通过芳香氨基酸调节的细胞代谢的生物对等化学成像

科学领域:

• 细胞代谢的细胞代谢.
• 生物医学成像学 生物医学成像学
• 分子生物学分子生物学

背景情况:

• 基本芳香氨基酸 (AAA) 对于细胞生长和生物质合成至关重要.
• 癌细胞对AAA的需求很高,以支持快速增殖.
• 目前的成像方法缺乏特异性,需要广泛的样本准备以进行现场代谢分析.

研究的目的:

• 开发一种非侵入性的光学成像平台,以在现场可视化AAA的细胞代谢.
• 为了能够直接可视化细胞如何利用AAA来合成新的生物质.
• 为研究细胞过程中的AAA调节提供一个工具.

主要方法:

• 开发一个结合二氧化 (D2O) 探测与刺激拉曼散射 (DO-SRS) 和两光子激发光 (2PEF) 的光学成像平台.
• 将DO-SRS和2PEF模式集成到一个单一的显微镜系统中.
• 应用平台可视化HeLa细胞中的代谢活动.

主要成果:

• 在单个HeLa细胞内可视化新合成的蛋白质和脂质方面,DO-SRS平台实现了高空间分辨率和特异性.
• 2PEF模式成功地检测到尼古丁胺氨酸二核酸 (NADH) 和Flavin的无标签自信号.
• 图像系统与体外和体外模型兼容.

结论:

• 开发的DO-SRS和2PEF集成成像系统为细胞AAA代谢的现场可视化提供了强大的工具.
• 这一平台可以无标签检测高特异性的代谢活动和生物质合成.
• 该系统在体外和体内应用的灵活性为代谢研究开辟了新的途径.