子科生物報道:清華大學戴瓊海院士團隊在計算攝像顯微儀器研制和生命科學觀測領域取得重要成果,研制的掃描光場顯微鏡(DAOSLIMIT),突破三維組織分布、光學像差、光毒性等諸多膠著問題的限制,在哺乳動物活體環(huán)境下實現(xiàn)了高速亞細胞分辨率長時程觀測。
在哺乳動物活體環(huán)境下進行高速亞細胞分辨率長時程觀測始終懸而未決,極大地制約了腦科學、腫瘤學與免疫學的深入研究。清華大學戴瓊海團隊長期從事光場智能顯微儀器研究,獨辟蹊徑地提出了數(shù)字自適應光學框架,發(fā)明了掃描光場成像技術(shù),歷經(jīng)三年的攻關(guān),研制了掃描光場顯微鏡,在225×225×16μm3的成像視野范圍內(nèi),以橫向220nm和軸向400nm光學衍射極限分辨率,將毫秒級活體三維連續(xù)觀測時長從數(shù)分鐘提高到小時級,活體成像時空分辨率提升了2個數(shù)量級,光毒性降低3個數(shù)量級,為揭示哺乳動物活體多細胞、多細胞器間的相互作用提供了全新路徑。
遷移體(migrasome)是清華大學俞立團隊最近發(fā)現(xiàn)并命名的新細胞器,現(xiàn)在已知遷移體在胚胎發(fā)育,免疫系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)維持中起重要作用。借助掃描光場顯微鏡(DAOSLIMIT),得以開創(chuàng)哺乳動物活體環(huán)境中遷移體功能研究的新領域。研究人員將中性粒細胞和血管分別進行染色,在活體小鼠肝臟內(nèi)進行多色成像,shou次清晰地觀測到了遷移體和絲狀偽足在哺乳動物體內(nèi)的生成與變化。
此項研究工作以“數(shù)字自適應光學迭代層析成像技術(shù)使三維亞細胞毫秒尺度活動的小時級長時活體觀測成為可能”(Iterative tomography with digital adaptive optics permits hour-long intravital observation of 3D subcellular dynamics at millisecond scale)為題,于5月25日在線發(fā)表在《細胞》(Cell)期刊。
清華大學自動化系博士后吳嘉敏、博士研究生盧志,生命學院博士后姜東為該論文的共同第一作者,清華大學自動化系、北京信息科學與技術(shù)國家研究中心、腦與認知科學研究院戴瓊海教授,自動化系范靜濤副研究員,生命學院俞立教授為論文共同通訊作者。此項研究工作得到了國家自然基金項目的資助。