近期，匹茲堡大學(xué)Yang Liu教授團(tuán)隊在病人組織染色質(zhì)結(jié)構(gòu)超高分辨率顯微成像方面取得了重要進(jìn)展丁眼，團(tuán)隊設(shè)計了可直接用于病人組織DNA結(jié)構(gòu)超分辨成像的小分子探針容蕉，運用隨機光學(xué)重建顯微鏡（STORM）實現(xiàn)了對病人組織染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的簡單、可靠并且快速的高分辨率成像，對于研究染色質(zhì)結(jié)構(gòu)在癌變過程中的作用有著重大意義花履。相關(guān)成果發(fā)表在權(quán)威期刊Science Advances，徐建全博士為文章第一作者。
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研究介紹（節(jié)選）
眾所周知圈蔬，在微觀尺度上，細(xì)胞核或者染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化是癌細(xì)胞最典型的特征之一角殃，也是病理學(xué)家在光學(xué)顯微鏡下用來檢測癌癥或確定其表型的重要依據(jù)杆谓。然而目前的研究還尚不清楚癌變過程中染色質(zhì)在分子尺度上的變化情況。
由于分辨率的限制及光學(xué)衍射極限的存在险丧，傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡無法觀測到分子級別上染色質(zhì)的變化歼虽。近年來高速發(fā)展的超分辨熒光顯微鏡技術(shù)打破了傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡對分辨率的限制，將分辨率提高到幾十甚至幾納米愧鹊，極大擴展了研究人員在細(xì)胞和亞細(xì)胞水平上研究生物分子以及生物過程的能力而灸。
在各種超分辨率顯微技術(shù)中，隨機光學(xué)重建顯微鏡 (STORM) 工作原理相對簡單惩赊，利用熒光分子的光轉(zhuǎn)換特性电湘，可以獲得優(yōu)越的空間分辨率，因此得到了非常廣泛的應(yīng)用鹅经。把這項技術(shù)應(yīng)用于觀測癌變過程中細(xì)胞核的微觀結(jié)構(gòu)變化寂呛，從而研究癌癥的發(fā)病機制，并提供更加準(zhǔn)確的癌癥檢測標(biāo)準(zhǔn)瘾晃，具有重要意義贷痪。
福爾馬林固定石蠟包埋組織（FFPE）是醫(yī)學(xué)上最常用的標(biāo)本，而目前常規(guī)應(yīng)用于STORM成像的熒光分子無法用于石蠟包埋組織中染色質(zhì)的超分辨成像蹦误，或者無法達(dá)到很高的分辨率劫拢，這極大影響了該技術(shù)在這一領(lǐng)域的應(yīng)用。
匹茲堡大學(xué)Liu Yang研究團(tuán)隊將光轉(zhuǎn)換性質(zhì)優(yōu)越的Cyanine-5分子與DNA染色劑Hoechst耦聯(lián)（Hoechst-Cy5）强胰，可實現(xiàn)對FFPE組織中DNA的快速染色尚镰，并利用Cyanine-5的光轉(zhuǎn)換性質(zhì)進(jìn)行高分辨率的STORM成像，從而實現(xiàn)對FFPE組織細(xì)胞中染色質(zhì)超微結(jié)構(gòu)的可視化哪廓，并成功將此技術(shù)用于病人樣本的檢測狗唉。
通過對多組病人FFPE樣本的細(xì)胞核內(nèi)DNA的STORM超分辨成像，他們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞在癌變過程中核內(nèi)染色質(zhì)會變得更加松散涡真，核小體團(tuán)簇（nucleosome clusters）尺寸變小音哟。而這種染色質(zhì)更為松散的結(jié)構(gòu)與細(xì)胞的多項功能息息相關(guān)，例如細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄過程與核纖層的結(jié)構(gòu)變化等吟因。
研究人員利用雙色STORM成像發(fā)現(xiàn)犯渣，癌癥細(xì)胞中更松散的染色質(zhì)促進(jìn)了細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄活性势嫁，表現(xiàn)為RNA聚合酶（RNAPII）團(tuán)簇的尺寸增大，并且與松散結(jié)構(gòu)的染色質(zhì)共定位程度增加甥轿。此外水芍，癌變過程中，核膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化绿相，核膜處的染色質(zhì)松散程度更為顯著存裁，并且核核纖層結(jié)構(gòu)遭到破壞。這種變化可能與Lamina-associated domains (LADs) 在癌變過程中的功能有關(guān)篷低。
研究人員進(jìn)一步將此技術(shù)用于檢測林奇綜合癥（Lynch）的病人組織標(biāo)本郊纱。實驗結(jié)果表明，與健康人相比其种，患有林奇綜合癥的病人細(xì)胞具有更加松散的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)臼蔼，這可能預(yù)示著更高的患癌風(fēng)險。這項發(fā)現(xiàn)可能對于癌癥的風(fēng)險評估與早期診斷有著重大的意義藤树。
