超分辨率熒光顯微鏡技術(shù)成功運用于外泌體成像和追蹤

　外泌體是由細胞分泌的小膜泡，富含大量的蛋白質(zhì)。考慮到外泌體在不同生理活動中的顯著作用以及在診斷、藥物釋放方面潛在的價值，研究人員在外泌體的體外追蹤和內(nèi)含物分析方面做了很大的努力。
　目前，各種超分辨率顯微鏡的出現(xiàn)為外泌體的研究提供了強大的工具。2016 年 9 月，東南大學先進光子學中心主任崔一平教授團隊在 ACS applied materials & interfaces 雜志（IF=7.145）發(fā)表文章，展示了超分辨率成像技術(shù)（PALM / STORM）的單分子定位在癌癥外泌體的成像和示蹤上應用。在實驗中，首先從腫瘤細胞的培養(yǎng)基中提取癌細胞來源的外泌體。然后將外泌體膜受體標記上光控探針，通過光敏定位顯微鏡（PALM）或隨機光學重構(gòu)顯微鏡（STORM）即可對這些膜受體進行超分辨率成像。使用人類乳腺癌細胞來源的外泌體，發(fā)現(xiàn)對外泌體的 2 種膜受體同時標記可利用 PALM/STORM 同時成像。成功地對外泌體進行標記和成像使得研究人員能夠觀察癌癥外泌體和正常細胞之間的相互作用。同時，PALM/STORM 成像顯示癌癥外泌體與受體細胞的溶酶體是共定位的。由于外泌體在細胞間通信過程中起到了至關(guān)重要的作用，研究人員預計 PALM/STORM 對外泌體的成像和追蹤在外泌體介導的腫瘤轉(zhuǎn)移的機制研究過程中具有很大的潛力。

 超分辨率熒光顯微技術(shù)是 2014 年諾貝爾化學獎　　
  2014 年諾貝爾化學獎授予 Eric Betzig，Stefan W. Hell 和 William E. Moerner3 位科學家，以表彰他們在超分辨率熒光顯微成像技術(shù)方面的重大貢獻。
　基于隨機單分子定位的超分辨技術(shù)的核心是，如果圖像上的點不是同時亮起來，也就是不會有兩個靠得很近的點同時亮，就可以通過定位的方式實現(xiàn)超分辨。雖然一次定位只能得到少數(shù)幾個分子，但是通過數(shù)千張圖片對數(shù)十萬個單分子的定位，就可以獲得一張高分辨率的圖像。
　這一超分辨技術(shù)發(fā)明于 2006 年，由本次諾貝爾獎得主 Eric Betzig（光活化定位顯微術(shù) PALM 技術(shù)）、哈佛大學教授莊小威（隨機光學重構(gòu)顯微術(shù) STORM 技術(shù)）、以及 Samuel Hess（熒光活化定位顯微術(shù) fPALM 技術(shù)）3 個研究組分別同時獨立發(fā)明，分別發(fā)表于 Science，Nature Methods 和 Biophysical Journal。3 種技術(shù)的原理非常像，都是基于熒光分子的光轉(zhuǎn)化能力和單分子定位，通過用光控制每次僅有少量隨機離散的單個熒光分子發(fā)光，并準確定位單個熒光分子點擴展函數(shù)的中心，通過多張圖片疊加形成一幅超高分辨率圖像。

  William E. Moerner 是單分子熒光技術(shù)的先驅(qū)人物。他在 1989 年任職于美國 IBM 研究中心時在世界上首次實現(xiàn)了單個分子的光吸收的測量，并在 1997 年與發(fā)展綠色熒光蛋白技術(shù)而獲得 2008 年諾貝爾化學獎的錢永健合作，發(fā)現(xiàn)了綠色熒光蛋白的光轉(zhuǎn)化效應。而 Eric Betzig 是熒光顯微技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物。他在 1994 年提出了基于單分子信號實現(xiàn)超高分辨率成像的思想，并于 2006 年在實驗中得以實現(xiàn)。莊小威作為 STORM 超分辨技術(shù)的發(fā)明人，一直領(lǐng)導并推進著超高分辨率顯微技術(shù)的發(fā)展和應用，是近 8 年來這個領(lǐng)域最活躍的研究團隊。