《Frontiers of Optoelectronics》期刊近日以封面形式报道了深圳大学(ShenzhenUniversity)生物医学光子学研究中心屈军乐教授团队杨志刚副教授课题组撰写的有关细胞间隧道纳米管超分辨荧光成像的论文，该成果首次利用随机光学重建显微法（Stochastic Optical Reconstruction Microscopy，STORM）对负责细胞间通讯的隧道纳米管进行了动态的荧光成像，该研究结果可能在生物荧光成像中发挥重要作用。

Super-resolution imaging of the dynamic cleavage of intercellular tunneling nanotubes

Wanjun GONG, Wenhui PAN, Ying HE, Meina HUANG, Jianguo ZHANG, Zhenyu GU, Dan ZHANG, Zhigang YANG, Junle QU

Front. Optoelectron.. 2020, 13 (4): 318-326.

研究背景

多细胞生物体的细胞间存在着细胞连接、细胞通讯等多种形式的相互作用，这对于个体的生长发育至关重要。最近在哺乳动物细胞间发现了一种新型的细胞间通讯连接方式，根据其形态及结构特征，这种细长的膜管被命名为隧道纳米管 (tunneling nanotubes，TNTs) 。TNTs一直处于形成和断裂的持续变化之中，在相互连接的细胞间形成了复杂的网络结构，并且可以作为细胞间交流的通道，从而在广泛的生理过程中发挥重要的作用。TNTs在动物细胞间很可能是一种普遍存在的生物学现象。TNTs的发现揭示了一种具有多向性效应的新型细胞交流通道，引起了人们对细胞相互作用方式的重新思考。在特殊的发育阶段或特定的环境下如病毒感染，TNTs可以促成动物细胞形成“合胞体”，也许不久的将来，动物细胞会像植物细胞一样不再被认为是隔离的结构，可见其意义重大。

深圳大学（SZU）生物医学光子学研究中心屈军乐教授团队杨志刚副教授课题组首次利用随机光学重建显微对细胞间的隧道纳米管进行了动态荧光成像。在以往的研究中，隧道纳米管成像主要依赖于超高分辨率的电镜，虽然可以获得详细的结构特征，但是隧道纳米管在其发挥生物学功能过程中的变化则无从得知。基于纳米级别的超分辨荧光成像技术，他们首次实现了活细胞隧道纳米管的STORM荧光成像。在本论文中，他们设计合成了适合长时间荧光成像的细胞膜探针，并通过该探针的优异性能对隧道纳米管进行了动态监测，在亚细胞器水平对隧道纳米管断裂的过程进行了实时成像。该项研究有望在生物荧光显微镜和生物光子动力学中发挥重要作用。

内容简介

本文阐述了深圳大学(ShenzhenUniversity)生物医学光子学研究中心屈军乐教授团队杨志刚副教授课题组的TNTs成像：基于活细胞STORM成像探针，利用随机光学重建显微，实现了活细胞隧道纳米管断裂过程的超分辨荧光成像。

图文导读

图1.细胞膜探针的结构与作用机理

图2.细胞膜探针的光物理特性：a）探针的激发、发射光谱；b）探针的DutyCycle；C）探针的单分子荧光闪烁特性

图3.探针的亚细胞器定位（a-d）及细胞毒性（e）

图4.隧道纳米管的超分辨荧光成像

PI简介

杨志刚，博士，副教授，博士生导师，2011年博士毕业于大连理工大学，师从彭孝军院士，毕业后加入韩国高丽大学KimJongSeung院士课题组从事研究员工作，2015年加入深圳大学物理与光电工程学院工作至今，主要从事超分辨成像光学探针，生物微环境荧光成像、近红外荧光成像等研究工作，在Chemical Society Reviews,NatureCommunications, CHEM, JACS, Biomaterials等期刊发表学术论文50余篇，申请/授权中国发明专利，美国发明专利等10余项。