本文译自Werner等科学家在美国化学学会会刊(ACS)上发表的一篇综述,比较详实系统介绍了超高分辨率显微技术在神经科学上的最新应用进展。我们在此文基础上进行了编译整理。因文章较长,我们将分期陆续介绍。本期介绍第四部分。
《Super-resolvingMicroscopyinNeuroscience》
荧光成像技术在我们理解神经系统中起着关键作用。各种超分辨率显微镜方法和专用荧光探针的出现使得能够以迄今为止无与伦比的分辨率直接洞察细胞亚区室中的神经元结构和蛋白质排列。
神经元的超分辨率可视化技术揭示了对细胞骨架组成、分布、运动性和膜蛋白信号传导、突触下结构和功能以及神经元-胶质细胞相互作用的新认识。自身免疫性和神经退行性疾病模型中明确的分子靶点为使用新型和创新的成像方法深入研究疾病病理生理学提供了极好的起点。超分辨率显微镜在人脑样本和临床生物标志物检测中的应用仍处于起步阶段,但为神经学和神经科学的转化研究提供了新的机会。在这篇综述中,作者描述了超分辨显微镜在过去的二十年里是如何提高我们对神经元和大脑功能和功能障碍的理解的。
近年来,SRM被广泛用于神经系统疾病的研究。在许多这些疾病中,致病性病理变化局限于神经元或神经胶质细胞的小的亚细胞结构,例如突触、轴突或细胞器,并且甚至神经元和神经胶质周围的细胞外空间中的微小变化也可诱导或促进疾病进展。SRM在解决疾病模型中神经元和胶质蛋白的定位、定量和动力学方面变得特别重要。研究开始于单分子体外分析、转染细胞系、原代神经元和无脊椎动物,但已成功扩展到更复杂的标本分析,如脑切片。迄今为止,大多数应用SRM的研究仅侧重于定位和定量神经元或胶质蛋白,以揭示病理机制。然而,以高空间分辨率分析病理状态下的蛋白质动力学(如膜受体)正变得越来越重要。
到目前为止,除了少数例外,绝大多数实验都是在中枢神经系统的神经变性和自身免疫性疾病模型中进行的。因此,在下文中,我们将重点