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細胞原位分子互作成像分析系統(tǒng)揭示細胞內(nèi)分子網(wǎng)絡
更新更新時間：2025-03-26
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細胞是一個高度復雜且高度有序的生命單位，其內(nèi)部存在著錯綜復雜的分子網(wǎng)絡。這些分子間相互作用在細胞的生長、發(fā)育、分化、代謝調(diào)控以及對疾病的響應等眾多生理和病理過程中都起著至關重要的作用。細胞原位分子互作成像分析系統(tǒng)為探究細胞內(nèi)分子網(wǎng)絡提供了新的視角和強大的工具。 
一、細胞原位分子互作成像分析系統(tǒng)的原理與技術手段
?1、熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術
FRET是一種基于非輻射能量轉(zhuǎn)移的原理。當兩個熒光基團在空間上接近時，供體熒光基團激發(fā)后發(fā)射的能量可以被受體熒光基團吸收，從而使受體熒光基團發(fā)光。在成像分析中，將兩個相互作用的分子分別與供體和受體熒光蛋白融合表達。
?2、熒光壽命成像顯微鏡結合FRET
FLIM是一種測量熒光壽命的技術。熒光壽命是指熒光分子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)所經(jīng)歷的平均時間。與傳統(tǒng)的基于熒光強度的FRET檢測相比，基于FLIM-FRET的技術受樣品中熒光基團濃度、光漂白等因素的影響更小。它可以更精確地測量細胞內(nèi)分子間相互作用引起的FRET效率變化，提供更準確的分子互作信息。
在研究細胞膜受體與其他細胞內(nèi)信號分子的相互作用時，利用FLIM-FRET技術，可以在細胞原位清晰地顯示在特定刺激下，受體與胞內(nèi)信號分子相互作用的時空動態(tài)變化，抗原受體與胞內(nèi)銜接蛋白的相互作用過程的實時成像。
?3、生物正交化學成像技術
生物正交化學利用特殊的化學反應對，在生物體系中進行特異性標記。在成像分析中，可以將其中一個相互作用分子標記上疊氮化物基團，另一個標記上炔基團，當它們在細胞內(nèi)相互靠近并發(fā)生相互作用時，通過加入銅催化的點擊化學反應試劑，可以在原位形成共價連接的標記復合物，然后用熒光標記的染料或其他檢測手段來觀察這些標記復合物，從而實現(xiàn)對分子相互作用的成像分析。
二、優(yōu)勢
1、?原位實時監(jiān)測
能夠直接在細胞內(nèi)、原位地觀察分子間的相互作用，無需對細胞進行復雜的破碎或分離操作。這樣可以實時捕捉分子相互作用的動態(tài)過程，包括相互作用的起始、持續(xù)時間和終止等。通過細胞原位分子互作成像分析系統(tǒng)，可以實時監(jiān)測在凋亡信號刺激下，這些蛋白相互作用的變化，揭示凋亡調(diào)控網(wǎng)絡中蛋白-蛋白相互作用的實時規(guī)律。
?2、空間分辨率高
可以提供分子在細胞內(nèi)不同亞結構中的相互作用信息，顯示出分子網(wǎng)絡在空間上的分布特征。能夠區(qū)分不同基因位點上轉(zhuǎn)錄因子的結合情況，以及這些結合隨時間和細胞狀態(tài)的變化，從而為深入理解基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制提供詳細的圖像和數(shù)據(jù)。
3、?多種相互作用信息整合
結合不同的成像和分析技術手段，可以同時獲取分子相互作用的親和力、特異性、動力學等多方面的信息。
