科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然

美國(guó)麻省理工學(xué)院開發(fā)的一項(xiàng)名為“CuRVE”的新技術(shù)，能在前所未有的速度、均勻性和多功能性下，高效標(biāo)記完整3D組織里數(shù)百萬個(gè)細(xì)胞中每個(gè)細(xì)胞的蛋白質(zhì)，展示了其一天內(nèi)對(duì)整個(gè)嚙齒動(dòng)物大腦及其他大型組織樣本進(jìn)行豐富標(biāo)記的能力。這項(xiàng)成果發(fā)表在最新《自然·生物技術(shù)》雜志上。

分析細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)是生物學(xué)和神經(jīng)科學(xué)研究的重要內(nèi)容，因?yàn)樗鼈兎从沉思?xì)胞的功能狀態(tài)或?qū)Νh(huán)境（如疾病或治療）的反應(yīng)。盡管顯微鏡和標(biāo)記技術(shù)已有顯著進(jìn)步，但仍缺乏一種可靠且實(shí)用的方法來追蹤整個(gè)3D組織（如小鼠大腦或人腦的大區(qū)域）中密集排列的單個(gè)細(xì)胞的蛋白質(zhì)表達(dá)。傳統(tǒng)方法通常只能觀察載玻片上的薄組織切片，無法全面了解整個(gè)系統(tǒng)中的蛋白質(zhì)表達(dá)情況。

新方法“CuRVE”用一種稱為“eFLASH”的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)大而致密組織的均勻處理，解決了抗體滲入組織速度慢的問題。團(tuán)隊(duì)通過復(fù)雜的計(jì)算模擬優(yōu)化了不同的設(shè)置和參數(shù)，不僅能夠通過改變脫氧膽酸濃度和標(biāo)記液的pH值來調(diào)節(jié)抗體結(jié)合，還利用隨機(jī)電轉(zhuǎn)運(yùn)技術(shù)加速抗體在組織中的擴(kuò)散。

“eFLASH”這一具有連續(xù)可調(diào)結(jié)合速度的加速分散系統(tǒng)，可應(yīng)用于標(biāo)記多種不同類型的組織，包括60多種不同的抗體用于標(biāo)記小鼠和大鼠的整個(gè)大腦細(xì)胞、整個(gè)小鼠胚胎、其他小鼠器官（如肺和心臟），以及包括人類在內(nèi)的大型動(dòng)物的腦組織塊。

這些標(biāo)本均在一天內(nèi)完成標(biāo)記，顯示出極高的效率。此外，不同的制備過程不需要新的優(yōu)化步驟，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)流程。“CuRVE”技術(shù)不僅提高了標(biāo)記速度和均勻性，還揭示了其他廣泛使用的標(biāo)記方法所未能發(fā)現(xiàn)的新見解，為生物學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的研究開辟了新的前景。

總編輯圈點(diǎn)

蛋白質(zhì)表達(dá)是一個(gè)精密而復(fù)雜的生物過程。當(dāng)前追蹤3D組織中單個(gè)細(xì)胞蛋白質(zhì)表達(dá)的方法存在局限，傳統(tǒng)方法只能觀察組織薄片，無法統(tǒng)攬全局。美國(guó)麻省理工學(xué)院開發(fā)的新技術(shù)，能解決抗體滲入慢的問題。經(jīng)計(jì)算模擬優(yōu)化，其可調(diào)節(jié)抗體結(jié)合、加速抗體擴(kuò)散。該技術(shù)能標(biāo)記多種不同類型的組織，提高標(biāo)記效率，可在一天內(nèi)完成對(duì)嚙齒類動(dòng)物大腦的標(biāo)記，為我們帶來新的“視野”。它可助力人們對(duì)更多復(fù)雜生物學(xué)和神經(jīng)科學(xué)問題展開進(jìn)一步探索。