细胞间观察：光学显微镜探针提供了前所未有的细胞外基质视图

在三年前来到Janelia之前，博士后科学家Antonio Fiore正在设计和制造显微镜和光谱仪等光学仪器。菲奥雷是一名受过训练的物理学家，他来到佩德拉姆实验室尝试新事物

Fiore说：“我专注于物理学，而不是投资于我正在开发的光学的生物学应用。”。“我来到佩德拉姆实验室是为了寻找一种不同的影响，加入了一个探索需要新工具的生物学领域的团队，同时与光学显微镜保持联系。”

到目前为止，Fiore的新方向正在取得成效。

Fiore和Janelia Group Leader Kayvon Pedram以及一组研究人员开发了Rhobo6，这是一种光学显微镜探针，让科学家们对细胞外基质有了前所未有的了解，细胞外基质是充满我们身体细胞间空间的有组织分子结构的集合。这项工作发表在《自然方法》杂志上

细胞外基质支持并赋予我们的细胞和组织结构：它为细胞生长提供了支架，决定了组织的机械性能，并为细胞的运动提供了途径

佩德拉姆说：“如果我们的身体是一个细胞群落，我们可以把细胞外基质看作是群落构建的基础设施。”。“因此，试图在不考虑细胞外基质的情况下理解组织生物学，就像试图理解一个城市，而忽略所有的建筑、道路和火车。你会错过很多。”

在细胞之间寻找

尽管细胞外基质很重要，但它并没有像细胞内基质那样得到深入的研究。这是因为很难在不干扰细胞的情况下观察细胞之间并表征细胞外结构

为了克服这些障碍，研究小组着手开发一种更容易的方法，让研究人员使用光学显微镜来研究这些细胞外结构

他们设计了一种探针Rhobo6，它不会渗透细胞，而是留在周围区域。在这些细胞外空间内，分子可逆地结合聚糖，聚糖是细胞外基质中最丰富的生物分子之一。结合后，Rhobo6会增加其荧光。由于这种可逆的荧光结合，研究人员可以在不干扰天然生物过程的情况下，可视化活组织和动物中的细胞外基质结构

研究人员表示，Rhobo6也可用于研究与细胞外基质变化相关的疾病和诊断成像。该团队与加州大学旧金山分校的Valerie Weaver实验室合作，将Rhobo6用于活体动物乳房肿瘤的外科成像，发现原发肿瘤周围的基质与附近的健康组织之间存在明显差异

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该团队表示，Janelia一直是开发和测试Rhobo6的理想环境，这需要多学科的努力

例如，组长王绍和从一开始就参与了该项目，并在建立实验以测试其实验室研究的小鼠唾液腺中的探针方面发挥了重要作用。Lavis实验室的博士后科学家Pratik Kumar帮助测试了Rhobo6随时间的化学稳定性。Rubin、Shroff和Ahrens实验室的成员对Rhobo6在果蝇、蛔虫和斑马鱼中的测试做出了贡献，表明Rhobo7与各种常用的模型生物相容

这些合作不仅使项目受益，而且对佩德拉姆和菲奥雷也有帮助，他们对Janelia来说都是相对较新的

佩德拉姆说：“如果没有这个项目，托尼和我在校园里的朋友和合作者比我们本来拥有的要多得多。”

Pedram实验室的博士后科学家、这项新研究的合著者Guoqiang Yu也扩大了Rhobo6的合成规模，使该团队能够与科学界广泛分享该探针

Fiore说：“我期待着看到研究人员将要捕捉到的细胞外基质的华丽图像。”。“我对我们和其他人将能够用这个工具回答的新问题更加兴奋。”