在人類ZL癌癥的過(guò)程中，腫瘤和免疫系統(tǒng)的這場(chǎng)無(wú)硝煙的戰(zhàn)爭(zhēng)曠日持久。腫瘤為了躲避免疫系統(tǒng)的追殺，形成了復(fù)雜的腫瘤微環(huán)境和免疫逃逸機(jī)制，一方面防止阻止免疫細(xì)胞進(jìn)入腫瘤內(nèi)部，一方面?zhèn)窝b誘騙免疫系統(tǒng)躲避追殺。傳統(tǒng)化療/放療ZL手段為了殺死瘋狂復(fù)制轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞，通常會(huì)造成正常細(xì)胞損傷。隨著生物科技和YL手段的不斷進(jìn)步，生物制藥和細(xì)胞ZL的更新迭代，以及jing準(zhǔn)YL概念的深入人心，在人類戰(zhàn)勝癌癥的這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)中，我們?cè)絹?lái)越接近黎明前的曙光。

納米載體作為一種新的科技手段，已經(jīng)越來(lái)越多的應(yīng)用于疾病ZL過(guò)程中。納米載體以其獨(dú)特的“木馬效應(yīng)”，通過(guò)抗體偶聯(lián)、控制釋放時(shí)間/環(huán)境和多靶標(biāo)聯(lián)合ZL等方式，可增加藥物靶向性，并改善疾病治LX果。在2018第三屆中美納米醫(yī)藥研討會(huì)期間，PerkinElmer市場(chǎng)&技術(shù)團(tuán)隊(duì)結(jié)合當(dāng)年Z新的研究熱點(diǎn)和實(shí)際案例，為您帶來(lái)從分子機(jī)制-細(xì)胞分析-活體成像-定量病理提供納米醫(yī)藥研究方案。

主題：Visualizing cellular life: From single cell imaging to in vivo single-molecule biochemistry

[報(bào)告簡(jiǎn)介]

單分子定位技術(shù)（SMLM）是可以同時(shí)提供超高的空間分辨率和定量信息的超分辨光學(xué)成像技術(shù)。在復(fù)雜的活細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境中，基于分子相互作用和組裝的單細(xì)胞行為的表征和量化方面取得了巨大的進(jìn)展。重要的是，單分子成像能夠在活體內(nèi)測(cè)定亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的化學(xué)計(jì)量和分子結(jié)構(gòu)，得到詳細(xì)的、定量的、時(shí)空分辨的圖像，在亞細(xì)胞水平上揭示動(dòng)態(tài)異質(zhì)性。

本次報(bào)告中Endesfelder教授將從樣品制備開始介紹如何進(jìn)行活細(xì)胞的單分子定位成像，會(huì)具體介紹許多其課題組的制樣和標(biāo)記技巧，包括活細(xì)胞雙色PALM定量成像，樣品制備細(xì)節(jié)，利用熒光小球漂移校正以及追蹤密集、高動(dòng)態(tài)的單分子數(shù)據(jù)。通過(guò)新的實(shí)驗(yàn)和分析策略來(lái)研究大腸桿菌和聚甲醛鏈球菌的細(xì)胞過(guò)程，分析蛋白質(zhì)分布和拷貝數(shù)，確定相互作用和化學(xué)計(jì)量，解析其與細(xì)胞周期間的關(guān)系。

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[主講人介紹]

Ulrike Endesfelder教授，德國(guó)馬克斯普朗克研究所

Ulrike Endesfelder，激光與光譜學(xué)博士，畢業(yè)于比勒菲爾德大學(xué)，博后期間先后在伍爾茨堡大學(xué)和法蘭克福大學(xué)從事生物物理學(xué)和合成微生物學(xué)方向的課題研究。2014年加入馬克斯普朗克研究所系統(tǒng)與合成微生物學(xué)系，利用單分子定位技術(shù)研究微生物細(xì)胞生物學(xué)。Endesfelder教授課題組應(yīng)用超分辨率顯微鏡的新興領(lǐng)域的技術(shù)來(lái)研究微生物細(xì)胞生物學(xué)，結(jié)合成像、熒光團(tuán)的光操縱和定量分析結(jié)果等，旨在對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和過(guò)程進(jìn)行單分子層次的描述。

[報(bào)告時(shí)間]

開始  2020年06月30日  16:00

結(jié)束  2020年06月30日  17:00

請(qǐng)點(diǎn)擊注冊(cè)報(bào)名鏈接，預(yù)約參加在線講座

[直播好禮]

看直播贏好禮，更多大獎(jiǎng)：藍(lán)牙運(yùn)動(dòng)手環(huán)、智能測(cè)溫水杯、多功能數(shù)據(jù)線... ...

常規(guī)的組織學(xué)檢查通常使用冷凍或石蠟包埋的樣本切片，微米級(jí)別厚度的組織切片允許對(duì)單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記及表征，但卻無(wú)法探知生物樣本的三維特性。切片分析只對(duì)病理樣本的局部進(jìn)行了探測(cè)研究，整個(gè)病理組織中，有相當(dāng)大部分的信息仍未被探索。隨著組織透明化技術(shù)的發(fā)展與光片顯微鏡的誕生，我們終于可以對(duì)完整樣本進(jìn)行完整的成像表征。最近發(fā)表在Nature Reviews Cancer的一篇綜述中[1]總結(jié)了組織透明化、成像技術(shù)及3D成像的新應(yīng)用等。

組織透明化方法在近十年內(nèi)迅速發(fā)展，各種化合物的聯(lián)合使用已被廣泛用于減少光散射和光吸收，并增加光學(xué)顯微鏡在成像中的成像深度。雖然組織透明化最初由神經(jīng)科學(xué)家用于描繪小鼠中shu和外周的神經(jīng)系統(tǒng)，而近幾年的研究表明，對(duì)于組織的三維成像也可助力發(fā)育生物學(xué)、免疫學(xué)、腫瘤學(xué)和腫瘤機(jī)理等多種學(xué)科。例如腫瘤研究中，三維熒光成像已被用于評(píng)估腫瘤遷移性、腫瘤組織結(jié)構(gòu)、細(xì)胞異質(zhì)性、表征腫瘤微環(huán)境和評(píng)估腫瘤模型的ZL反應(yīng)等。

作者首先對(duì)各種透明化方法的特點(diǎn)進(jìn)行了比較與介紹，腫瘤因其異質(zhì)性及致密的結(jié)構(gòu)首先需選擇適當(dāng)?shù)耐该骰绞?。接下?lái)，作者介紹了3D成像在腫瘤研究中的應(yīng)用：
1.成像并定量：2D成像無(wú)法避免因切片帶來(lái)的數(shù)據(jù)缺失，3D成像則可以很直接的進(jìn)行數(shù)據(jù)定量[2]；

2.腫瘤結(jié)構(gòu)：3D成像有助于從細(xì)胞轉(zhuǎn)化、細(xì)胞骨架等腫瘤模型中進(jìn)行發(fā)生、發(fā)展分析[3]；

3.脈管系統(tǒng)：脈管系統(tǒng)與腫瘤進(jìn)展及侵襲性相關(guān)，3D成像有助于評(píng)估抗血管生成的ZL反應(yīng)[4]；

此外，對(duì)完整組織的3D成像也有助于對(duì)于腫瘤的轉(zhuǎn)移評(píng)估、深入探索腫瘤微環(huán)境；腫瘤侵襲、傳播與耐藥性相關(guān)的病理研究；3D組織病理學(xué)研究等。

 
參考文獻(xiàn)：[1] Almagro J, Messal HA, Zaw Thin M, van Rheenen J, Behrens A. Tissue clearing to examine tumour complexity in three dimensions. Nat Rev Cancer. 2021 Jul 30. doi: 10.1038/s41568-021-00382-w. Epub ahead of print. PMID: 34331034.[2] Wei M, Shi L, Shen Y, Zhao Z, Guzman A, Kaufman LJ, Wei L, Min W. Volumetric chemical imaging by clearing-enhanced stimulated Raman scattering microscopy. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 Apr 2;116(14):6608-6617. doi: 10.1073/pnas.1813044116. Epub 2019 Mar 14. PMID: 30872474; PMCID: PMC6452712.[3] Messal HA, Alt S, Ferreira RMM, Gribben C, Wang VM, Cotoi CG, Salbreux G, Behrens A. Tissue curvature and apicobasal mechanical tension imbalance instruct cancer morphogenesis. Nature. 2019 Feb;566(7742):126-130. doi: 10.1038/s41586-019-0891-2. Epub 2019 Jan 30. PMID: 30700911; PMCID: PMC7025886.[4] Dobosz M, Ntziachristos V, Scheuer W, Strobel S. Multispectral fluorescence ultramicroscopy: three-dimensional visualization and automatic quantification of tumor morphology, drug penetration, and antiangiogenic treatment response. Neoplasia. 2014 Jan;16(1):1-13. doi: 10.1593/neo.131848. PMID: 24563615; PMCID: PMC3924547.

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　　細(xì)胞生物學(xué)是生命科學(xué)的一門學(xué)科。顧名思義，它致力于研究生物。單憑這一事實(shí)就足以成為研究細(xì)胞自然生存狀態(tài)的理由。當(dāng)然，活細(xì)胞成像還有其他深層次的原因。在本篇文章中，我們列舉了用延時(shí)顯微鏡研究活細(xì)胞是有意義的五大很好的理由。

　　背景

　　活細(xì)胞成像允許在一定時(shí)間內(nèi)在顯微鏡下對(duì)細(xì)胞進(jìn)行體內(nèi)觀察。各種顯微鏡技術(shù)適用于活細(xì)胞成像：例如，可以采用無(wú)標(biāo)記的技術(shù)，如相差，DIC，或干涉測(cè)量法，也可以依靠熒光顯微鏡，利用熒光標(biāo)記標(biāo)記和可視化細(xì)胞亞結(jié)構(gòu)、分子或蛋白質(zhì)。當(dāng)然，活細(xì)胞成像也面臨挑戰(zhàn)，在建立活細(xì)胞圖像實(shí)驗(yàn)時(shí)需要考慮某些要求。最重要的是，必須確保顯微鏡配備了一個(gè)stage top 培養(yǎng)箱，能夠提供理想的環(huán)境，使細(xì)胞在一段時(shí)間內(nèi)保持存活和健康。

圖1.A：活細(xì)胞成像過(guò)程中需要考慮和控制的環(huán)境參數(shù)

圖1.B：倒置顯微鏡的臺(tái)頂培養(yǎng)箱示意圖

　　參數(shù)和環(huán)境條件是此類實(shí)驗(yàn)的重要部分，我們將在以后的公眾號(hào)中討論。如果您有興趣，可以在本篇文章中查看更多相關(guān)內(nèi)容。在此我們已經(jīng)介紹了基本知識(shí)，接下來(lái)我們將繼續(xù)深入探討為什么您應(yīng)該使用活細(xì)胞成像來(lái)研究您的細(xì)胞：

　　1.避免固定過(guò)程中的人工制品

　　細(xì)胞通常在顯微鏡觀察前固定（如免疫熒光），以保存在逼真的狀態(tài)。多年來(lái)，許多不同的化學(xué)和物理程序已被優(yōu)化和建立，以保持原始樣品的質(zhì)量。然而，固定過(guò)程會(huì)對(duì)細(xì)胞造成損害（當(dāng)然在這個(gè)過(guò)程之后，它們會(huì)死亡），并不可逆轉(zhuǎn)地改變其組織、結(jié)構(gòu)和形態(tài)（細(xì)胞器收縮、蛋白質(zhì)定位錯(cuò)誤等）。然而，活細(xì)胞成像可以讓我們研究活細(xì)胞。這意味著他們應(yīng)該展示他們的自然形態(tài)，這仍然會(huì)受到熒光標(biāo)簽、激光等的影響，但這就像環(huán)境條件一樣，是一個(gè)不同的狀況。

　　2.觀察和分析動(dòng)態(tài)過(guò)程

　　活細(xì)胞成像使我們能夠觀察整個(gè)細(xì)胞群、單個(gè)細(xì)胞甚至亞細(xì)胞水平的動(dòng)態(tài)事件。當(dāng)固定細(xì)胞將其鎖定在特定時(shí)間點(diǎn)的特定（行為或結(jié)構(gòu)）狀態(tài)時(shí)，對(duì)活細(xì)胞的顯微鏡觀察可以洞察整個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程?；诠δ苄约?xì)胞的檢測(cè)，如損傷和遷移（圖2）或趨化實(shí)驗(yàn)是活細(xì)胞成像應(yīng)用的很好的例子。這些分析使得研究細(xì)胞對(duì)化學(xué)（趨化性）或機(jī)械（傷口愈合）刺激的反應(yīng)成為可能。

圖2：使用ibidi Stage Top孵育系統(tǒng)的活細(xì)胞成像顯示了傷口愈合和遷移試驗(yàn)中MCF7細(xì)胞的間隙閉合。相差；10倍物鏡。

　　3.實(shí)時(shí)跟蹤細(xì)胞變化

　　活細(xì)胞顯微鏡是實(shí)時(shí)了解細(xì)胞隨時(shí)空變化的一種有價(jià)值的方法，而不是依賴于固定細(xì)胞的端點(diǎn)的分析結(jié)果。通過(guò)使用延時(shí)視頻顯微鏡對(duì)細(xì)胞進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間的跟蹤，可以捕捉到結(jié)構(gòu)重排的動(dòng)態(tài)(如圖3，感受趨化刺激后細(xì)胞骨架的極化), 或使用固定細(xì)胞可能會(huì)錯(cuò)過(guò)的瞬時(shí)細(xì)胞性活動(dòng)(如，有絲分裂期間的染色體分離)。

圖3：應(yīng)用趨化梯度后，表達(dá)LifeAct的原代樹突狀小鼠細(xì)胞中肌動(dòng)蛋白動(dòng)力學(xué)的活細(xì)胞成像

　　4. 研究單分子動(dòng)力學(xué)、定位和相互作用

　　先進(jìn)熒光標(biāo)記和成像技術(shù)的發(fā)展，如光脫色熒光恢復(fù)技術(shù)（FRAP）、熒光壽命成像顯微技術(shù)（FLIM）和熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)（FRET），使活細(xì)胞成像過(guò)程中單分子定位、動(dòng)力學(xué)和相互作用的觀察和分析成為可能。

　　FRAP可以測(cè)量活細(xì)胞內(nèi)熒光標(biāo)記分子和蛋白質(zhì)的遷移率。FLIM通過(guò)測(cè)量附著的熒光團(tuán)的壽命來(lái)提供有關(guān)細(xì)胞分子分布及其環(huán)境的信息。

　　利用FRET，人們可以通過(guò)檢測(cè)兩個(gè)分子在納米級(jí)相互接近時(shí)所附熒光團(tuán)的相互作用來(lái)測(cè)量活細(xì)胞中兩個(gè)分子的直接相互作用。

　　5. 從單個(gè)實(shí)驗(yàn)中獲取更多信息

　　總的來(lái)說(shuō)，如果您進(jìn)行活細(xì)胞成像，您可以從單個(gè)實(shí)驗(yàn)中獲得比從固定細(xì)胞成像更多的信息。這是因?yàn)榛罴?xì)胞成像使人們能夠跟蹤分子動(dòng)力學(xué)和動(dòng)力學(xué)，并提供了您感興趣的一個(gè)更大、更全面的細(xì)胞過(guò)程圖像。

　　對(duì)固定樣本的分析通常只提供某個(gè)細(xì)胞性活動(dòng)的快照，而跟蹤整個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程使人們能夠從單個(gè)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量更多參數(shù)，并得出更多不同的結(jié)論。

　　如您有興趣了解更多關(guān)于活細(xì)胞成像的知識(shí)，請(qǐng)關(guān)注我們公眾號(hào)活細(xì)胞成像應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容。也可以向我們索要相關(guān)資料。

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