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Angew Chem:新型化学探针帮助看见大脑免疫细胞

来源:本站原创 2019-05-04 13:37

2019年5月4日讯 /生物谷BIOON /——韩国和新加坡的研究人员首次开发出一种化学探针,可以对活体动物大脑中的一种名为小胶质细胞的免疫细胞进行实时成像。这项发现由韩国浦项科技大学基础科学研究所(IBS)和新加坡生物成像联盟(SBIC)和新加坡科学、技术和研究机构(A*STAR)的新加坡免疫网络(SIgN)领导;此外,新加坡杜克大学-新加坡国立大学医学院(Duke-NUS Medical School) 进行了关键的成像研究以帮助科学家了解大脑疾病的发展,如中风,自闭症,阿尔茨海默氏症和帕金森病。


图片来源:http://cn.bing.com

小胶质细胞是大脑中主要的免疫细胞。虽然小胶质细胞在一个世纪前就被发现,但直到最近研究人员才发现它们在各种神经系统疾病的发展中发挥着重要作用。这些发现得益于分离这些细胞的技术的进步,以及从小胶质细胞谱系中表达荧光蛋白的转基因小动物系统,从而使光学显微镜能够实时成像。然而,研究人类和灵长类动物的小胶质细胞是极其困难的。

能够撇开大脑中的其他细胞来单独研究小胶质细胞对于理解大脑发育和疾病是至关重要的。虽然研究人员已经开发了一些生物化学标记和分子成像工具来研究这些特化细胞,但目前还没有任何方法能够在活体大脑中的细胞水平观察小胶质细胞,而这与临床更相关。

这项新研究是两个实验室的合作研究:IBS副主任的Young-Tae Chang教授(同时也在A*STAR's SBIC任职)和Duke-NUS助理教授Hyunsoo Shawn Je。研究人员从潜在探针库中筛选出了小胶质细胞的荧光标记物。随后,研究人员进行了大量体内外研究,以证明其中一种名为CDr20的探针确实能够在活细胞中标记小胶质细胞。研究人员用免疫荧光法检测了小胶质细胞的选择性染色。然后,研究人员利用敲除细胞系来鉴定了小胶质细胞中存在的、“开启”探针荧光的酶。

Chang教授解释说:“通过深入的结构-活性关系研究,我们开发了一种高性能的荧光化学探针CDr20,它可以在体内和体外观察小胶质细胞。利用基因组水平的CRISPR-Cas9敲除筛选,我们发现Ugt1a7c是CDr20的功能靶蛋白,可以通过酶解葡萄糖醛酸反应激活小胶质细胞中的CDr20荧光信号。我们的探针还可以标记人类和灵长类动物来源的小胶质细胞,因此这将对研究高等哺乳动物的小胶质细胞功能非常有用。”

作者表示他们将继续改进CDr20的功能和使用程序。此外,Chang实验室正在筛选只标记活化小胶质细胞的新分子,而科学家们怀疑活化的小胶质细胞在神经退行性疾病的神经炎症中发挥重要作用。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

Kim B et al. Visualizing microglia with a fluorescence turn-on Ugt1a7c substrate. Angewandte Chemie.DOI: https://doi.org/10.1002/anie.201903058

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