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科学家实现阿尔兹海默症淀粉样蛋白沉淀的无标记显微检测

2019-12-28 作者:生命科学   |   浏览(188)
科学家实现阿尔兹海默症淀粉样蛋白沉淀的无标记显微检测

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金沙js娱乐场官方网站,以往要想观测形成于阿尔兹海默症患者脑中的蛋白沉淀,通常需要加入一个标记,因为蛋白沉淀跟其他物质之间的区别不甚明朗,所以需要用染料让特定的结构显现出特定的颜色。但是这种方法存在显著缺点,外来分子如荧光剂等本身并不稳定,不仅会随时间的推移发生变化,还很有可能影响观测对象的本身性质,使之发生改变。

技术进步:“要了解,首先要看到”

阿尔兹海默症是一种可导致痴呆的神经退行性疾病;有假说认为是大脑中的Aβ蛋白发生了错折叠,引起反应,最终杀死神经元,形成了淀粉样蛋白沉淀。因此,针对淀粉样蛋白沉淀的观测成为研究疾病机理的关键。

有关阿尔茨海默症的统计显示,中国的保守数据有500万人,65岁以上人群发病率为5%,80岁以上发病率超过30%。而发病后,一般存活年限平均仅为5.5年,且绝大部分患者生活质量低下。针对阿尔兹海默症的精准诊断十分重要。

季敏标介绍,课题组将受激拉曼散射显微技术用于阿尔兹海默症的蛋白沉淀观测。相比加入荧光剂来观测蛋白沉淀,受激拉曼散射显微技术由于只依赖分子本身的性质,并不会受到光漂白的影响,也没有任何外来物质的干扰,还不需要对样品做出一些很复杂的处理,因此更适合做长时间的活体观察。

图(a)受激拉曼显微镜示意图。(b)酰胺I谱区测得的淀粉样斑块及脑组织图像。蓝色:普通蛋白;绿色:脂质;紫色:淀粉样蛋白。(c)对应的CH谱区图像,只能区分总蛋白(紫色)和脂质(绿色)。

为了进一步验证新技术的准确性,研究团队在同一张组织切片中对比受激拉曼成像与加入标记后显现的图像,结果表明两者对淀粉样斑块的检测能力几乎相同。此外,课题组还在新鲜组织中对比了受激拉曼成像和用染料标记的荧光成像结果,发现两者对斑块形态的检测完全一致。

有没有可以不加染料、不引入外来分子的干涉,直接准确地观察淀粉样蛋白沉淀本来面目的方法?

新华社上海11月21日电记者日前从复旦大学获悉,一项由复旦大学、哈佛大学和美国麻省总医院的课题组合作完成的研究,首次将受激拉曼成像技术用于探测阿尔兹海默症淀粉样蛋白沉淀,这一方法也有望用于探索帕金森等其他神经退行性疾病。

(封面制图:王伟哲)

《科学·进展》期刊日前在线发表了复旦大学物理学系教授季敏标课题组及其合作团队的研究成果。论文揭示了利用新型的显微成像技术对富含错折叠蛋白的淀粉样斑块进行无标记成像的技术进展。复旦大学物理学系为论文的第一完成单位。

北京时间11月17日,《科学·进展》(Science Advances)期刊在线发表了复旦大学物理学系教授季敏标课题组及其合作团队的研究成果。这篇以《受激拉曼显微技术用于阿尔兹海默症淀粉样斑块的无标记成像》(“Label-free imaging of amyloid plaques in Alzheimer’s disease with stimulated Raman scattering microscopy”)为题的论文,揭示了利用新型的受激拉曼显微成像技术对富含错折叠蛋白的淀粉样斑块进行无标记成像的技术进展。

该工作由复旦大学季敏标课题组、哈佛大学谢晓亮课题组和美国麻省总医院(MGH)Brian Bacskai课题组合作完成。复旦大学物理学系为论文的第一完成单位,季敏标、谢晓亮和Bacskai为共同通讯作者。研究工作获得了复旦大学物理学系、应用表面物理国家重点实验室、国家重点研发计划、基金委面上项目和上海市科技创新行动计划的支持。

受激拉曼散射(SRS)显微技术是谢晓亮课题组于2008年研发的新型成像技术,可利用分子中化学键/基团的光谱性质进行选择性成像。各个不同的分子就像不同的电台一样,拥有自己的振动频率,在知道想听哪个频道的前提下去寻找便容易许多。提前设定已知分子的振动频率,再去探测这种分子,便是受激拉曼散射(SRS)显微技术的诀窍。

“要了解一个东西,首先需要看到它。”季敏标介绍,课题组将受激拉曼散射(SRS)显微技术用于阿尔兹海默症的蛋白沉淀观测。相比加入荧光剂来观测蛋白沉淀,受激拉曼散射(SRS)显微技术由于只依赖分子本身的性质,并不会受到光漂白的影响,也没有任何外来物质的干扰,还不需要对样品做出一些很复杂的处理,因此更适合做长时间的活体观察。

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