新技术可高效标记细胞蛋白质

 

科技日报北京1月27日电 （记者张梦然）美国麻省理工学院开发的一项名为“CuRVE”的新技术，能在前所未有的速度、均匀性和多功能性下，高效标记完整3D组织里数百万个细胞中每个细胞的蛋白质，展示了其一天内对整个啮齿动物大脑及其他大型组织样本进行丰富标记的能力。这项成果发表在最新《自然·生物技术》杂志上。

蛋白质染色突出显示了各种细胞类型标记：总体神经元（青色）以及具体涉及神经递质多巴胺（黄色）和乙酰胆碱（洋红色）的细胞。图片来源：美国麻省理工学院等

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分析细胞产生的蛋白质是生物学和神经科学研究的重要内容，因为它们反映了细胞的功能状态或对环境（如疾病或治疗）的反应。尽管显微镜和标记技术已有显著进步，但仍缺乏一种可靠且实用的方法来追踪整个3D组织（如小鼠大脑或人脑的大区域）中密集排列的单个细胞的蛋白质表达。传统方法通常只能观察载玻片上的薄组织切片，无法全面了解整个系统中的蛋白质表达情况。

新方法“CuRVE”用一种称为“eFLASH”的技术实现了对大而致密组织的均匀处理，解决了抗体渗入组织速度慢的问题。团队通过复杂的计算模拟优化了不同的设置和参数，不仅能够通过改变脱氧胆酸浓度和标记液的pH值来调节抗体结合，还利用随机电转运技术加速抗体在组织中的扩散。

“eFLASH”这一具有连续可调结合速度的加速分散系统，可应用于标记多种不同类型的组织，包括60多种不同的抗体用于标记小鼠和大鼠的整个大脑细胞、整个小鼠胚胎、其他小鼠器官（如肺和心脏），以及包括人类在内的大型动物的脑组织块。

这些标本均在一天内完成标记，显示出极高的效率。此外，不同的制备过程不需要新的优化步骤，进一步简化了实验流程。“CuRVE”技术不仅提高了标记速度和均匀性，还揭示了其他广泛使用的标记方法所未能发现的新见解，为生物学和神经科学的研究开辟了新的前景。

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