微妙分子事件可能引發(fā)一系列“蝴蝶效應(yīng)”從而逆轉(zhuǎn)細(xì)胞命運(yùn)，因此對(duì)相關(guān)標(biāo)記物進(jìn)行動(dòng)態(tài)追蹤可為解密未知機(jī)制提供關(guān)鍵線索?，F(xiàn)有的空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)、多重免疫染色等技術(shù)仍停留在靜態(tài)分析層面，雖能獲取分子標(biāo)記物的高分辨圖譜，但無法勝任活細(xì)胞監(jiān)測的需求。DNA納米技術(shù)的革新突破了靜態(tài)分析的壁壘，得益于DNA強(qiáng)大的可編程性和可尋址性，可實(shí)現(xiàn)分辨率高達(dá)單堿基的高通量成像。然而現(xiàn)有的DNA納米成像策略無法克服相鄰時(shí)間點(diǎn)信號(hào)互為背景噪音的干擾難題，難以滿足跨時(shí)間維度的連續(xù)觀測需求。
在上述背景下，海南醫(yī)科大學(xué)鄔強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地開發(fā)一種溫控的、可擦除的熒光成像新技術(shù)，通過三聚氰胺介導(dǎo)的可逆DNA自組裝驅(qū)動(dòng)熒光即時(shí)點(diǎn)亮與熄滅，實(shí)現(xiàn)了對(duì)同一活細(xì)胞生命活動(dòng)的連續(xù)觀測。如圖1所示，攜帶適配體的T-tile在先識(shí)別特定標(biāo)志物，在25 ℃條件下與熒光標(biāo)記的rAB陣列形成三聚氰胺介導(dǎo)的T堿基錯(cuò)配雙螺旋結(jié)構(gòu)（T–MA–T結(jié)構(gòu)），而當(dāng)溫度升至37 ℃時(shí)，T–MA–T結(jié)構(gòu)解聚導(dǎo)致T-tile與rAB陣列分離。利用T–MA–T結(jié)構(gòu)的溫控組裝與解聚，可在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)場景中對(duì)同一活細(xì)胞實(shí)現(xiàn)反復(fù)多次的熒光標(biāo)記與擦除。
通過分子動(dòng)力學(xué)模擬，在理論上驗(yàn)證了T–MA–T結(jié)構(gòu)構(gòu)建的可行性。隨后，通過紫外吸收光譜、熱力學(xué)分析、圓二色譜、凝膠電泳和原子力顯微鏡共同表征了T–MA–T方法的成功建立。 采用3種腫瘤細(xì)胞系評(píng)價(jià)T–MA–T方法的工作性能，證實(shí)了T–MA–T方法可以實(shí)現(xiàn)同一個(gè)活細(xì)胞反復(fù)多次的可擦除熒光成像，巧妙的解決的相鄰時(shí)間點(diǎn)熒光成像所無法克服的信號(hào)干擾難題。 該研究以上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）為例，證實(shí)了T–MA–T方法具有動(dòng)態(tài)追蹤細(xì)胞分化的能力，其簡單的溫度控制適用于基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)場景，為醫(yī)學(xué)機(jī)制研究中細(xì)胞生長、發(fā)育、分化與凋亡機(jī)制的持續(xù)追蹤提供了可靠的實(shí)時(shí)監(jiān)測工具。 論文信息 Erasable Fluorescence Imaging Technology Enables Continuous Tracking for Identical Living Cells Yanan Peng, Qiumei Pu, Liangqing Lu, Qionglin Zhou, Xinxin Xiao, Xiangde Lai, Xuan Zhao, Bin Qiao, Qiang Wu Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202503818
