近期扣泊，匹茲堡大學(xué)Yang Liu教授團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展，團隊設(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，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)的簡單沧蛉、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。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霍执。

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研究介紹（節(jié)選）

眾所周知山滔，在微觀尺度上，細胞核或者染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化是癌細胞最典型的特征之一删摸，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)莉紊。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)衍射極限的存在攀誓，傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡無法觀測到分子級別上染色質(zhì)的變化幼潮。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坏榜，極大擴展了研究人員在細胞和亞細胞水平上研究生物分子以及生物過程的能力坯苹。

在各種超分辨率顯微技術(shù)中，隨機光學(xué)重建顯微鏡 (STORM) 工作原理相對簡單摇天，利用熒光分子的光轉(zhuǎn)換特性粹湃，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)用闸翅。把這項技術(shù)應(yīng)用于觀測癌變過程中細胞核的微觀結(jié)構(gòu)變化再芋，從而研究癌癥的發(fā)病機制，并提供更加準確的癌癥檢測標(biāo)準坚冀，具有重要意義。

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)本鉴逞，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)的超分辨成像记某，或者無法達到很高的分辨率，這極大影響了該技術(shù)在這一領(lǐng)域的應(yīng)用构捡。

匹茲堡大學(xué)Liu Yang研究團隊將光轉(zhuǎn)換性質(zhì)優(yōu)越的Cyanine-5分子與DNA染色劑Hoechst耦聯(lián)（Hoechst-Cy5）液南，可實現(xiàn)對FFPE組織中DNA的快速染色，并利用Cyanine-5的光轉(zhuǎn)換性質(zhì)進行高分辨率的STORM成像勾徽，從而實現(xiàn)對FFPE組織細胞中染色質(zhì)超微結(jié)構(gòu)的可視化滑凉，并成功將此技術(shù)用于病人樣本的檢測。

     通過對多組病人FFPE樣本的細胞核內(nèi)DNA的STORM超分辨成像斗黍，他們發(fā)現(xiàn)細胞在癌變過程中核內(nèi)染色質(zhì)會變得更加松散二娄，核小體團簇（nucleosome clusters）尺寸變小。而這種染色質(zhì)更為松散的結(jié)構(gòu)與細胞的多項功能息息相關(guān)掷佑，例如細胞的轉(zhuǎn)錄過程與核纖層的結(jié)構(gòu)變化等苇恤。

     研究人員利用雙色STORM成像發(fā)現(xiàn)，癌癥細胞中更松散的染色質(zhì)促進了細胞的轉(zhuǎn)錄活性霹壁，表現(xiàn)為RNA聚合酶（RNAPII）團簇的尺寸增大供窝，并且與松散結(jié)構(gòu)的染色質(zhì)共定位程度增加。此外剿稼，癌變過程中百涕，核膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化率满，核膜處的染色質(zhì)松散程度更為顯著，并且核核纖層結(jié)構(gòu)遭到破壞斩角。這種變化可能與Lamina-associated domains (LADs) 在癌變過程中的功能有關(guān)痰拢。

研究人員進一步將此技術(shù)用于檢測林奇綜合癥（Lynch）的病人組織標(biāo)本。實驗結(jié)果表明贯卦，與健康人相比资柔，患有林奇綜合癥的病人細胞具有更加松散的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，這可能預(yù)示著更高的患癌風(fēng)險撵割。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贿堰。