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        新型化學探針可實現腦免疫細胞的實時成像
        
			
        
				2019-05-04 09:50:47
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        韓國和新加坡的研究人員首次開發(fā)出一種化學探針，可以對活體動物大腦中的一種叫做小膠質細胞的免疫細胞進行實時成像。這一發(fā)現由韓國浦項科技大學(POSTECH)基礎科學研究所(IBS)領導; 新加坡生物成像聯合會(SBIC)和科學，技術和研究機構(A * STAR)的新加坡免疫網絡(SIgN); 和新加坡杜克國立大學醫(yī)學院將開展關鍵成像研究，幫助科學家了解腦卒中，自閉癥，阿爾茨海默氏癥和帕金森病等腦疾病的發(fā)展。
        

        新型化學探針可實現腦免疫細胞的實時成像
        

        小膠質細胞是大腦的主要常駐免疫細胞。盡管小膠質細胞在一個世紀前被描述，但這些細胞最近才被發(fā)現在各種神經疾病的發(fā)展中起重要作用。這些發(fā)現得益于分離這些細胞的技術進步，以及表達來自小膠質細胞譜系的熒光蛋白的轉基因小動物系統(tǒng)，允許用光學顯微鏡進行實時成像。然而，研究人類和靈長類動物的小膠質細胞非常困難。
        

        能夠與大腦中的其他細胞分開研究小膠質細胞對于理解大腦發(fā)育和疾病至關重要。雖然已經開發(fā)了幾種生化標記物和分子成像工具來研究這些特化細胞，但目前沒有一種方法能夠在活腦中以細胞分辨率顯示小膠質細胞，這在臨床上更具相關性。
        

        兩個實驗室的合作研究由來自IBS的教授兼副主任Young-Tae Chang領導，他們也是A * STAR的SBIC，以及來自Duke-NUS的副教授Hyunsoo Shawn Je，他們確定了小膠質細胞的熒光標記物。 ，從潛在探針庫中篩選出來。研究人員隨后進行了大量的離體和體內研究，以證明其中一種名為CDr20的探針確實可以在活細胞中標記小膠質細胞。免疫染色用于驗證小膠質細胞的選擇性染色。然后，作者使用敲除細胞系來鑒定小膠質細胞中存在的“開啟”探針熒光的酶。
        

        張教授解釋說：“通過徹底的結構 - 活性關系研究，我們開發(fā)了這種高性能熒光化學探針CDr20，可以在體外和體內可視化小膠質細胞。使用基因組規(guī)模的CRISPR-Cas9敲除篩選，我們確定了Ugt1a7cas是CDr20的功能性靶蛋白，通過酶促葡萄糖醛酸化反應激活小膠質細胞中的CDr20熒光信號。我們的探針也可以標記人源和靈長類衍生的小膠質細胞，因此這對研究高等哺乳動物的小膠質細胞功能非常有用，臨床上更相關。“
        

        隨著快速發(fā)展的光學成像技術，熒光小分子已成為生物醫(yī)學研究不可或缺的工具。然而，已知與分子生物標志物結合的細胞類型特異性熒光小分子非常罕見。
        

        “Chang實驗室擁有廣泛的隨機熒光分子庫，他們利用基于大規(guī)模細胞的篩選來識別突出腦免疫細胞的特定熒光小分子，”副教授Je說。“這種小分子對標記小膠質細胞和大腦駐留免疫細胞的相關譜系具有極高的選擇性。我們利用最先進的體內多光子顯微鏡觀察靜脈注射染料后大腦中的小膠質細胞，這在以前是不可能的。”
        

        作者表示他們將繼續(xù)努力改進CDr20的功能和實用性。此外，Chang實驗室正在篩選僅標記活化小膠質細胞的新分子，科學家懷疑這些分子在神經退行性疾病的神經炎癥中發(fā)揮作用。
        

        注意到新加坡A * STAR和Duke-NUS以及IBS，POSTECH，蔚山國家科學技術研究院(UNIST)和韓國首爾國立大學的合作，杜克大學研究部高級副院長Patrick Casey教授新加坡國立大學評論說：“這項工作是新加坡和韓國最好的研究機構之間多學科合作的一個很好的例子。它為小膠質細胞在神經退行性疾病的發(fā)展中的研究做出了重要貢獻，可以導致未來的治療方法“。
        
			

			
          
        
			
        
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