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蔡司显微镜如何在生物领域发光发热

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时间: 2021-07-02 15:03:06

   热解是机体在感知到病原微生物的感染后发起的一种免疫防御反应。它本质上是一种程序性细胞坏死。表现为细胞膜上形成孔洞,逐渐膨胀至细胞膜破裂,最终导致细胞内含物。释放并引起严重的炎症。

  细胞热解进一步分为经典和非经典途径。在非经典途径中,以细菌脂多糖(LPS)为例。以往的研究表明,它可以在不借助受体的情况下直接进入细胞质,从而使LPS受体——Caspase家族成员通过寡聚化、切割gasdermin-D、诱导细胞热解而被激活。

  蔡司显微镜让本研究发现宿主细胞中的 GBP1 作为细菌脂多糖 (LPS) 传感器发挥作用,通过静电相互作用以高亲和力结合沙门氏菌表面的 LPS,并通过募集 GBP2-4 来组装 GBP 外壳,进一步促进 capspase-4 在沙门氏菌表面募集细菌表面并被激活。

  亮点:直径2-3um的沙门氏菌,通过蔡司共聚焦配备的超高分辨率设备Airyscan(点击查看),有效实现2倍分辨率提升,清晰定位GBPs在细菌表面的结合(成像效果)类似于膜结构)并提高。

  

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  ▲图示:沙门氏菌(rsRED标记,红色)侵染Hela细胞,胞内的非典型炎症小体GBP1(eGFP标记,绿色)结合沙门氏菌表面。细胞核(Hoechst标记,蓝色),标尺:10um(C)5um(F)。设备:LSM 800 with Airyscan。

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  Cell/大肠杆菌的亚细胞结构3D成像

  

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  炎症小体是由细胞质中的先天免疫识别受体组装而成的多蛋白复合物。它可以响应病原微生物的入侵,驱动caspase-1的激活、热解的发生以及促炎因子IL-1β和IL-18的释放,而蔡司显微镜能看到这些。

  本文发现干扰素诱导蛋白 IRGB10 是 NeoFrancis 激活 AIM2 炎性体所必需的,并在革兰氏阴性菌感染宿主后促进 caspase11 和 NLRP3 炎性体的激活。

  在这个过程中,IRGB10 靶向细胞内细菌配体的结合并定位在细菌细胞膜附近,从而损害细菌结构的完整性。同时,IRGB10 介导细胞内细菌配体的释放,然后被炎性体传感器识别。触发身体的免疫力,而蔡司显微镜能看到这些。

  亮点:用普通激光共聚焦观察直径只有2um左右的大肠杆菌,可以看到它的棒状,但是很难看到它内部的亚细胞结构,所以编辑使用了蔡司超高分辨率成像系统Elyra (SIM分辨率:xy 120nm,z 300nm)用于亚细胞定位3D成像,可以清楚地看到IRGB10在大肠杆菌DNA和LPS之间的独特结构位置。

  

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  ▲图示:大肠杆菌三色免疫荧光成像。IRGB10(红)围绕在细菌DNA(蓝)附近,同时外圈还被大肠杆菌的LPS(绿)包裹。标尺:1um。设备:ELYRA PS.1 with SIM。

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