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NEWS尊龙凯时:基于组织透明化技术的完整器官蛋白组学研究
来源:卢菊璧 日期:2025-03-24阿尔茨海默病的早期症状通常包括局部炎症细胞的激活、微血管的变化,以及特定大脑区域出现初步的淀粉样蛋白斑块。这些微小的区域变化往往难以通过传统组织学进行识别,进而限制了在疾病早期进行有效的诊断及治疗。随着组织透明化技术的最新进展,现今可以对小鼠器官、全身甚至完整的人体器官进行荧光成像。该技术使得在组织透明化后,能够利用激光扫描显微镜观察细胞及亚细胞的细节,并在人工智能(AI)辅助下进行图像分析,从而迅速识别出细胞结构的微小变化。
在空间蛋白质组分析领域,虽然已有不少方法被积极研发,但大多数方法要么仅适用于少于100个蛋白质的分析,要么局限于二维样本。值得一提的是,德国科学家Bhatia HS等人在2022年12月22日的《Cell》杂志上发表了一项名为“Spatial proteomics in three-dimensional intact specimens”的研究。他们成功地将透明化与超高灵敏度质谱(MS)结合,分析了从整个小鼠或人体器官中分离的荧光标记的小靶区,从而揭示了各种疾病模型中初始病理事件的空间分子图谱。这一方法被称为透明化器官三维成像的MS(DISCO-MS)。为了简化样本提取,研究团队还开发了自动组织提取系统(DISCO-bot),可以处理更为复杂的样本提取任务,例如整个成年小鼠和完整人类器官。
在这项研究中,研究人员以完整小鼠骨髓及人类心脏的免疫细胞富集组织为例,探索了空间蛋白质组的异质性。全新的vDISCO透明化技术结合荧光染料共轭纳米体,不仅提升了荧光信号的稳定性,还允许对透明化组织的蛋白质组进行深入分析。通过DISCO-MS,研究者成功鉴定了超过5000种蛋白质,并与多聚甲醛固定对照样本进行了比较,结果显示其具有较高的定量准确性和深度,表明在透明化条件下所获得的样本可与新鲜组织相媲美,展现出高可重复性。
借助DISCO-MS技术,研究人员能够获取已知空间位置的特定组织区域的蛋白质组学信息。在针对阿尔茨海默病(Au)的研究中,科学家们通过使用5xFAD小鼠模型,发现淀粉样蛋白斑块的形成与特定脑区(如海马后区及髓质区)的蛋白质变化密切相关。在完全透明化的心脏组织研究中,研究者通过SHANEL透明化方案,识别和提取了与动脉粥样硬化相关的组织区域,进一步分析发现多个信号传导相关的蛋白质显著被调控。
这种新的空间无偏蛋白质组分析技术,极大地推动了对阿尔茨海默病及多种疾病的研究进展。通过DISCO-bot提取的组织样本,结合共整合的3D成像数据,研究者能够获得更为全面的生物分子信息,这对于疾病早期的诊断与治疗将产生深远的影响。与此同时,基于尊龙凯时的创新技术,科学家和医疗专业人员可以更高效地识别疾病的早期标志,提升医疗环境中的研究质量及成果。
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