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激光共聚焦显微镜助力肿瘤抑制剂研究

2025-04-09     来源:本站     点击次数:326

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01 文章内容 


文章聚焦于铁死亡抑制蛋白FSP1(ferroptosis suppressor protein-1)的研究。研究人员通过筛选小分子库发现icFSP1这一新型 FSP1 抑制剂,它能诱导铁死亡,且作用机制不同于以往的iFSP1,不直接抑制FSP1酶活性,而是使FSP1发生亚细胞重定位并凝聚,进而促进FSP1相分离,引发脂质过氧化和铁死亡。这一过程依赖FSP1的N端肉豆蔻酰化、特定氨基酸残基及相关结构区域。体内实验显示icFSP1能抑制肿瘤生长,通过诱导FSP1从膜上解离和相分离形成凝聚物,引发脂质过氧化和铁死亡。文章中利用激光共聚焦显微镜为探究icFSP1诱导铁死亡机制提供关键依据:


1.icFSP1对hFSP1亚细胞定位的影响:

展示了对稳定过表达FSP1–EGFP–Strep的野生型细胞用2.5μM的icFSP1处理后立即采集的代表性时间推移荧光图像1(下图c)。结果显示,icFSP1处理后,细胞出现明显焦点和凝聚物,而iFSP1处理组无此现象,表明icFSP1显著改变hFSP1亚细胞定位,此变化先于脂质过氧化和铁死亡。

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2.FSP1凝聚物形成过程及特性:


对稳定过表达hFSP1-EGFP-Strep的Pfa1细胞用 icFSP1处理,在不同时间点拍摄荧光图像2(下图d),观察到凝聚物数量随时间增加,体现其形成的时间依赖性。用铁死亡标记物(Liperfluo)与碘化丙啶(PI)对稳定过表达hFSP1-BFP的细胞进行共染色处理,标记脂质过氧化和细胞死亡情况(下图e)。碘化丙啶具有特殊的染色特性,只有当细胞膜出现破损,其才能进入细胞并对细胞核进行染色。使用icFSP1处理表达hFSP1-BFP的细胞后,细胞内迅速诱导产生凝聚物。紧接着,Liperfluo发生氧化,这意味着细胞内脂质过氧化反应开始启动。此后,细胞内的脂质过氧化物信号持续增强,直至细胞对碘化丙啶染色呈现阳性,这一现象表明细胞膜已破裂,细胞走向死亡。从整个过程可以清晰地看到,FSP1亚细胞定位的改变发生在脂质过氧化和铁死亡之前,这一结果为深入理解铁死亡的发生机制提供了重要线索。

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> Tip1,2:
中心(公司)超高分辨率激光共聚焦显微镜平台,提供配套细胞培养箱,可以供即时或不同时间点采集图像的实验,可确保实验的时效性。


3.FSP1凝聚物的动态变化及相分离特性:

观察稳定过表达hFSP1-EGFP-Strep的Pfa1细胞,发现icFSP1处理后凝聚物动态自由移动并融合(下图a),洗脱抑制剂后凝聚物变化可逆(下图b)。进行荧光漂白恢复(FRAP)分析3(下图 c、d),发现早期凝聚物有FRAP现象,晚期无,结合其类似液滴的特性,表明hFSP1凝聚物可能涉及相分离。

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> Tip3:
中心(公司)超高分辨率激光共聚焦显微镜平台配备有荧光漂白恢复(FRAP)功能,可进行样本定点光照射,并提供光漂白恢复实验数据(时长、图像等)。


4.FSP1凝聚物与亚细胞结构的关系:

对稳定过表达hFSP1-EGFP-Strep的细胞用icFSP1处理后,与多种细胞器特异性标记物共染4(下图b),结果显示hFSP1凝聚物不与内质网、高尔基体、脂质滴、内体、溶酶体等细胞器共定位,表明其并非定位于特定细胞器。

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> Tip4:
中心(公司)超高分辨率激光共聚焦显微镜平台可进行多通道(410-850nm)同时成像,同时提供单通道和多通道合并数据,多通道样本可根据客户要求提供个性化通道合并数据。


5.体内实验中FSP1凝聚物检测:

对肿瘤组织进行免疫荧光染色,用抗HA(hFSP1)抗体标记(下图g、h),在icFSP1处理的肿瘤组织中,观察到hFSP1凝聚物信号增强,表明icFSP1在体内可诱导FSP1相分离,促进脂质过氧化。对过表达不同FSP1突变体的肿瘤组织染色(下图h),发现Q319K突变体在icFSP1处理后无凝聚物,细胞对icFSP1耐药,验证特定氨基酸残基在FSP1相分离和药物敏感性中的重要性。

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02 文章总结 


该研究揭示了icFSP1独特的作用机制,即通过诱导FSP1从膜上解离和相分离形成凝聚物,引发脂质过氧化和铁死亡。这为理解FSP1的调控机制提供了新视角,也为开发新型抗癌疗法提供了潜在的药物靶点和理论依据,未来应进一步开发同时靶向cyst(e)ine–GSH–GPX4节点和FSP1系统的药物,以更有触发肿瘤细胞铁死亡,为攻克癌症这一医学难题带来新的曙光。


03 平台介绍 

中心(公司)超高分辨率激光共聚焦显微镜平台搭建的Leica Stellaris 5超高分辨率激光共聚焦系统,具有22mm均匀大视场及8K超高清扫描分辨率两大优势,同时搭载Power HyD检测器,可实现更高的光子探测效率。整合的多层智能模块体系,包含精准自聚焦、全景拼图、多维时序成像以及光谱解码等功能组件,尤其配备专业级共定位分析与智能三维重构系统,通过模组化扩展设计持续赋能生命科学探索新边界。

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