超分辨率GSDIM显微镜

在传统的荧光显微镜中，荧光染料中的离域π电子从基态S转移₀到激发态₁．当它们振荡回到基态S₀，它们发出荧光灯。的GSDIM该技术通过将大多数荧光染料切换到暗状态（图1）来降低参与该振荡循环的电子数（Fölling等人，2008年，Bierwagen等人，2010年，Testa等人，2010年）。这减少了可激发荧光团的数量，直到可以检测到单个分子。然后，单个分子自发地从暗态返回到可激发基态并发出荧光，而其他分子则通过切换到暗态而再次失活。结果，荧光团分子在样本中亮起或“闪烁”。单个荧光团的准确位置可通过算法确定。所有荧光团的位置信息收集在数千张单独的图像中，这些图像的坐标用于计算超分辨率GSDIM的形象。结构显示在GSDIM因此，图像以类似于点画风格的方式产生。

初生纤毛是位于人体极化上皮细胞顶端的细胞微管结构。例如，这种单纤毛在肾、胆道和胰管的管状上皮细胞上可见。在这里，它们作为机械传感器发挥着关键作用——例如，它们决定流体的组成或流体的流速(Fliegauf et al.， 2007)。同时，它们还参与维持细胞极性，正如Madin Darby犬肾(MDCK)细胞所显示的那样(Bacallao et al.， 1989)。初生纤毛是在细胞周期的间期由一个约250 nm宽的质膜相关基基形成的，即轴突是在这个结构的基础上形成的(Singla et al.， 2006)。基底体的基本框架由9个微管二聚体(9+0)组成。不同的中心体位于这里，被认为是基底体的重要组成部分。这些蛋白属于钙调蛋白家族，有一个EF手基序，可以与钙结合^2＋（索尔兹伯里，2007年）。Ca诱导的构象变化^2＋结合调节中心蛋白与其他蛋白如微管蛋白或半乳糖凝集素-3的相互作用。在小鼠和人体内有四种不同类型的中枢蛋白。Centrin-2和centrin -3在中心粒和中心粒周区域或细胞基底体中广泛表达并积累。另一方面，Centrin-1只存在于生殖细胞和视网膜中，而centrin-4只存在于完全分化的细胞中(Salisbury, 2007)。

纤毛发生或纤毛功能异常是视网膜变性、多囊肾病、脑积水或BBS (Bardet-Biedl综合征)等多种疾病的病因。

徕卡SR GSD (Leica Mi188金宝搏的网址crosystems, Wetzlar)是一种新型的多用途显微镜，不仅可以用于超分辨率GSDIM成像到20纳米的分辨率，而且TIRF显微镜（全内反射荧光）和高速宽场活细胞成像。这使我们对亚尖端膜的结构及其蛋白质组成有了新的、极其详细的了解。采用免疫组织化学方法，用微管蛋白对中心蛋白-2进行双重染色，并用GSDIM技术（图2A）。根尖膜下的微管网络清晰可见。其他可见特征是半圆形到圆形的中心结构，每个单元显示一次。这些结构排列在基体周围，也被中心蛋白-2染色。在此之前，我们也能看到类似的centrin-2分布模式。图2B显示了centrin-2与其结合伙伴galectin-3的双重染色（Koch等人，2010）。然而，传统制作的图像比超分辨率图像提供的蛋白质分布更为分散GSDIM的形象。

的GSDIM该技术在衍射极限以下细胞结构的光学显微成像方面有了进一步的突破。对于样品制备，可以使用大多数实验室已经建立的用于衍射受限的广域和共聚焦显微镜的免疫组化方法。GSD显微镜可以揭示到目前为止不可见的结构。这可以从蛋白质及其相互作用伙伴的高度详细成像中看到，这为细胞内部的基本过程提供了更深入的了解。在未来，这项技术将有助于获得关于之前不治之症的细胞病因的新信息。