超分辨率荧光显微镜技术成功运用于外泌体的成像和追踪

外泌体是由细胞分泌的小膜泡，富含大量的蛋白质。推敲到外泌体在不同生理活动中的显著作用和在诊断、药物释放方面潜伏的价值，研究人员在外泌体的体外追踪和内含物分析方面做了很大的努力。

目前，各种超分辨率显微镜的出现为外泌体的研究提供了强大的工具。2016年9月，东南京大学学先进光子学中心主任崔1平教授团队在ACSappliedmaterials&interfaces杂志（IF=7.145）发表文章，展现了超分辨率成像技术（PALM/STORM）的单份子定位在癌症外泌体的成像和示踪上利用。

在实验中，首先从肿瘤细胞的培养基中提取癌细胞来源的外泌体。然后将外泌体膜受体标记上光控探针，通过光敏定位显微镜（PALM）或随机光学重构显微镜（STORM）即可对这些膜受体进行超分辨率成像。使用人类乳腺癌细胞来源的外泌体，发现对外泌体的2种膜受体同时标记可利用PALM/STORM同时成像。成功地对外泌体进行标记和成像使得研究人员能够视察癌症外泌体和正常细胞之间的相互作用。同时，PALM/STORM成像显示癌症外泌体与受体细胞的溶酶体是共定位的。由于外泌体在细胞间通讯进程中起到了相当重要的作用，研究人员预计PALM/STORM对外泌体的成像和追踪在外泌体介导的肿瘤转移的机制研究进程中具有很大的潜力。

超分辨率荧光显微技术获2014年诺贝尔化学奖，此奖授与EricBetzig，StefanW.Hell和WilliamE.Moerner3位科学家，以表彰他们在超分辨率荧光显微成像技术方面的重大贡献。

基于随机单份子定位的超分辨技术的核心是，超分辨率荧光显微镜技术成功运用于外泌体的成像和追踪，如果图象上的点不是同时亮起来，也就是不会有两个靠得很近的点同时亮，就可以够通过定位的方式实现超分辨。虽然1次定位只能得到少数几个份子，超分辨率荧光显微镜技术成功运用于外泌体的成像和追踪，但是通过数千张图片对数10万个单份子的定位，就可以够取得1张高分辨率的图象。

基于随机单份子定位的PALM/STORM超分辨原理图

这1超分辨技术发明于2006年，由本次诺贝尔奖得主EricBetzig（光活化定位显微术PALM技术）、哈佛大学教授庄小威（随机光学重构显微术STORM技术）、和SamuelHess（荧光活化定位显微术fPALM技术）3个研究组分别同时独立发明，分别发表于Science，NatureMethods和BiophysicalJournal。3种技术的原理非常像，都是基于荧光份子的光转化能力和单分子定位，通过用光控制每次唯一少许随机离散的单个荧光份子发光，并准肯定位单个荧光分子点扩大函数的中心，超分辨率荧光显微镜技术成功运用于外泌体的成像和追踪，通过量张图片叠加构成1幅超高分辨率图象。

WilliamE.Moerner是单分子荧光技术的先驱人物。他在1989年任职于美国IBM研究中心时在世界上首次实现了单个分子的光吸收的丈量，并在1997年与发展绿色荧光蛋白技术而取得2008年诺贝尔化学奖的钱永健合作，发现了绿色荧光蛋白的光转化效应。而EricBetzig是荧光显微技术领域的领军人物。他在1994年提出了基于单份子信号实现超高分辨率成像的思想，并于2006年在实验中得以实现。庄小威作为STORM超分辨技术的发明人，1直领导并推动着超高分辨率显微技术的发展和利用，是近8年来这个领域最活跃的研究团队。

编译自：ImagingandIntracellularTrackingofCancer-DerivedExosomesUsingSingle-MoleculeLocalization-BasedSuper-ResolutionMicroscope.ACSApplMaterInterfaces2016Oct5;8(39):25825⑵5833.