科學研究的重要內(nèi)容，因為它們反映了細胞的功能狀態(tài)或?qū)Νh(huán)境（如疾病或治療）的反應。盡管顯微鏡和標記技術已有顯著進步，但仍缺乏一種可靠且實用的方法來追蹤整個3D組織（如小鼠大腦或人腦的大區(qū)域）中密集排列的單個細胞的蛋白質(zhì)表達。傳統(tǒng)方法通常只能觀察載玻片上的薄組織切片，無法全面了解整個系統(tǒng)中的蛋白質(zhì)表達情況。
新方法“CuRVE”用一種稱為“eFLASH”的技術實現(xiàn)了對大而致密組織的均勻處理，解決了抗體滲入組織速度慢的問題。團隊通過復雜的計算模擬優(yōu)化了不同的設置和參數(shù)，不僅能夠通過改變脫氧膽酸濃度和標記液的pH值來調(diào)節(jié)抗體結合，還利用隨機電轉(zhuǎn)運技術加速抗體在組織中的擴散。
“eFLASH”這一具有連續(xù)可調(diào)結合速度的加速分散系統(tǒng)，可應用于標記多種不同類型的組織，包括60多種不同的抗體用于標記小鼠和大鼠的整個大腦細胞、整個小鼠胚胎、其他小鼠器官（如肺和心臟），以及包括人類在內(nèi)的大型動物的腦組織塊。
這些標本均在一天內(nèi)完成標記，顯示出極高的效率。此外，不同的制備過程不需要新的優(yōu)化步驟，進一步簡化了實驗流程。“CuRVE”技術不僅提高了標記速度和均勻性，還揭示了其他廣泛使用的標記方法所未能發(fā)現(xiàn)的新見解，為生物學和神經(jīng)科學的研究開辟了新的前景。
總編輯圈點
蛋白質(zhì)表達是一個精密而復雜的生物過程。當前追蹤3D組織中單個細胞蛋白質(zhì)表達的方法存在局限，傳統(tǒng)方法只能觀察組織薄片，無法統(tǒng)攬全局。美國麻省理工學院開發(fā)的新技術，能解決抗體滲入慢的問題。經(jīng)計算模擬優(yōu)化，其可調(diào)節(jié)抗體結合、加速抗體擴散。該技術能標記多種不同類型的組織，提高標記效率，可在一天內(nèi)完成對嚙齒類動物大腦的標記，為我們帶來新的“視野”。它可助力人們對更多復雜生物學和神經(jīng)科學問題展開進一步探索。
