加利福尼亞州舊金山——2021 年 12 月 8 日——很難判斷腦細胞何時死亡。在顯微鏡下看起來不活躍和支離破碎的神經(jīng)元可能會持續(xù)數(shù)天處于生死攸關(guān)的狀態(tài)，有些神經(jīng)元在出現(xiàn)惰性后突然再次開始發(fā)出信號。對于研究神經(jīng)退行性變的研究人員而言，由于缺乏對神經(jīng)元的精確“死亡時間”聲明，因此很難確定導(dǎo)致細胞死亡的因素以及篩選可能使衰老細胞免于死亡的藥物。
現(xiàn)在，格拉德斯通研究所的研究人員開發(fā)了一種新技術(shù)，可以讓他們一次跟蹤數(shù)千個細胞，并確定該組中任何細胞的準確死亡時刻。該小組發(fā)現(xiàn)，在雜志上發(fā)表的論文自然傳播，該方法在嚙齒動物和人類細胞以及內(nèi)活斑馬魚的工作，并且可以用于跟蹤細胞數(shù)周或數(shù)月。
“獲得準確的死亡時間對于闡明神經(jīng)退行性疾病的因果關(guān)系非常重要，”格拉德斯通系統(tǒng)和治療學(xué)中心主任、兩項新研究的資深作者、醫(yī)學(xué)博士、博士 Steve Finkbeiner說。“它讓我們弄清楚哪些因素直接導(dǎo)致細胞死亡，哪些是偶然的，哪些可能是延遲死亡的應(yīng)對機制。”
在《科學(xué)進展》雜志上發(fā)表的一篇配套論文中，研究人員將細胞傳感器技術(shù)與機器學(xué)習(xí)方法相結(jié)合，教計算機如何比人類更快、更準確地區(qū)分活細胞和死細胞 100 倍。
Finkbeiner 的科學(xué)項目負責人 Jeremy Linsley 博士說：“大學(xué)生手工分析這些數(shù)據(jù)需要幾個月的時間，而我們的新系統(tǒng)幾乎是瞬間完成的——它的運行速度實際上比我們在顯微鏡上獲取新圖像的速度還要快。”實驗室和兩篇新論文的第一作者。
教舊傳感器新技巧
當細胞死亡時——無論是什么原因或機制——它們最終會變得支離破碎，它們的細胞膜退化。但這種降解過程需要時間，讓科學(xué)家們難以區(qū)分早已停止運作的細胞、生病和垂死的細胞以及健康的細胞。
研究人員通常使用熒光標簽或染料隨著時間的推移用顯微鏡跟蹤患病細胞，并嘗試診斷它們在降解過程中的位置。已經(jīng)開發(fā)了許多指示劑染料、染色劑和標簽來區(qū)分已經(jīng)死亡的細胞和仍然活著的細胞，但它們通常只能在褪色前的短時間內(nèi)起作用，并且在使用它們時也可能對細胞有毒。
“我們真的想要一個能持續(xù)細胞整個生命周期的指示器——不僅僅是幾個小時——然后只有在細胞死亡的特定時刻才給出明確的信號，”林斯利說。
Linsley、Finkbeiner 和他們的同事選擇了鈣傳感器，最初設(shè)計用于跟蹤細胞內(nèi)的鈣水平。當細胞死亡并且細胞膜變得滲漏時，一個副作用是鈣會涌入細胞的水狀細胞質(zhì)中，而細胞質(zhì)中的鈣含量通常相對較低。
標簽：
免責聲明：本文由用戶上傳，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除！