晚期内体/溶酶体(LELS)对于许多生理过程至关重要,它们的功能障碍与许多疾病有关。蛋白质组学分析已经鉴定出数百种LEL蛋白,但是,这些蛋白是否均匀地存在于每个LEL上,或者是否存在具有独特蛋白质组成的细胞类型依赖性LEL亚群,尚不清楚。我们采用了定量的多重DNA-油漆超分辨率方法来检查单个LELS上六种关键LEL蛋白(Lamp1,Lamp2,CD63,TMEM192,NPC1和LAMTOR4)的分布。虽然LAMP1和LAMP2在LEL中含量丰富,但标志着公共种群,大多数分析的蛋白质与特定的LEL亚群有关。我们的多重成像方法基于其独特的膜蛋白组成,最多鉴定出多达八个不同的LEL亚群。此外,我们对这些亚群和线粒体之间的空间关系的分析表明,NPC1阳性LELS的细胞类型特异性趋势与线粒体紧密地位。我们的方法将广泛适用于在许多生物学环境中用单细胞器分辨率来确定细胞器异质性。
真核细胞与原核细胞(细菌、古菌)不同,具有高度复杂的内部结构。真核生物具有细胞核,细胞核由核膜包围,含有 DNA、一套复杂的膜细胞器系统:光滑内质网 (SER) 和粗面内质网 (RER)、高尔基体、内体和溶酶体(它们共同构成细胞的分泌途径)、以及线粒体、质体(植物细胞)和过氧化物酶体。由于细胞内生物膜系统的存在,决定了细胞内存在单独的区室(所谓的区室化),真核细胞能够同时且彼此靠近地进行大量不同的(通常是相反的)生化过程。传统光学显微镜的分辨率较低(0.2 μm),限制了对细胞内结构进行精确观察的可能性,因此电子显微镜常用于此类研究,其分辨率为 0.2 nm,为了解细胞器的超微结构提供了更大的可能性。这种复杂技术的替代方法是基于特定抗原抗体反应的免疫细胞化学反应,其特点是灵敏度高,能够检测到低于传统光学显微镜分辨率的信号。使用与抗体结合的各种荧光染料使得可以在这种类型的研究中使用荧光显微镜,但是这种分析通常是在固定被检查的细胞及其相当复杂的处理之后才有可能的。近年来,人们获得了许多荧光染料,它们一方面可以特异性地与某些细胞器的膜结合,从而可以确定它们在细胞中的可能位置,另一方面适合于“活体”染色。这些包括与高尔基体 (BodipyCeramide) 膜、线粒体 (Miyo-Tracker、Rhodamine 123)、光滑内质网 (ER-Tracker) 和溶酶体 (Lyso-Tracker) 膜结合的染料。
学习成果:由于参加本课程,学生应该能够:1。概述了细胞组织,细胞周期和细胞基本功能的概念。2。回忆有关原核和真核细胞组成,结构和功能的知识。3。区分各种细胞器的结构和功能,以及细胞中分子运输的机制。4。评估生物大分子的作用及其对细胞内和细胞间通信的贡献。
特色仪器应用 9 癌症研究 9 无细胞核酸分离 9 用于癌症研究的福尔马林固定石蜡包埋 (FFPE) 样本 10 血液癌症研究 11 外泌体和细胞器分离 12 循环肿瘤细胞 (CTC) 分离 13
自身免疫性疾病的特征是免疫反应的巨大改变,但发病机理仍然具有复杂性,尚未完全阐明。调节细胞分化,成熟和死亡的多种机制至关重要,其中与线粒体相关的细胞细胞器功能中,最近引起了人们的注意。线粒体作为真核生物中高度保存的细胞器,在对化学能转化中基本功能的外源性和内源性应激的细胞反应中具有至关重要的作用。在这篇综述中,我们的目的是总结有关线粒体在先天免疫反应中的功能及其在自身免疫性疾病中的异常(例如类风湿关节炎,全身性狼疮等)的功能,主要集中在其指导上对细胞代理和其机器的指导响应,这主要集中在其指导上,这主要是对电脑的反应。更重要的是,我们总结了在自身免疫性疾病的情况下在线粒体调节中发现的潜在治疗靶标的现状,并希望阐明未来的研究。
Daniel L. Hartl是哈佛大学生物学教授。 他获得了学士学位 学位和博士学位。来自威斯康星大学。 他的研究兴趣包括分子遗传学,分子进化和种群遗传学。 伊丽莎白·W·琼斯(Elizabeth W. Jones)是卡内基·梅隆大学(Carnegie Mellon University)的生物科学教授。 她获得了学士学位 学位和博士学位。来自西雅图华盛顿大学。 她的研究兴趣包括基因调节和细胞形式的遗传控制。 目前,她正在研究酵母糖酵母中细胞器的功能和组装。Daniel L. Hartl是哈佛大学生物学教授。他获得了学士学位学位和博士学位。来自威斯康星大学。他的研究兴趣包括分子遗传学,分子进化和种群遗传学。伊丽莎白·W·琼斯(Elizabeth W. Jones)是卡内基·梅隆大学(Carnegie Mellon University)的生物科学教授。她获得了学士学位学位和博士学位。来自西雅图华盛顿大学。她的研究兴趣包括基因调节和细胞形式的遗传控制。目前,她正在研究酵母糖酵母中细胞器的功能和组装。
线粒体的结构和功能之间存在密切的相互作用。要理解这种复杂的关系,需要先进的成像技术来捕捉线粒体的动态特性及其对细胞过程的影响。然而,大部分关于线粒体动力学的研究都是在单细胞生物或体外细胞培养中进行的。在这里,我们介绍了一种用于实时成像秀丽隐杆线虫线粒体形态的新型遗传工具,以满足研究活体完整多细胞生物内细胞器动力学的先进技术的迫切需求。通过全面的分析,我们将我们的工具与现有方法直接进行比较,展示它们在可视化线粒体形态方面的优势,并对比它们对生物体生理学的影响。我们揭示了传统技术的局限性,同时展示了我们的方法的实用性和多功能性,包括内源性 CRISPR 标签和异位标记。通过提供根据实验目标选择最合适工具的指南,我们的工作推动了秀丽隐杆线虫的线粒体研究,并增强了不同成像模式的战略整合,以全面了解生物体内的细胞器动力学。
SARS-CoV-2 可通过内吞吸收感染细胞,该过程可通过抑制溶酶体蛋白酶来靶向。然而,临床上这种治疗病毒感染的方法结果好坏参半,一些研究详细介绍了羟氯喹的口服方案,并伴有明显的脱靶毒性。我们认为,以细胞器为靶点的方法可以避免毒性,同时增加药物在靶点的浓度。在这里,我们描述了一种溶酶体靶向的、载有甲氟喹的聚(甘油单硬脂酸酯-共-ε-己内酯)纳米颗粒 (MFQ-NP),可通过吸入进行肺部输送。在 COVID-19 细胞模型中,甲氟喹是一种比羟氯喹更有效的病毒内吞抑制剂。 MFQ-NPs 的毒性小于分子甲氟喹,直径为 100 – 150 纳米,表面带负电荷,有利于通过内吞作用吸收,从而抑制溶酶体蛋白酶。MFQ-NPs 可抑制小鼠 MHV-A59 和人类 OC43 冠状病毒模型系统中的冠状病毒感染,并抑制人类肺上皮模型中的 SARS-CoV-2 WA1 及其 Omicron 变体。细胞器靶向递送是抑制病毒感染的有效方法。
SARS-CoV-2 可通过胞吞吸收感染细胞,该过程可通过抑制溶酶体蛋白酶来靶向。然而,临床上这种治疗病毒感染的方法结果好坏参半,一些研究详细介绍了羟氯喹的口服方案,并伴有明显的脱靶毒性。我们认为,以细胞器为靶点的方法可以避免毒性,同时增加药物在靶点的浓度。本文我们描述了一种溶酶体靶向、载有甲氟喹的聚(甘油单硬脂酸酯-共-ε-己内酯)纳米颗粒 (MFQ-NP),可通过吸入方式进行肺部输送。在 COVID-19 细胞模型中,甲氟喹是一种比羟氯喹更有效的病毒胞吞抑制剂。 MFQ-NPs 的毒性小于分子甲氟喹,直径为 100-150 纳米,表面带负电荷,有利于通过内吞作用吸收,从而抑制溶酶体蛋白酶。MFQ-NPs 可抑制小鼠 MHV-A59 和人类 OC43 冠状病毒模型系统中的冠状病毒感染,并抑制人类肺上皮模型中的 SARS-CoV-2-WA1 及其 Omicron 变体。这项研究表明,细胞器靶向递送是抑制病毒感染的有效方法。