來自華中科技大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新方法，證實(shí)可利用它來使得猝滅的熒光蛋白分子發(fā)生化學(xué)重激活，實(shí)現(xiàn)樹脂包埋熒光微成像。研究結(jié)果發(fā)表在6月2日的《自然通訊》（Nature Communications）雜志上。

    華中科技大學(xué)的曾紹群（Shaoqun Zeng）博士和龔輝（Hui Gong）副教授是這篇論文的共同通訊作者。前者主要從事生物醫(yī)學(xué)光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)成像、神經(jīng)回路與蛋白質(zhì)功能高分辨成像新技術(shù)新方法、生物信息技術(shù)等研究。后者的主要研究方向包括認(rèn)知光學(xué)成像與神經(jīng)信息學(xué)、數(shù)字生命與醫(yī)學(xué)影像。

    樹脂包埋（Resin embedding）是一項(xiàng)開發(fā)成熟的方法，被廣泛用作為電子顯微鏡和光學(xué)顯微鏡的基礎(chǔ)工具。1949年，人們?cè)状卫眠@一技術(shù)生成了用于透射電子顯微鏡檢查的超薄切片。樹脂包埋組織具有良好的切片特性，幫助研究人員克服了對(duì)厚組織進(jìn)行顯微鏡檢查面臨的一些散射障礙。

    近幾十年來，綠色熒光蛋白（GFP）標(biāo)記技術(shù)使熒光成像獲得了***性的突破。利用這一強(qiáng)大的分子生物學(xué)技術(shù)，將GFP附著到目的基因產(chǎn)物上以可見的方式標(biāo)記出它們的表達(dá)，使得研究人員能夠?qū)ζ溥M(jìn)行生物學(xué)功能和定位分析。不幸的是，包埋過程中的脫水步驟及某些有機(jī)溶劑可導(dǎo)致水母GFP和其變異體,如廣泛應(yīng)用的EGFP和EYFP等發(fā)生猝滅，由此生成的弱熒光信號(hào)導(dǎo)致無法進(jìn)行檢測(cè)。這使得研究人員難于將樹脂包埋方法與現(xiàn)代分子標(biāo)記技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。

    多年來，研究人員一直試圖通過優(yōu)化包埋實(shí)驗(yàn)方案來改善樹脂包埋程序中對(duì)于熒光的保護(hù)。盡管仍然存在猝滅情況，研究人員已成功地對(duì)一些用于相關(guān)顯微鏡研究的樹脂包埋培養(yǎng)細(xì)胞及小組織進(jìn)行了檢測(cè)和分析，但這些方法難以用于處理厚組織塊。目前研究人員對(duì)于樹脂包埋程序的熒光猝滅機(jī)制仍然未知。此外，也不清楚是否可以成功保留標(biāo)記結(jié)構(gòu)。

    以往的一些研究團(tuán)隊(duì)曾在水溶液中系統(tǒng)地研究過GFP的一些特性。也曾在酸性、堿性和變性劑溶液中探究GFP的行為。在這篇文章中，研究人員受到啟發(fā)追蹤了樹脂包埋過程中GFP的行為。他們發(fā)現(xiàn)利用通常的包埋程序，大多數(shù)的GFP分子通過生色團(tuán)質(zhì)子化保持在一種非熒光狀態(tài)，而未發(fā)生變性。在成像過程中利用他們稱之為化學(xué)重激活（CR）的方法，可使這些GFP重新恢復(fù)熒光狀態(tài)。相比于未處理樣本，利用這種CR方法處理組織熒光強(qiáng)度增高了11.8倍。研究人員證實(shí)，這種CR方法能夠可靠地保留樹脂包埋組織中EYFP和EGFP的標(biāo)記結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)熒光標(biāo)記組織塊的熒光顯微成像。

    由于樹脂包埋和熒光蛋白標(biāo)記是生物和醫(yī)學(xué)廣泛應(yīng)用的兩種技術(shù)，作者表示他們的這種CR方法為兩種從前不相兼容的重要方法提供了一個(gè)寶貴的橋梁，并有可能在未來推動(dòng)其他的研究領(lǐng)域，促成新的研究突破。