01
细胞参与固有免疫和适应性免疫
Nanolive技术无标记,无光毒性,使连续监测活细胞成为可能,非常适合高时空分辨率跟踪在共培养中发生的相互作用,以及固有免疫和适应性免疫系统中不同细胞类型之间的动态互作,且不受基于荧光的成像或终点分析的限制。
实验方法:
从骨髓中分离提前刺激来自C57BL/6小鼠的抗原呈递树突状细胞和巨噬细胞并进行体外分化。然后将它们与来自OT-I小鼠的新鲜分离的幼稚T细胞一起孵育。使用3DCellExplorer每隔6秒采集一张图像,持续约11分钟。
结果:
1.由于这三种细胞的大小、密度以及折射率(RI)的不同,我们可以清楚地将它们区分开来。T细胞是最小和最密集的,因此它们在RI图像上看起来最亮。巨噬细胞则相反;这些细胞很大,因此在RI图像中它们较暗。树突状细胞通过其大量的膜突起很容易区分。
2.Nanolive活细胞成像的高时空分辨率使我们能够观察不同细胞类型之间的行为差异。视频中最显著的特征之一是树突状细胞膜突起的动态行为。细胞膜不断以快速、随机的方式延伸出细胞表面,这种行为很可能与细胞感知外界环境信号有关。
3.树突状细胞包膜含有检测细胞因子、病原体相关和损伤相关分子模式的受体,抑制这些受体并观察其对树突状细胞行为的影响是未来可能研究的课题。
02
T细胞和肿瘤细胞相互作用
背景/p>
免疫系统与癌症之间的关系是复杂而动态的。荧光显微镜是研究免疫细胞和癌细胞之间相互作用最常用的方法,但它有许多局限性,脆弱的原代免疫细胞受到耗时、复杂和昂贵的染色步骤的干扰,受到大量光毒性。相比之下,Nanolive成像提供了一种高分辨率、无标标记的方式对免疫细胞和癌细胞之间的相互作用进行成像。
实验方法:
使用从OT-I小鼠分离的T细胞,其携带对卵清蛋白残基-(SIINFEKL肽)有反应的细胞受体,与来自MC38-OVA细胞系和表达卵清蛋白(OVA)抗原的结肠癌细胞一起孵育。
结果:
1.T细胞和癌细胞之间的相互作用细胞接近并连接到结肠癌细胞表面(A)癌细胞。抵抗这种诱导凋亡的接触,但随后吸引了更多的T细胞。
2.三个T细胞现在包围着癌细胞,并通过不止一个T细胞(B)进行接触。
3.细胞凋亡被激活,癌细胞收缩并开始失去其结构(C)。
4.癌细胞被中和(D)。
03
T细胞和巨噬细胞相互作用
背景:
Nanolive为确定T细胞和巨噬细胞相互作用的基本动力学提供了一个良好的解决方案,使复杂的细胞间相互作用能够在空间和时间上以清晰的对比度和高分辨率被捕获,从而允许对细胞内的动态的细节进行检查。
实验方法:
从C57BL/6小鼠中分离巨噬细胞,并用卵清蛋白肽、γ-干扰素和脂多糖处理以诱导抗原呈递。从OT-1小鼠中分离T细胞。使用3DCellExplorer每隔6秒采集一张图像,持续16小时。对z轴上的数据应用后处理数字着色标尺,将空间信息添加到我们的图像中(靠近培养皿底部的细胞为蓝色,而远离培养皿的细胞为粉红色)。
结果:
1.由于Nanolive技术的非侵入性和允许长时间连续成像,能够捕捉到T细胞介导的巨噬细胞死亡和巨噬细胞-巨噬细胞循环的镜头。
2.细胞类型通过其独特的形态很容易识别:巨噬细胞比T细胞大。两个T细胞接近并接触巨噬细胞(A)。这种接触足以使T细胞识别存在于巨噬细胞表面的抗原(B)并引发凋亡(C)。之后,相邻的巨噬细胞识别细胞死亡,并开始吞噬(D)。
3.Nanolive高时空分辨率确保不会遗漏细节,甚至观察到从死细胞到活细胞(E)的囊泡转移。
4.在后期数字化处理视频突出Nanolive技术的另一个优势:添加有关细胞深度等信息。
综上,我们得出结论Nanolive对比其他显微镜:
1.自动化、无标记成像,加快了数据收集。
2.捕捉细胞对药物的真实反应,而不是细胞对外界的反应(例如光毒性),保证数据的真实性。
3.产生连续数据,允许细胞响应的时间分辨率。
4.以定量、公正的方式验证功能。
5.由于其捕获多种生物过程的能力,允许进行同时观察。
参考文献
1.Germain,R.N.,Robey,E.A.Cahalan,M.D.ADecadeofimagingcellularmotilityandinteractiondynamicsintheimmunesystem.Science(80).,–().
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3.Coutu,D.L.Schroeder,T.Probingcellularprocessesbylong-termliveimaging-historicproblemsandcurrentsolutions.J.CellSci.,–().
4.Clarke,S.RMcK.etal.Characterizationoftheovalbumin-specificTCRtransgeniclineOT-I:MHCelementsforpositiveandnegativeselection.Immunol.CellBiol.78,–().
NanoLive3DExplorer是由瑞士Nanolive公司于年在中国推出的一款实时无标记活细胞断层扫描3D显微镜,NanoLive3DExplorer(简称3D显微成像系统)整合全息技术及旋转扫描技术为一体,无需任何标记即可对细胞在nm尺度上进行3D结构探索,并能进行一系列量化实验,如细胞迁移、胞内囊泡追踪、亚细胞器定位、细胞或微生物体积测定、细胞骨架、微丝等无标记分析。
不同于传统的细胞成像需要固定并染色,使用实时无标记活细胞断层扫描3D显微镜几乎不需要样品制备,采用非入侵式、无标记成像,利用任何细胞组分不同折射率的透光信息,对细胞组分进行数字化“染色”,可轻松区分细胞核、细胞质和细胞器。
由于无需任何标记物,不用担心荧光标记对细胞二次影响,通过连续观测可提供在生理条件下活细胞更多的变化信息,从而为生命本质活动研究提供探索工具。
可搭载载台式孵育系统,在不干扰细胞自然生理机能的条件下研究细胞生长、分化、死亡的生命周期,可连续观察细胞几秒到数周,以每秒的速度实时追踪细胞各个结构和它们的机动性与动态性。
3DExplorer整合了完整的活细胞3D成像技术,首次亮相年ASCB会议时就一举获得众多业内人士好评,从技术上引领了当前生命科学研究的前沿热点。
主要获奖情况:
昆明纳瑞科技有限公司