Science封面专题

Science封面专题：神经胶质细胞【字体：大中小】时间：2010年11月10日来源：生物通------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------摘要：上周出版的Science杂志封面就是Glia，并以此为题展开了专题介绍，其中包括一篇介绍性文章，一篇观察文章和两篇评论性文章。生物通报道：神经胶质细胞是神经组织中除神经元外的另一大类细胞，分布在神经元之间，形成网状支架。其数量比神经元多10-50倍。神经胶质细胞也具有多突起，但无树突和轴突之分。胞质内不含尼氏小体和神经原纤维，没有感受刺激和传导冲动的功能。但它们参与神经元的活动，对神经元具有支持、保护、营养、形成髓鞘和修复等多种功能。下载最新7款超微量分光光度计选购指南！咨询美林恒通专家意见这种细胞的作用过去曾被认为只是支持神经细胞，但是随着研究的深入，科学家们发现胶质细胞也有传导信息，修复神经细胞的作用，研究人员发现这种细胞数量巨大，远多于神经系统中的另外一种细胞：神经元，两者的比例大约是10：1。上周出版的Science杂志封面就是Glia，并以此为题展开了专题介绍，其中包括一篇介绍性文章，一篇观察文章和两篇评论性文章。（Science封面——从产后早期小鼠大脑纯化出的少突胶质细胞（oligodendrocytes），绿色为未成熟细胞，红色是成熟细胞。少突胶质细胞分支较少，作用和周围神经系统中的施旺细胞一样，即围裹在神经纤维之外，形成多层绝缘的髓鞘。）在第一篇文章：GleeforGlia中提到，多年来科学家们都在研究神经胶质细胞，但是这种细胞的作用被忽视了，经过科学家们的实验证实，神经胶质细胞是高度复杂的细胞，参与了大量的功能作用。神经胶质在突触形成、突触成熟及塑性和快速传导动作电位等方面的作用，以及在神经系统中的免疫功能。最近来自日本的科学家们还发现神经胶质细胞能引起精神分裂症主要症状之一：意识障碍，研究人员首先培育出一种实验大鼠，并特意让这种大鼠神经胶质细胞中的一个基因出现异常，然后观察电流信号在大鼠神经细胞之间传输的过程中其速度的变化情况。结果发现，电流信号的传输速度只有正常大鼠的一半。研究人员用电子显微镜观察发现，出现这种现象的原因就是神经胶质细胞的构造出现了细微的异常变化，即本该完全包住神经细胞突起的神经胶质细胞的顶端并没有完全闭合，从而使神经细胞突起露出了一部分，这也正是导致患者出现意识障碍的原因。一直以来，人们都以为是神经细胞本身出了问题才导致意识障碍，没想到真正的原因竟是神经胶质细胞出现的细微变化。另外英国的研究人员发现了一种胶质细胞：星形胶质细胞在调节呼吸方面的重要作用，这一发现表明大脑组织功能与呼吸衰竭有密切关系，而星形胶质细胞或可成为防止呼吸衰竭的治疗标靶。研究人员通过先进的基因转移技术，对小鼠大脑中星形胶质细胞的活动进行观察后发现，该种细胞的化学敏感度极高，能够感知血液中二氧化碳水平的变化，当二氧化碳含量过高时，它们会释放化学信号三磷酸腺苷（ATP），刺激大脑神经中枢调整呼吸强度，以移除血液中过多的二氧化碳。这一发现表明，星形胶质细胞可根据不断变化的新陈代谢和活动需要来调节呼吸强度，它在呼吸调节方面居于中心地位。而神经胶质细胞功能障碍很可能与婴儿猝死综合征或先天中枢性换气不足症有关。如果这个假设正确，星形胶质细胞则可作为防止呼吸衰竭的潜在治疗标靶。Methods：荧光成像技术（二）【字体：大中小】时间：2010年11月10日来源：生物通------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------摘要：体内荧光成像方法可以对同一组实验对象在不同时间点进行记录，跟踪同一观察目标（标记细胞及基因）的移动及变化，因此比较于传统的动物实验方法，所得的数据更加真实可信。生物通报道：体内荧光成像主要由灵敏的CCD及其分析软件和作为报告子的荧光素酶（luciferase）以及荧光素（luciferin）组成，可以直接对活体生物体内的细胞活动和基因行为进行监控，适合于观测活体动物体内肿瘤的生长及转移、感染性疾病发展过程、特定基因的表达等生物学过程。这种方法可以对同一组实验对象在不同时间点进行记录，跟踪同一观察目标（标记细胞及基因）的移动及变化，因此比较于传统的动物实验方法，所得的数据更加真实可信。尽管这种技术具有操作简单，结果直观，灵敏度高等优点，但是仍然也存在许多问题，比如在成像过程中，有些细胞会发出其自身的荧光，扰乱研究人员使用的绿色荧光蛋白发出的光。想要寻找ELISA试剂盒?R&DSystems推出种类齐全的完整ELISA试剂盒，询问相关技术资料为了排除这种干扰，一些研究人员采用了双色双标记的方法，比如今年英国爱丁堡大学爱丁堡癌症研究中心的研究人员就发明了一种新型双色的光激活荧光蛋白，这种融合蛋白融合了红色荧光蛋白（RFP）单体Cherry和GFP的光激活变异体。这种融合蛋白能够在表达标志物的细胞中持续发出红色荧光，而绿色荧光只有在405-nm光激发下才会发出。一些厂家也推出了相应的细胞示踪产品，来自于荧光产品集大成者：MolecularProbes（被Invitrogen收购）的CellTracker系列产品（包括CellTrackerOrange，CellTrackerBlue，CellTrackerGreen，CellTrackerRed等，最大激发波长不同）就是一类经典的荧光示踪染料。其中CellTrackerOrange就是一种应用广泛的细胞示踪染料，这种“vitaldye”能浸入活细胞的细胞膜，结合到只有这种T细胞才表达的一种蛋白上，便于从组织自发荧光区分开来。作为良好的细胞形态学示踪产品，荧光探针或检测分子需具有定位于细胞或细胞器的能力、并在这些结构中长期存在。对于活细胞和组织来说，示踪剂还必须是无生物活性及无毒的。这些条件都满足的情况下，示踪剂才能发挥作用。研究人员可以利用双光子显微技术（2-photonmicroscopy），从而捕获不同颜色的信号，其中一种染料可以作为了一种阳性背景。CellTracker系列产品包含有氯甲基基团，体外实验显示参与GST反应，能与硫醇相互作用，在大多数细胞中，谷胱甘肽的表达水平都比较高，并且谷胱甘肽转移酶也随处可见，因此这种染料添加到细胞培养物中，经过洗涤进入细胞，能在细胞中能存留多代，并不会转移到该群的其他细胞中去（仅有很小可能会通过缝隙连接转移）。这种探针在荧光染料的细胞存留能力上实现了一个突破，用于移植细胞和组织的长时间示踪非常理想。另外一些成形的系统也可以通过不同波长的激发光来减少自发荧光的影响，比如颇为出名的Xenogen的IVIS系统就可以检测波长范围400－950nm的荧光，通过六块不同的激发光滤镜获得所需的特定激发光波长。光线通过第二块蓝色漂移背景光滤镜(blue-shiftedbackgroundfilters)，使得初始的激发光产生轻微的蓝色漂移。以不同波长的激发光，在不激发荧光报告基团时激发组织的自发荧光，从而将靶信号与背景光区分开，消除自发荧光。LI-COR公司推出的Odyssey双色红外荧光成像系统利用其专利的红外染料技术，两个独立的红外荧光通道检测荧光信号。该系统具有685nm和785nm激发波长的两个独立的红外激光器，分别激发两种红外荧光染料，产生720nm和820nm的发射光，然后由两个高灵敏度雪崩式光电二极管检测器同时检测荧光信号。一般的荧光染料不能有效地用于检测膜上的蛋白或者塑料培养皿中的蛋白，因为它们的激发和检测波长位于可见光谱区，易形成膜（NC膜、PVDF膜、尼龙膜）的高背景荧光干扰。而在红外波长区检测荧光信号，具有背景低，信噪比高的特点。因此，Odyssey可以用于检测膜上和微孔板上的蛋白或核酸，并对其进行精确的定量分析。而PearlImager活体成像系统则是通过其独特的近红外荧光优势减少了自发荧光的影响。光的吸收和散射很大程度上取决于激发光源，通常由于生物活体内的很多物质，譬如血红素，黑色素以及脂质对于激发光具有一定的吸收度，而这种吸收度是随着激发荧光波长的不同而变化的，波长越长，活体对于光的吸收和散射程度越低。而在大于900nm波长的红外光下，吸水性又会导致高的背景噪音。PearlImager采用的近红外荧光则取巧的选择了近红外这个波长范围，在这个区域，活体内物质自发荧光对于成像干扰小，背景噪音也不大，因此可以说近红外荧光染料基团是比较理想的动物活体成像标记物质。PearlImager就是利用了这些报告基因，比如IRDye800CW,Cy7,andAlexaFluor750，再配上灵敏的CCD光学检测仪器，从而成就了这样一种灵敏高效的荧光成像系统。除此之外，在体内荧光成像过程中，如果确实遇到了无法逾越的问题，也可以考虑转向其它方法，比如更换光源，GE公司基于时域技术的eXploreOptix成像系统，利用的就是脉冲激光二极管发送窄光谱的激光短脉，这种方法突破了传统成像方法对光学信号强度的依赖，能提供对荧光团强度、浓度和三维定位的精确测量，并且由于eXploreOptix具有纳秒级的时间分辨率，所以研究人员可进行活体荧光寿命测量，从而辨别具有类似光谱图的荧光团。除此之外，由于eXploreOptix是集成的多模式平台，因此可以对多个生物学靶标进行分析监控。（生物通：万纹）