Nat Commun：高清晰度离子束成像的生物分子亚细胞定位和药物分布
来源：本站原创 2021-08-06 10:22
分子实体的相互作用能够驱动其在生物系统的功能。当目前对细胞功能的理解缺乏临床应用时，就需要能够在更自然的环境中更精确地分析细胞内的细胞生物分子成分的技术。
2021年8月6日讯/分子实体的相互作用能够驱动其在生物系统的功能。当目前对细胞功能的理解缺乏临床应用时，就需要能够在更自然的环境中更精确地分析细胞内的细胞生物分子成分的技术。同时可视化多个生物分子及其配体或细胞中纳米级小分子之间的关系将有助于更好地理解生物过程是如何运作的。开发多参数高分辨率方法，在分子尺度上可视化相关药物和多种细胞成分，将是克服我们目前理解的局限性的关键。
在本研究中，研究人员提出了高清晰度多束离子束成像（HD-MIBI），一种二级离子质谱方法，能够在三维高参数成像的目标生物实体和外源性添加的结构未修饰的小分子。有了这项技术，生物分子的原子成分本身就可以在我们的系统中作为"标签"使用，可以使测量可以降低到~30纳米横向分辨率。这些结果验证了HD-MIBI可作为研究小分子分子尺度定位的工具，并显示了顺铂在不同核邻域的独特差异分布。
研究人员同时将化疗药物顺铂的亚细胞定位与五个亚核结构联系起来。顺铂优先富集在核斑点中，并排除在染色质封闭区域，表明顺铂在染色质活性区域发挥作用。
由于核斑点是富集于pre-mRNA剪接组件的核域，研究人员不得不研究顺铂可能干扰RNA细胞范围剪接的方式。研究发现，通过整体转录组分析观察到的剪切型RNA转录本的减少与HD-MIBI观察到的顺铂在核斑点中积累的结果互补，说明顺铂在驱动异常RNA成熟中起着重要作用，证明了其在抗癌治疗方式中的作用。
出乎意料的是，使用顺铂和BET抑制剂JQ1的多药治疗后存活的细胞显示几乎所有的顺铂被排除在细胞核之外。这些结果支持了一种模式，即从细胞的细胞核中选择性消耗顺铂，使它们能够在基于铂的治疗和溴域抑制的联合治疗中存活。这表明选择性亚细胞药物再定位可能调节对这种重要化疗治疗的耐药性。
图 基于HD-MIBI的耐药细胞多药治疗药物再定位识别
总之，多分辨率成像技术，如HD-MIBI，将使有关亚细胞微环境的生物分子和药物分布在生物内的研究过程本身可视化，而不再通过替代分析推断机制。（生物谷Bioon.com）
参考文献：Rovira-Clavé， X.， Jiang， S.， Bai， Y. et al. Subcellular localization of biomolecules and drug distribution by high-definition ion beam imaging. Nat Commun 12， 4628 (2021). https：//doi.org/10.1038/s41467-021-24822-1
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