来自Autònoma巴塞罗那大学、卡罗林斯卡研究所(KI)和瑞典生物技术公司BioArctic的研究人员，将STED显微镜技术(一种允许超分辨率可视化的技术)和最近发明的一种新抗体结合起来，用于观察阿尔茨海默病的淀粉样蛋白聚集特征。这项工作已经超越了传统共聚焦显微镜的能力，将允许进一步研究淀粉样蛋白沉积物的结构和形态以及它们形成的机制。
研究中使用的抗体孵育的阿尔茨海默病小鼠模型脑组织淀粉样蛋白聚集斑块的图像。左边是用co .获得的图像
nfocal显微镜。右图为STED显微镜成像。
在阿尔茨海默病患者的大脑中，β -淀粉样蛋白(Aβ)聚集的斑块积聚，这与组织退化和大脑功能障碍有关。这些斑块的主要成分是大约40-42个氨基酸的链，用传统的共聚焦光显微镜只能用集体术语描述为无定形、致密或弥散斑块。这种经典的观点与电子显微镜看到的单个纤维相去甚远。在电子显微镜下，它们呈线状，直径在6到10纳米之间，没有分支，通常由细丝相互缠绕而成。然而，尽管电子显微镜提供了更高的分辨率，但它也有一些缺点，包括非常高的成本和样品制备过程，增加了人工制品的风险。
在这项研究中，研究小组评估了第三种显微镜的使用，STED(受激发射损耗)，以检查a β聚集体的结构和形态。利用这项由诺贝尔奖获得者SW Hell开发的技术，科学家们检查了阿尔茨海默病模型小鼠的大脑切片，以及一种新的重组人抗体，该抗体用荧光标记，可以选择性地与a β聚集体反应。
这项研究发表在《细胞与生物科学》杂志上，描述了传统光学显微镜无法解决的斑块结构细节。“我们已经实现了超过传统共聚焦光显微镜5到10倍的空间分辨率，无论是在体外样本还是在脑组织切片中，我们已经能够识别斑块内的单个纤维，这是以前只有电子显微镜才能实现的里程碑，”Bj?rn Johansson博士解释说，他是该论文的第一作者，也是KI临床神经科学部门的研究员。“这是该领域的一个重要进展，它将使我们能够进一步表征斑块中Aβ沉积及其随后去除的机制，”同一部门的合著者和研究员Vladana Vukojevic补充道。
该研究的合著者、UAB精神病学和法律医学系和神经科学研究所的研究员Lydia gimsamnez - lort说，“能够在已经接受行为观察的动物身上获得这些图像，将使我们能够更好地了解认知和神经精神症状的发展和进展，目的是找到重要的生化和神经病理相关性。”
作者同意以前用传统光学显微镜进行的阿尔茨海默病研究缺乏信息，现在可以用这种新方法解决-淀粉样蛋白聚集体在疾病发病机制中的作用。他们总结道:“STED显微镜正在成为推动阿尔茨海默病研究科学进步的不可或缺的工具。”
本研究得到了Knut和Alice Wallenberg基金会、瑞典研究委员会、战略研究基金会、Olav Thon基金会、Olle Engkvist基金会、?hlén基金会、Magnus Bergvall基金会、UAB、欧盟地平线2020研究与创新计划(ArrestAD H2020 Fet-OPEN-1-2016-2017-737390)、战略研究领域神经科学(StratNeuro)、以及卢和汉斯·奥斯特曼医学研究基金会。
文章:Bj?rn Johansson, Sho Oasa, Aida Muntsant Soria, Ann Tiiman, Linda S?derberg, Ebba Amandius, Christer M?ller, Lars Lannfelt, Lars Terenius, Lydia gimsamnez - lort和Vladana vukojeviki。使用超分辨率STED显微镜观察小鼠脑组织中淀粉样斑块的交织纤维样结构。细胞与生物科学142(2023)。https://doi.org/10.1186/s13578-023-01086-4
