徠卡助攻免疫學研究——多色熒光成像篇

張覺超
徠卡顯微系統一直追求聚焦于科技前沿，不斷推出先進的成像技術以豐富研究者們的“器材庫"。針對免疫學研究中顯微成像的難點，徠卡推出了《免疫學成像解決方案》，幫助用戶們輕松完成多色熒光標記、活細胞觀察、精細結構展示、大視野拼圖等成像需求。今天我們就來盤點一下徠卡在多重標記熒光成像方面有哪些小妙招。
 
Immunology is the study of the body’s defense against infection.
免疫學是研究機體防御外源感染的學科。
——《Janeways Immunobiology》9e
研究熱點
免疫學作為相對新興的學科，其發展十分迅速。早期免疫學階段（19世紀之前）和傳統免疫學階段（19世紀期間）集中于研究機體對外源病原體入侵的防御機制。現代免疫學將傳統免疫學與分子生物學、生物化學、發育學、病理學等學科結合，關注于免疫系統發育、免疫細胞功能、免疫應答機制及病理條件下免疫系統調控異常的機制。近期，受到基金委青睞的重點項目多集中在肺部炎癥與修復的發生發展機制、免疫細胞分化及應答機制、代謝疾病的免疫調控機制、衰老相關炎癥機制、免疫調控異常與靶向干預和腫瘤免疫治療等研究方向。

圖1免疫學研究高頻檢索詞匯云圖
2017-2019國家自然科學基金免疫學項目名稱詞云分析
免疫學成像需求、挑戰及解決方案

免疫細胞/組織多色熒光成像解決方案
免疫系統的復雜性決定了免疫學研究中常常需要同時關注幾種甚至幾十種生物標志分子。熒光基團串色、光譜拆分假陽性、染料選擇少等難題使成像技術在免疫學領域的應用總是受到限制。下面幾款徠卡高檔成像設備專精于多重標記熒光成像，能幫助您掃清免疫學多色成像的障礙。
寬場熒光成像系統——THUNDER Imager

圖2 DMi8 THUNDER倒置熒光成像系統

• 專門技術——ICC：實時去除非焦平面信號，高保真展現焦面熒光信號

• 可選配8根譜線窄帶LED激發光源 (395/438/475/511/555/575/635/730nm)

• 外置熒光轉輪+可選發射光濾片，有效減少熒光串色

• 超分辨率成像：成像分辨率可達136 nm

超分辨率共聚焦成像系統——STELLARIS

圖3 STELLARIS 5激光共聚焦成像系統

• 標配具備光子計數能力的高靈敏HyD檢測器

• 檢測范圍擴展到410-850nm，染料選擇更加靈活

• 選配白激光光源，最大440-790nm激發范圍, 高效熒光激發，避免熒光串色

• TauSense技術：從熒光壽命維度避免組織自發光干擾

• 選配FALCON（快速熒光壽命檢測）技術，實現樣本多組分精準拆分成像

超多標單細胞空間組學——Cell DIVE

圖4 Cell DIVE成像儀

• 病理樣本超多標成像——可實現一張切片多于60種生物標志物的檢測

• 提供樣品制備-熒光標記-成像-分析全套實驗方案

• 已驗證超過350種商品化抗體，研究方向涉及廣泛

• 專業病理分析軟件（HALO），保證結果精確分析

 
成像圖片展示

圖5 淋巴瘤樣本IBEX技術22色標記成像
成像儀器：STELLARIS共聚焦顯微鏡（Radtke, A.美國NIH）

圖6 中樞神經元微管蛋白（綠）
成像儀器：THUNDER熒光顯微鏡（FAN GmbH, Magdeburg (Germany)）
左，寬場熒光顯微鏡；右，THUNDER

圖7 結腸癌組織55色標記成像
成像儀器：Cell DIVE超多標成像儀（刊稿雜志：Nat Commun.^[5]）

圖8 小鼠小腸組織ILC成像
成像儀器：共聚焦（刊稿雜志：Science ^[7]）
 
設備代表性文獻
THUNDER
[1] Jarret A, et al. Enteric Nervous System-Derived IL-18 Orchestrates Mucosal Barrier Immunity. Cell, 2020.
[2] Guccini I, et al. Senescence Reprogramming by TIMP1 Deficiency Promotes Prostate Cancer Metastasis. Cancer Cell, 2020.
[3] Tosetti N, et al. Essential function of the alveolin network in the subpellicular microtubules and conoid assembly in Toxoplasma gondii. eLife Sciences, 2020.
Cell DIVE
[4] Gerdes M J, et al. Highly multiplexed single-cell analysis of formalin-fixed, paraffin-embedded cancer tissue. PNAS, 2013.
[5] Uttam S, et al. Spatial domain analysis predicts risk of colorectal cancer recurrence and infers associated tumor microenvironment networks. Nature Communications, 2020.
[6] Ziju Y, et al. Immune Profiling and Quantitative Analysis Decipher the Clinical Role of Immune-Checkpoint Expression in the Tumor Immune Microenvironment of DLBCL. Cancer immunology research, 2019.
Confocal (SP8/STELLARIS)
[7] Huang Y, et al. S1P-dependent interorgan trafficking of group 2 innate lymphoid cells supports host defense. Science, 2018.
[8] Mao K, et al. Innate and adaptive lymphocytes sequentially shape the gut microbiota and lipid metabolism. Nature.
[9] Chaido S, et al. PD-1 Inhibitory Receptor Downregulates Asparaginyl Endopeptidase and Maintains Foxp3 Transcription Factor Stability in Induced Regulatory T Cells. Immunity, 2018.
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