徠卡助攻免疫學(xué)研究——多色熒光成像篇

張覺超
徠卡顯微系統(tǒng)一直追求聚焦于科技前沿，不斷推出先進的成像技術(shù)以豐富研究者們的“器材庫"。針對免疫學(xué)研究中顯微成像的難點，徠卡推出了《免疫學(xué)成像解決方案》，幫助用戶們輕松完成多色熒光標(biāo)記、活細(xì)胞觀察、精細(xì)結(jié)構(gòu)展示、大視野拼圖等成像需求。今天我們就來盤點一下徠卡在多重標(biāo)記熒光成像方面有哪些小妙招。
 
Immunology is the study of the body’s defense against infection.
免疫學(xué)是研究機體防御外源感染的學(xué)科。
——《Janeways Immunobiology》9e
研究熱點
免疫學(xué)作為相對新興的學(xué)科，其發(fā)展十分迅速。早期免疫學(xué)階段（19世紀(jì)之前）和傳統(tǒng)免疫學(xué)階段（19世紀(jì)期間）集中于研究機體對外源病原體入侵的防御機制?，F(xiàn)代免疫學(xué)將傳統(tǒng)免疫學(xué)與分子生物學(xué)、生物化學(xué)、發(fā)育學(xué)、病理學(xué)等學(xué)科結(jié)合，關(guān)注于免疫系統(tǒng)發(fā)育、免疫細(xì)胞功能、免疫應(yīng)答機制及病理條件下免疫系統(tǒng)調(diào)控異常的機制。近期，受到基金委青睞的重點項目多集中在肺部炎癥與修復(fù)的發(fā)生發(fā)展機制、免疫細(xì)胞分化及應(yīng)答機制、代謝疾病的免疫調(diào)控機制、衰老相關(guān)炎癥機制、免疫調(diào)控異常與靶向干預(yù)和腫瘤免疫治療等研究方向。

圖1免疫學(xué)研究高頻檢索詞匯云圖
2017-2019國家自然科學(xué)基金免疫學(xué)項目名稱詞云分析
免疫學(xué)成像需求、挑戰(zhàn)及解決方案

免疫細(xì)胞/組織多色熒光成像解決方案
免疫系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了免疫學(xué)研究中常常需要同時關(guān)注幾種甚至幾十種生物標(biāo)志分子。熒光基團串色、光譜拆分假陽性、染料選擇少等難題使成像技術(shù)在免疫學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用總是受到限制。下面幾款徠卡高檔成像設(shè)備專精于多重標(biāo)記熒光成像，能幫助您掃清免疫學(xué)多色成像的障礙。
寬場熒光成像系統(tǒng)——THUNDER Imager

圖2 DMi8 THUNDER倒置熒光成像系統(tǒng)

• 專門技術(shù)——ICC：實時去除非焦平面信號，高保真展現(xiàn)焦面熒光信號

• 可選配8根譜線窄帶LED激發(fā)光源 (395/438/475/511/555/575/635/730nm)

• 外置熒光轉(zhuǎn)輪+可選發(fā)射光濾片，有效減少熒光串色

• 超分辨率成像：成像分辨率可達136 nm

超分辨率共聚焦成像系統(tǒng)——STELLARIS

圖3 STELLARIS 5激光共聚焦成像系統(tǒng)

• 標(biāo)配具備光子計數(shù)能力的高靈敏HyD檢測器

• 檢測范圍擴展到410-850nm，染料選擇更加靈活

• 選配白激光光源，最大440-790nm激發(fā)范圍, 高效熒光激發(fā)，避免熒光串色

• TauSense技術(shù)：從熒光壽命維度避免組織自發(fā)光干擾

• 選配FALCON（快速熒光壽命檢測）技術(shù)，實現(xiàn)樣本多組分精準(zhǔn)拆分成像

超多標(biāo)單細(xì)胞空間組學(xué)——Cell DIVE

圖4 Cell DIVE成像儀

• 病理樣本超多標(biāo)成像——可實現(xiàn)一張切片多于60種生物標(biāo)志物的檢測

• 提供樣品制備-熒光標(biāo)記-成像-分析全套實驗方案

• 已驗證超過350種商品化抗體，研究方向涉及廣泛

• 專業(yè)病理分析軟件（HALO），保證結(jié)果精確分析

 
成像圖片展示

圖5 淋巴瘤樣本IBEX技術(shù)22色標(biāo)記成像
成像儀器：STELLARIS共聚焦顯微鏡（Radtke, A.美國NIH）

圖6 中樞神經(jīng)元微管蛋白（綠）
成像儀器：THUNDER熒光顯微鏡（FAN GmbH, Magdeburg (Germany)）
左，寬場熒光顯微鏡；右，THUNDER

圖7 結(jié)腸癌組織55色標(biāo)記成像
成像儀器：Cell DIVE超多標(biāo)成像儀（刊稿雜志：Nat Commun.^[5]）

圖8 小鼠小腸組織ILC成像
成像儀器：共聚焦（刊稿雜志：Science ^[7]）
 
設(shè)備代表性文獻
THUNDER
[1] Jarret A, et al. Enteric Nervous System-Derived IL-18 Orchestrates Mucosal Barrier Immunity. Cell, 2020.
[2] Guccini I, et al. Senescence Reprogramming by TIMP1 Deficiency Promotes Prostate Cancer Metastasis. Cancer Cell, 2020.
[3] Tosetti N, et al. Essential function of the alveolin network in the subpellicular microtubules and conoid assembly in Toxoplasma gondii. eLife Sciences, 2020.
Cell DIVE
[4] Gerdes M J, et al. Highly multiplexed single-cell analysis of formalin-fixed, paraffin-embedded cancer tissue. PNAS, 2013.
[5] Uttam S, et al. Spatial domain analysis predicts risk of colorectal cancer recurrence and infers associated tumor microenvironment networks. Nature Communications, 2020.
[6] Ziju Y, et al. Immune Profiling and Quantitative Analysis Decipher the Clinical Role of Immune-Checkpoint Expression in the Tumor Immune Microenvironment of DLBCL. Cancer immunology research, 2019.
Confocal (SP8/STELLARIS)
[7] Huang Y, et al. S1P-dependent interorgan trafficking of group 2 innate lymphoid cells supports host defense. Science, 2018.
[8] Mao K, et al. Innate and adaptive lymphocytes sequentially shape the gut microbiota and lipid metabolism. Nature.
[9] Chaido S, et al. PD-1 Inhibitory Receptor Downregulates Asparaginyl Endopeptidase and Maintains Foxp3 Transcription Factor Stability in Induced Regulatory T Cells. Immunity, 2018.
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