创新的显微镜技术揭示了细胞内脂质合成的秘密

IBS分子光谱与动力学中心(IBSCMSD)主任ChoMinhaeng领导的韩国研究人员在细胞显微镜领域取得了关键发现。该团队成功开发了双色透视 光热显微镜(2C-IPM)，这是一种旨在研究活细胞脂滴内中性脂质的新技术。

这种新型显微镜可与同位素标记一起使用，从而可以详细监测单个脂滴内的中性脂质合成。该研究发表在《化学科学》杂志上。

脂滴(LD)是由封装在单层磷脂中的中性脂质(甘油三酯)袋组成的结构。长期以来，它们一直被认为是相对无趣的细胞器，其唯一目的是以中性脂质的形式储存多余的能量。然而，最近的研究表明，这些液滴实际上是各种细胞代谢活动的动态参与者。

人们发现它们积极参与调节脂质性和细胞通讯，并且与肥胖和非酒精性脂肪肝等流行疾病相关。因此，了解LD的功能对于诊断和治疗这些疾病至关重要。

研究人员传统上用亲脂性染料对细胞进行染色，并利用荧光显微镜来研究细胞内的LD。然而，这种方法有几个明显的局限性。首先是染料的光漂白，这将LD的观察持续时间限制在非常短的时间窗口内。

另一个限制是荧光染料本身。目前使用的荧光染料只是利用未指定的结合机制，以LD内的疏水环境为目标。因此，他们无法准确分析中性脂质的成分和数量。

与以前依赖荧光显微镜的方法不同，新的2C-IPM技术使用透视 (IR)光谱方法，不需要使用荧光染料。新方法通过检测透视 吸光度的变化来直接监测LD内的中性脂质。重要的是，这一优势使研究人员能够长期观察活细胞中单个LD内中性脂质的合成情况。

研究小组采用新开发的方法，研究了细胞暴露于过量脂肪酸时中性脂质的合成。研究人员通过对氘标记的脂肪酸进行处理，能够将新合成的中性脂质与细胞内预先存在的中性脂质区分开来，氘标记的脂肪酸具有与非氘化形式不同的光谱特性。分析结果证实，过量的脂肪酸会引起脂质性，细胞通过增加中性脂质的合成来做出反应。

主要作者、研究员ParkChanjong表示：“这项研究是一个基本例子，证明了对活细胞中脂滴和内部中性脂质进行长期研究的可能性。这项研究中建立的分析方法可应用于诊断以及治疗与脂质代谢密切相关的疾病，例如非酒精性脂肪肝。”

ChoMinhaeng主任评论说：“通过成功观察活细胞中中性脂质的合成过程，我们为在分子水平上研究细胞内脂滴的功能奠定了新的基础。该方法有望在研究中得到广泛应用各种细胞代谢现象。”