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细胞原位分子互作成像分析系统揭示细胞内分子网络
更新更新时间：2025-03-26
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细胞是一个高度复杂且高度有序的生命单位，其内部存在着错综复杂的分子网络。这些分子间相互作用在细胞的生长、发育、分化、代谢调控以及对疾病的响应等众多生理和病理过程中都起着至关重要的作用。细胞原位分子互作成像分析系统为探究细胞内分子网络提供了新的视角和强大的工具。 
一、细胞原位分子互作成像分析系统的原理与技术手段
1、荧光共振能量转移技术
FRET是一种基于非辐射能量转移的原理。当两个荧光基团在空间上接近时，供体荧光基团激发后发射的能量可以被受体荧光基团吸收，从而使受体荧光基团发光。在成像分析中，将两个相互作用的分子分别与供体和受体荧光蛋白融合表达。
2、荧光寿命成像显微镜结合FRET
FLIM是一种测量荧光寿命的技术。荧光寿命是指荧光分子从激发态回到基态所经历的平均时间。与传统的基于荧光强度的FRET检测相比，基于FLIM-FRET的技术受样品中荧光基团浓度、光漂白等因素的影响更小。它可以更精确地测量细胞内分子间相互作用引起的FRET效率变化，提供更准确的分子互作信息。
在研究细胞膜受体与其他细胞内信号分子的相互作用时，利用FLIM-FRET技术，可以在细胞原位清晰地显示在特定刺激下，受体与胞内信号分子相互作用的时空动态变化，抗原受体与胞内衔接蛋白的相互作用过程的实时成像。
3、生物正交化学成像技术
生物正交化学利用特殊的化学反应对，在生物体系中进行特异性标记。在成像分析中，可以将其中一个相互作用分子标记上叠氮化物基团，另一个标记上炔基团，当它们在细胞内相互靠近并发生相互作用时，通过加入铜催化的点击化学反应试剂，可以在原位形成共价连接的标记复合物，然后用荧光标记的染料或其他检测手段来观察这些标记复合物，从而实现对分子相互作用的成像分析。
二、优势
1、原位实时监测
能够直接在细胞内、原位地观察分子间的相互作用，无需对细胞进行复杂的破碎或分离操作。这样可以实时捕捉分子相互作用的动态过程，包括相互作用的起始、持续时间和终止等。通过细胞原位分子互作成像分析系统，可以实时监测在凋亡信号刺激下，这些蛋白相互作用的变化，揭示凋亡调控网络中蛋白-蛋白相互作用的实时规律。
2、空间分辨率高
可以提供分子在细胞内不同亚结构中的相互作用信息，显示出分子网络在空间上的分布特征。能够区分不同基因位点上转录因子的结合情况，以及这些结合随时间和细胞状态的变化，从而为深入理解基因转录调控机制提供详细的图像和数据。
3、多种相互作用信息整合
结合不同的成像和分析技术手段，可以同时获取分子相互作用的亲和力、特异性、动力学等多方面的信息。
