线粒体膜电位检测

杨朝勇课题组近期在Angew. Chem. Int. Ed.期刊上发表了题为“Direct and Simultaneous Identification of Multiple Mitochondrial Reactive Oxygen Species in Living Cells Using a SERS Borrowing Strategy”的文章。该工作提出了一种基于表面增强拉曼散射（SERS）借力策略的Au@Pt核壳结构纳米探针，能够吸附多种活性氧物种（ROS），获取其拉曼指纹图谱，从而同时检测和区分多种不同ROS。通过表面修饰三苯基膦（TPP）分子，Au@Pt-TPP纳米探针能够靶向线粒体，实现单个活细胞内线粒体中多种不同ROS的原位动态监测。 背景介绍活性氧物种（ROS）是一类具有强反应活性的含氧物质（包括• O2–，H2O2，• OH和1O2等）。细胞线粒体中ROS的过度产生或紊乱会破坏细胞氧化还原平衡，引起细胞氧化应激，影响正常的生理过程，甚至导致多种疾病，包括癌症、炎症、心血管疾病和神经退行性疾病等。为了深入理解多种ROS在生物学过程中扮演的角色和发挥的作用，需要发展能够同时检测并准确区分多种ROS的方法。但是，目前活细胞水平检测ROS的方法，包括荧光法、电化学法和拉曼光谱法等，都难以满足上述要求。荧光探针大都只能对单独某一种ROS进行检测，且探针的设计和合成十分复杂，也存在探针容易被光漂白和生物相容性差等缺点；电化学法的电极插入对活细胞有一定的伤害和影响，而且电极在亚细胞水平的定位精度不足；拉曼光谱法通过化学反应间接检测ROS，且很难实现对多种不同ROS的同时检测和区分。因此，发展能够同时检测和区分活细胞中多种不同ROS并原位监测ROS动态变化的方法是一项重大的挑战，也是亟待解决的重要问题。设计思路为了解决上述问题，杨朝勇课题组提出了一种基于SERS借力策略的Au@Pt核壳结构纳米探针。壳层金属Pt能够吸附多种ROS，并借助具有极高SERS活性的内核Au纳米粒子的电磁场长程效应，提升壳层金属SERS的增强性能。Au@Pt纳米探针可以直接获取多种不同ROS的拉曼指纹图谱，对物种进行指认。不同的ROS的分子振动模式不同，相应的拉曼信号峰的位置也不同，因此可以实现多种不同ROS的同时检测和准确区分。当Au@Pt表面修饰TPP分子后，Au@Pt-TPP纳米探针能够靶向细胞线粒体，并在显微拉曼光谱仪的辅助下，原位监测单个活细胞内线粒体中不同ROS的动态变化。图1 基于SERS借力策略原位监测单个活细胞内线粒体ROS数据介绍首先通过原位还原的方法在直径55纳米的Au纳米粒子表面沉积了Pt单质，我们制备了壳层厚度可控的Au@Pt核壳结构纳米探针。通过透射电镜和元素成像表征，证明了Au纳米粒子表面Pt壳层的成功制备（图2a）。另外，紫外可见吸收光谱表征也表明，在Au纳米粒子表面沉积Pt后，其最大吸收峰的位置发生红移，且随着壳层厚度增加而增大（图2b）。如图2c所示，得到的Au@Pt纳米探针能够通过拉曼指纹图谱检测到溶液中低至生理浓度（0.1 mM）的H2O2在波数为833 cm-1处的信号峰，而Au纳米粒子则检测不到。这说明Au虽然具有很强的SERS活性但对于ROS的吸附能力较弱，也证明了SERS借力策略的有效性。图2 Au@Pt纳米探针的结构和性能表征接着，从人乳腺癌MCF-7细胞中提取线粒体，用Au@Pt纳米探针检测线粒体呼吸产生的ROS。如图3a所示，Au@Pt纳米探针通过不同的ROS（即• OOH，H2O2, • OH）的拉曼指纹图谱（即675 cm-1和733 cm-1，830 cm-1，973 cm-1），同时检测和区分线粒体呼吸产生的三种不同的ROS。由于这三种ROS中都含有H元素，所以当细胞培养基被替换成重水配制的培养基后，ROS中的H元素被替换成D元素，这些检测到的ROS的拉曼振动峰都向低波数发生了移动，与经典的分子键谐波振荡模型相符合（图3b）。我们也通过密度泛函理论（DFT）计算模拟了不同ROS在Pt团簇表面最稳定的吸附构象，并得到了相应的振动波数值（图3c）。这些模拟结果与实验结果相一致，进一步证实了Au@Pt纳米探针同时检测和区分不同ROS的能力。图3 重水实验和DFT理论计算验证纳米探针检测ROS的能力最后，在Au@Pt纳米探针表面通过Pt-S键修饰了HS-PEG-NH2（分子量2000 Da），并进一步通过EDC/NHS交联反应修饰上具有线粒体靶向功能的TPP分子，将Au@Pt-TPP纳米探针靶向到细胞中的线粒体。如图4a和4b所示，在与MCF-7细胞孵育24小时后，Au@Pt-TPP纳米探针内吞进细胞并成功靶向线粒体，而Au@Pt则无法靶向线粒体，证明了TPP修饰的有效性。如图4c所示，当Au@Pt-TPP纳米探针作用于MCF-7细胞，能够在单细胞水平原位监测受到佛波酯PMA刺激后的30分钟内，随着作用时间的延长，细胞逐步发生氧化应激以及线粒体产生大量ROS的过程。我们还考察了PMA和抗氧化剂二甲基硫脲（• OH清除剂）同时处理的条件下，线粒体ROS的动态变化。如图4d所示，在二甲基硫脲存在情况下，只能检测到• OOH和H2O2的信号而没有• OH的信号，说明二甲基硫脲选择性清除了• OH。这些结果表明，Au@Pt-TPP纳米探针能够成功实现单个活细胞内线粒体ROS动态变化的原位监测。总结该工作设计了一种基于SERS借力策略的Au@Pt纳米探针，Pt壳层能够吸附多种ROS，并借助内核Au的SERS活性，获取多种ROS的拉曼指纹图谱，同时检测和区分多种不同ROS。在Au@Pt表面修饰TPP后，Au@Pt-TPP纳米探针能够靶向细胞线粒体，实现外界刺激条件下单个活细胞内线粒体中多种不同ROS的同时原位监测。未来可将Au@Pt纳米探针应用于监测正常生理过程、细胞应激反应和疾病发生发展进程中细胞中ROS的动态变化和揭示不同ROS的作用机制。

线粒体是真核细胞能量代谢的主要场所，与动植物的生长发育密切相关，99%的线粒体蛋白由细胞核基因编码，在细胞质中合成。线粒体外膜TOM转位酶复合体负责绝大部分前体蛋白运输进入线粒体，再通过其他转位酶复合体分选至线粒体的各个部位。TOM复合体是由7个亚基组成的膜蛋白复合体，其组装过程是多步骤且高度动态的，需要线粒体外膜SAM复合物的协助。但是，SAM复合物如何协助TOM组装的分子机制尚不清楚。　　为了探索TOM转位酶复合体的组装机制，作物遗传改良国家重点实验室殷平教授研究团队独辟蹊径，利用哺乳动物细胞重组表达系统重构了该组装过程，并实现精准控制，可人为地为组装按下“暂停键”。该方法使得研究者捕获了TOM组装过程中的多个中间态并获得其蛋白样品，攻克了该领域多年来无法获得稳定的TOM复合体中间态的难题。研究团队利用单颗粒冷冻电镜技术首次解析了两个重要中间态的高分辨三维结构，并结合功能分析阐明了SAM复合物协助组装以及释放TOM的分子机制。　　该研究成果有助于理解TOM转位酶复合体的组装过程，更好地探究线粒体蛋白的生物发生，为线粒体疾病治疗和作物遗传改良提供理论基础。相关研究成果于近期发表在Science杂志上。

帕金森疾病（Parkinson’s disease, PD）是第二常见的神经退行性疾病，患者所表现出的运动功能障碍主要由黑质（substantia nigra, SN）中多巴胺能神经元丧失引起。尽管PD致病因素多样，但多项证据表明线粒体功能缺陷在其中的重要性，例如编码维持线粒体质量控制蛋白的PARK7、PARK6和PARK2基因突变能引起早发型PD【1】。多巴胺能神经元对线粒体功能障碍的易感性可部分归因于其高代谢需求，从而引起线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）的持续刺激，然而这种巨大能量的提供是以线粒体氧化损伤增加为代价的。尸检研究表明，PD患者SN中mtDNA完整性的丧失与功能性线粒体复合物I（MCI）的丧失存在相关性。然而，这种MCI获得性损伤究竟是PD疾病进程中的一种副产品还是疾病的驱动因素还不得而知。2021年11月3日，来自美国西北大学Feinberg医学院的D. James Surmeier团队在Nature杂志上发表了一篇题为 Disruption of mitochondrial complex I induces progressive parkinsonism 的文章，这项研究通过选择性破坏小鼠多巴胺能神经元中MCI功能，发现MCI功能障碍足以导致进行性的帕金森病相关运动缺陷，且不同类型的运动功能损伤（精细动作和粗大运动）与不同部位（纹状体和黑质）多巴胺释放的相关性，挑战了长期以来存在的关于该疾病运动症状的观点。为了证明MCI功能障碍是否作为PD的驱动因素，该团队从小鼠多巴胺能神经元中特异性地敲除编码MCI催化核心亚基的Ndufs2基因。cNdufs2-/-小鼠在出生后20天（P20）仍表现出正常的粗大运动行为。但在随后10天中，SN多巴胺能神经元中的线粒体成为ATP的净消费者而非生产者，且线粒体嵴结构发生了明显改变。利用RiboTag方法分离多巴胺能神经元中的mRNA并进行测序发现，cNdufs2-/-小鼠中存在一种类似Warburg效应的代谢重编程，即编码促进糖酵解蛋白的基因上调，而与OXPHOS以及编码糖酵解抑制剂的基因下调。除了触发代谢重编程外，该团队还发现Ndufs2的缺失会导致与轴突生长和运输、突触传导、多巴胺（DA）合成和储存等相关的基因表达发生显着变化。对纹状体组织的液相色谱和质谱分析进一步验证cNdufs2-/-小鼠纹状体DA合成明显下降，此外，有助于驱动起搏的环核苷酸门控阳离子通道电流也明显减少。到P60，与多巴胺能信号相关的轴突蛋白的丢失由背侧纹状体扩大到腹侧纹状体，且cNdufs2-/-小鼠SN多巴胺能神经元胞体树突区域中的酪氨酸羟化酶表达降低至对照组一半左右，且DA释放量下降约75%。与在整个基底神经节中DA迅速耗尽的传统PD模型相比，cNdufs2-/-小鼠的病理分期能够评估DA释放的区域缺陷如何与行为相关联。随着背侧纹状体DA释放在P30左右下降到接近检测阈值，cNdufs2-/-小鼠失去了执行联想学习任务的能力，有趣的是，该任务可以通过P30时的左旋多巴治疗恢复，而P60的治疗则不能恢复。在通过小鼠从前爪去除粘合剂所花费的时间来评估精细运动技能的实验中，cNdufs2-/-小鼠完成任务时间明显延长，同时也表现出较差的旷场探索行为表现。此外，P60的cNdufs2-/-小鼠仅表现出轻微的步态障碍，到了P100才会表现出后肢张开、爪子位置异常和步幅改变等特征。而在P120-150期间，大约有40%的SN多巴胺能神经元丢失。需要注意的是，cNdufs2-/-小鼠在后期才出现粗大运动行为缺陷，这与SN DA而非背侧纹状体 DA释放变化平行。尽管有明确的临床证据表明纹状体DA耗竭对于PD患者的运动迟缓和僵硬是必要的【2】，但其充分性从未得到充分测试，因为传统的PD模型往往会导致整个基底神经节DA的快速耗竭。在此处通过对cNdufs2-/-小鼠的观察表明，背侧纹状体DA释放的丧失足以产生运动学习和精细运动缺陷，但并未达到类似于临床PD的运动症状水平。该团队通过分别向小鼠背侧纹状体或SN中立体定位注射携带AADC（可将左旋多巴转化为DA）的AAV，以及随后对小鼠旷场步态的分析，证明黑质多巴胺释放丧失对于粗大运动缺陷而言是必要因素。总的来说，这项研究不仅证明多巴胺能神经元中MCI功能丧失足以引发进行性的、轴突先行的功能丧失和左旋多巴反应性帕金森病，还证明背侧纹状体的DA耗竭对于联想运动学习和精细动作而言是必要的，但黑质的DA释放缺陷才会引起类似于临床PD患者表现出的粗大运动损伤特征。针对这项研究，来自美国格莱斯顿研究所的Zak Doric和Ken Nakamura在同期杂志上发表观点文章 Principles of Parkinson’s disease disputed by model 。他们指出González-Rodríguez等构建的基于线粒体功能障碍的帕金森疾病小鼠模型代表了目前可用的散发性PD最佳模型之一，它不仅可以研究复合物 I 缺陷在疾病中的作用，还可以提供一个模型来评估治疗策略的潜力。此外，该模型一个显著特征是多巴胺神经元在几个月中进行性退化，且轴突和胞体退化存在延迟，这种延迟便于详细研究两个不同部位多巴胺损伤所带来的影响。另一个相当大的进步是该模型证实纹状体多巴胺释放减少对于运动缺陷来说是必要而不充分的，也就是说，黑质多巴胺在维持粗大运动方面起着至关重要的作用。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-04059-0https://doi.org/10.1038/d41586-021-02955-z

纳米塑料作为一种新型环境污染物在自然界中广泛存在，尚无有效的检测和消除手段。纳米塑料易随饮食和呼吸途径进入人和动物体内，并影响生理功能。免疫细胞作为机体抵御外来抗原的重要防线，易受到纳米塑料的攻击，当前未有关于纳米塑料对哺乳动物免疫系统毒性作用的研究报告。　　中国科学院沈阳应用生态研究所微生物资源与生态组徐明恺团队在该领域展开了探索性研究，以小鼠免疫细胞为模型，探索不同粒径、不同表面电荷的聚苯乙烯纳米塑料对动物免疫细胞的毒性效应及毒理学机制。　　研究发现，不同粒径、不同电荷的聚苯乙烯纳米塑料均可进入小鼠脾淋巴细胞内部，并在高浓度下造成免疫细胞活力的显著降低，诱导发生细胞凋亡。在免疫功能方面，纳米塑料可显著抑制T淋巴细胞的活化，下调细胞表面标志物的表达，抑制CD8+毒性T淋巴细胞的分化及相关细胞因子的分泌。毒理机制方面，纳米塑料显著抑制T淋巴细胞活化的关键信号通路PKCθ-NFκB和IL-2R/STAT5，从而影响其免疫功能的发挥。研究进一步显示，纳米塑料的毒理效应与粒径、表面电荷、染毒浓度和作用时间密切相关。带负电和不带电的纳米塑料可导致胞内活性氧自由基（ROS）的累积从而影响线粒体功能，而带正电的纳米塑料直接导致线粒体膜电位的去极化。该成果可为纳米塑料污染的生态风险预测提供科学依据。　　相关研究成果以In vitro study on the toxicity of nanoplastics with different charges to murine splenic lymphocytes为题，发表在Journal of Hazardous Materials上。研究工作得到国家自然科学基金、辽宁省“兴辽英才计划”、沈阳市科技局“中青年科技创新人才支持计划”项目的支持。图1.小鼠脾淋巴细胞中的聚苯乙烯纳米塑料分布图2.聚苯乙烯纳米塑料影响小鼠脾脏淋巴细胞的毒理机制

人类线粒体DNA编码了13种重要的多肽，这些多肽是连接氧化磷酸化（OXPHOS）复合物的多亚基复合物的组成部分，这些复合物主要存在于内陷的嵴膜上。内界膜（IBM）含有丰富的动态接触位点，用于从细胞膜导入蛋白质的移位酶。大多数OXPHOS亚单位采用核编码，因此必须通过外膜在与内界膜的接触位点处从胞浆中导入。由于大多数OXPHOS成分导入后需与mtDNA编码的成分整合组装，那么线粒体内翻译发生于何处？由于线粒体编码的成分也是这些复合物的组成部分，所以蛋白质合成发生于何处？题图：以STED显纳镜分辨率拍摄的人类线粒体网络截面。(更多细节见图1）。本论文采用了基于点击化学的方法，并结合受激发射损耗显纳镜（STED）来解决以上问题。报告显示，在培养的人类细胞中，大部分线粒体蛋白质的合成是在嵴膜上检测到的，且在空间上与RNA加工和成熟的位点相分离。图1：图片显示了人类线粒体网络截面，以共聚焦显微镜和STED显纳镜的分辨率拍摄，用775nmSTED激光器损耗AF594，用660nmSTED激光器损耗AF532。这些图片是显示新合成蛋白质的亚线粒体位置的关键图像。绿色的荧光信号代表新合成的线粒体蛋白，品红色是线粒体内界膜中发现的线粒体蛋白（TIM23）的免疫荧光抗体。阅读完整文章：Zorkau M., Albus C., Berlinguer-Palmini R., Chrzanowska-Lightowlers Z. & Lightowlers R.Zorkau M., Albus C., Berlinguer-Palmini R., Chrzanowska-Lightowlers Z. & Lightowlers R.High-resolution imaging revealscompartmentalization of mitochondrial protein synthesis in cultured human cellsPNAS February 9, 2021 118 (6) e2008778118 https://doi.org/10.1073/pnas.2008778118了解更多：徕卡显微

线粒体疾病是线粒体基因组（mtDNA）发生基因突变所导致的一类遗传疾病, 仅通过雌性种系传播。通常，细胞中超过60%的线粒体DNA发生突变就会导致疾病，并且一个人的线粒体DNA突变越多，其疾病就越严重，线粒体疾病目前是不可治愈的。▲图源：网络（侵删）目前核移植（NT），也称为线粒体捐赠，作为一种预防线粒体疾病从患病母亲传给其后代的战略而受到了越来越多的关注。但由于核移植中含有少量细胞质来源的mtDNA，介导受体中mtDNA异质性改变且伴有扩增，因此需要对mtDNA突变负荷进行准确定量，现用NGS测序方法局限性在于成本较高、耗时较长、数据处理复杂且信噪比较低。Leber遗传性视神经病（LHON）最常见的母系遗传性线粒体疾病，比利时根特大学生物系专家团利用数字PCR(dPCR)平台对LHON相关m.11778 G＞A突变位点进行检测，并和NGS方法进行对比，探讨数字PCR在mtDNA异质性定量中的适用性。研究成果发表在知名期刊《Clinical Chemistry》上。检测样本信息:为了评估dPCR在异质性评估中的适用性，共设置了3种类型的样品：（i）具有很高突变负荷的患者样品13个；（ii）由健康志愿者捐赠的同质野生型样品3个；（iii）经过NT处理的样品，由于mtDNA残留而携带低突变负荷，共6个样本。检测方法：通过处理，将样品突变负荷范围设置在50％至0.01％，进行分析验证。实验结论:☑ 在dPCR和NGS结果上观察到的突变率具有良好的一致性。☑与NGS相比，dPCR具有更低的背景噪声。使用naica® 微滴芯片数字PCR系统，非患者样本中的突变等位基因没有阳性信号，符合预期。☑ 和dPCR结果相比，在NGS结果中几乎所有异质样品的次要等位基因频率都被高估，初步猜测NGS实验流程中可能引入了错误序列，经过PCR扩增改变次要等位基因频率。☑ 相较于NGS，数字PCR成本低、操作简便、结果直观、更适用于低频突变检测。☑ 数字PCR方法适合用于核移植后线粒体异质性定量检测。▲naica® 微滴芯片数字PCR系统检测不同mtDNA样本二维图（FAM-突变型，VIC-野生型）左上：高突变负荷患者样本；右上：野生型样本；左下：NT后异质性样本；右下：NTC▲Bland-Altman PLOT评估naica® 微滴芯片数字PCR系统检测结果和NGS结果的一致性最后，文章conclusion给出-数字PCR具有更多优势，适用于核移植后线粒体的异质性评估：▲ 图片来源：原文第8页期刊介绍：naica® 微滴芯片数字PCR系统法国Stilla Technologies公司的naica® 微滴芯片数字PCR系统在进行核酸检测时具有独特的优势。该系统利用cutting-edge微流体创新型芯片—Sapphire芯片（或高通量Opal芯片）作为数字PCR过程的耗材。样品通过毛细通道网格以30,000个微滴的形式进入2D芯片中。3色荧光检测仪器，整个流程只需要2.5小时，并可进行数据的质控和结果追溯分析，获得的数据真实可靠。naica® 六通道微滴芯片数字PCR系统法国Stilla Technologies公司naica® 六通道微滴芯片数字PCR系统，源于Crystal微滴芯片数字PCR技术，自动化微滴生成和扩增，每个样本孔可实现6荧光通道的检测，智能化识别微滴并进行质控，3小时内即可获得至少6个靶标基因的绝对拷贝数浓度。

线粒体是细胞的能量工厂，破坏肿瘤细胞中的线粒体是抗肿瘤治疗的新策略。基于线粒体破坏的抗肿瘤治疗新策略得到越来越多的关注。而如何在肿瘤组织内高效且特异性启动线粒体的破坏是实现安全有效抗肿瘤治疗的前提。　　光激活肿瘤疗法由于具有治疗部位精确可控、毒副作用小等优点，尤其是光照条件下能够激活光致产酸分子释放氢离子，酸化胞内微环境。近日，中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室研究员马光辉、魏炜，与中国科学院大学化学科学学院教授田志远受此启发，并结合多年的抗肿瘤剂型工程的研究经验，构建出光响应型颗粒剂型，实现递送光致产酸分子，在肿瘤细胞内促使大量自由基产生和大量钙离子内流，以此造成线粒体氧化应激与钙离子过载。通过上述破坏线粒体的协同机制实现肿瘤细胞的高效杀伤，在多种小鼠模型上均显著抑制了肿瘤进展，为肿瘤的高效治疗带来了新思路。相关研究成果发表在Nature Communications上。　　研究将叶酸、上转换颗粒、光致产酸分子，通过“一锅法”负载于金属有机框架中，形成FMUP颗粒剂型。静脉注射后，FMUP借助叶酸分子选择性地靶向到肿瘤部位。在近红外光照射下，上转换颗粒发出的紫外光可酸化肿瘤胞内环境并释放二价铁离子，并通过芬顿反应产生更多的羟基自由基攻击线粒体。同时，胞内酸性环境可引起大量钙离子内流，导致线粒体钙离子过载。上述协同机制可以显著破坏肿瘤细胞内线粒体，进而高效杀伤肿瘤细胞并抑制肿瘤的生长。上述研究已在肝癌患者来源的异种移植瘤等模型上证明其显著疗效，但处于动物水平的临床前研究，实际临床疗效有待进一步确认。　　近年来，过程工程所发现和创制了一系列药物和疫苗递送新剂型，在动物模型上用于肿瘤、传染病、炎症性疾病的防治，部分剂型已通过医院伦理批准进入个体化临床前和临床研究。相关成果相继发表在Nature Materials、Nature Nanotechnology、Science Translational Medicine、Nature Biomedical Engineering、Science Advances、Nature Communications等上。　　研究工作得到国家自然科学基金面上项目与创新群体项目、国家重点研发计划和中科院战略性先导科技专项的支持。

点评专家｜高绍荣、乐融融（同济大学，干细胞专家），李伟、王思骐（中科院动物所，干细胞专家），吕志民（浙江大学，代谢专家），高平（广东医学科学院，代谢专家）哺乳动物细胞内，存在两个具有遗传物质的细胞器：细胞核与线粒体。这两者自从大约二十亿年前的相遇，开始了相恋相依的进化历程。多能干细胞独特的自我更新能力及分化为多种细胞类型的能力，使其在再生医学和发育生物学研究中受到了极大的关注。胚胎干细胞(embryonic stem cell, ESCs)及诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)是两种常见的多能干细胞。多能干细胞具有特殊的表观遗传修饰状态，而许多线粒体代谢产物如：乙酰辅酶A、α-酮戊二酸、NAD+等作为组蛋白修饰酶的辅基直接发挥重要作用。刘兴国团队在国际上独辟蹊径，以多能干细胞模型系统的阐明了线粒体氧离子调控组蛋白甲基化与DNA甲基化1，2，线粒体代谢产物调控组蛋白乳酸化、乙酰化3，线粒体磷脂调控组蛋白乙酰化及基因表达4-6等一系列通过反向信号模式调控细胞核的全新模式。三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle, TCA cycle)作为需氧生物体内最普遍存在的代谢途径，是物质代谢与能量代谢的重要枢纽。线粒体TCA循环酶正常行驶功能是TCA循环维持的关键。TCA循环酶在一些恶性肿瘤细胞中能从线粒体转运到细胞核内发挥DNA修复和表观遗传调控的作用7。然而，TCA循环酶在多能性获得与转变中时空调控的规律和作用还完全不清楚。2022年 12月2日，Nature子刊 Nature Communications 在线发表了中科院广州生物医药与健康研究院刘兴国课题组持续性工作的最新研究成果“Nuclear Localization of Mitochondrial TCA Cycle Enzymes Modulates Pluripotency via Histone Acetylation”（线粒体TCA循环酶入核通过组蛋白乙酰化调控多能性）8。该研究发现，多种线粒体TCA循环酶在多能干细胞获得、状态转变以及转变为全能干细胞等过程中均存在从线粒体转运到细胞核的现象，并且核定位TCA循环酶调控上述过程。核定位丙酮酸脱氢酶 (Pdha1) 能促进细胞核内乙酰CoA从而促进组蛋白乙酰化修饰，并进一步打开多能性相关基因，促进多能性获得。该研究揭示了线粒体TCA循环酶入核通过表观遗传调控多能性的重要作用，拓展了线粒体反向信号调控干细胞多能性的新模式。刘兴国团队聚焦多能性的各个过程，包括：多能干细胞获得（iPSCs重编程）、始发态-原始态转变（Primed-Naïve转变）、转变为全能干细胞（ESCs-类二细胞期细胞（2CLCs）转变）。在以上过程，均发现线粒体内TCA循环酶类包括Pdha1、Pcb、Aco2、Cs、Idh3a、Ogdh、Sdha、Mdh2等存在从线粒体向细胞核转运的现象。其中，过表达核定位TCA循环酶Pdha1、Pcb、Aco2、Cs及Idh3a能促进干细胞多能性的获得及Primed-Naïve转变。另外核定位的Pdha1还能促进ESCs向2CLCs的转变。Pdha1对多能干细胞命运的作用依赖于其丙酮酸脱氢酶活性。体细胞重编程早期TCA循环酶入核刘兴国团队发现，在多能性获得过程中，核定位TCA循环酶Pdha1不改变细胞的有氧呼吸及糖酵解动态平衡。核定位Pdha1通过促进细胞核内乙酰辅酶A的合成为组蛋白乙酰化提供反应底物，促进组蛋白H3乙酰化, 尤其是H3K9及H3K27两个位点的乙酰化修饰水平。进一步研究发现，核定位Pdha1能促进多能性相关基因的转录起始位点及增强子区域的H3K9ac及H3K27ac水平。核定位Pdha1能促进P300及重编程因子Sox2/Klf4/Oct4对他们下游靶标（多能性基因）的结合，并促进多能性相关基因染色质的重塑，进而促进多能性的获得。这一工作也为目前新的组蛋白修饰如：组蛋白棕榈酰化、巴豆酰化、丁酰化修饰等的研究提供了新的研究思路，这些修饰也依赖于线粒体产生的代谢物。本研究描述了多个 TCA 循环酶的转运入核。除了Pdha1 外，其他TCA 循环酶也可能在调节细胞核中的表观遗传学中发挥类似作用，提示细胞核中可能存在类似于线粒体中的复杂代谢循环，并调控多种表观遗传途径。本研究阐明的Pdha1转运入核为组蛋白乙酰化提供局部乙酰辅酶 A，是一种全新的通过活跃的组蛋白乙酰化维持染色质开放状态的新途径。这一途径对于多能性至关重要，表明在早期发育中重要的生理意义。另一方面，肿瘤干细胞同样表现出开放的染色质结构、过度活跃的组蛋白乙酰化和从氧化磷酸化到无氧糖酵解的代谢转换，这一新途径也可能为肿瘤干细胞的病理研究提供信息。细胞核与线粒体在二十亿年相恋相依中，进化很多的交流方式，其中线粒体代谢物入核作为表观遗传酶的辅基是重要的一种。这就像线粒体与细胞核隔着细胞质的海洋，“一种思念上兰舟，二处闲愁寄红豆”，代谢物就是那舟上相思的“红豆”。而线粒体TCA循环酶则另辟蹊径，作为线粒体的“信物”，到达细胞核，更加精准的对应需求，在细胞核里局部生根发芽，就地利用养料（丙酮酸）结出新鲜茂密的“红豆”，并使局部的核小体松散。正是：“三羧酸酶知我意，四双化作核体柔”。TCA循环酶入核调控多能性获得、多能性转变及全能性获得模式图本研究与香港中文大学合作完成。专家点评高绍荣、乐融融（同济大学，干细胞专家）多能干细胞具有自我更新和多向分化潜能，在发育生物学及再生医学领域有重要的研究价值及广阔的临床应用前景。诱导多能干细胞（iPSCs）技术规避了胚胎干细胞（ESCs）的免疫排斥及伦理问题，极大地推动了多能干细胞在临床治疗中的应用。线粒体对多能干细胞的命运调控有重要作用。除了经典的能量代谢调控功能，近年来的研究也揭示了线粒体对表观修饰重塑具有重要的影响，然而具体的作用机制还知之甚少。2022年 12月，Nature Communications杂志在线报道了中科院广州生物医药与健康研究院刘兴国课题组的题为Nuclear Localization of Mitochondrial TCA Cycle Enzymes Modulates Pluripotency via Histone Acetylation的工作，该研究系统地揭示了多能性转变的多条路径中均存在三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle, TCA cycle)酶由线粒体向细胞核转运的现象。研究者进一步探索了核定位的三羧酸循环酶的功能，发现TCA循环酶Pdha1、Pcb、Aco2、Cs及Idh3a的核定位能促进干细胞多能性的获得及Primed to Naïve多能性状态转变。此外核定位的Pdha1还能促进ESCs向类二细胞胚胎细胞（2CLCs）的转变。接下来，研究者解析了Phda1在多能性获得中的作用机制，发现Phda1的入核能促进乙酰辅酶A在细胞核内的直接合成，为组蛋白乙酰化修饰提供反应底物，促进了组蛋白H3的乙酰化。进一步的研究发现，核定位的Pdha1通过提高多能性相关基因转录起始位点和增强子区域的H3K9ac和H3K27ac修饰水平，促进P300及多能性核心调控因子Sox2/ Klf4/Oct4在这些区域的结合，进而促进多能性基因网络的建立。该研究阐明了线粒体调控细胞命运转变的表观调控的新机制，揭示了TCA循环酶可在细胞核内直接合成表观修饰酶辅助因子来调控染色质修饰的重塑，拓展了对细胞核与细胞质协同调控细胞命运转变模式的理解。同时，相关的研究问题也值得进一步探索，除了组蛋白乙酰化，其它的线粒体TCA循环酶及其它表观修饰之间是否存在类似的反向信号模式的调控机制？这些TCA循环酶入核的转运机制是如何发生的？多能干细胞线粒体呼吸能力低下，缺乏成熟的结构，并在细胞核周围富集，这些有别于终末分化细胞的特征是否与TCA循环酶的转运相关。具有相似线粒体特性的其它细胞，如类全能干细胞、成体干细胞或者早期胚胎发育中是否有相似的机制。此外，干细胞的快速自我更新过程中核膜结构的重塑是否与TCA循环酶的入核相关？解答这些有趣的问题无疑将帮助我们进一步揭开核质协同互作调控细胞命运转变的奥秘。专家点评李伟、王思骐（中科院动物所，干细胞专家）多能干细胞具有无限增殖的能力，同时又保留多向分化潜能，在发育生物学和再生医学中拥有广阔的应用前景。多能干细胞的多能性受到基因调控网络的精密调控，其中在细胞核内发生的DNA甲基化、组蛋白修饰、染色体重构等表观遗传调控发挥了关键作用。线粒体作为细胞能量代谢的中心，不仅通过三羧酸循环（TCA）产生细胞所必需的能量ATP，同时产生的中间代谢产物还可以作为表观修饰的底物，通过反向转运进入细胞核中，参与多种蛋白翻译后修饰。这些发现提示线粒体代谢与细胞核内发生的表观遗传调控有着紧密联系，而这些调控是否参与干细胞多能性重编程这一重要表观重编程事件，目前仍然未知。中国科学院广州生物医药与健康研究院刘兴国课题组在Nature Communications上发表的题为Nuclear Localization of Mitochondrial TCA Cycle Enzymes Modulates Pluripotency via Histone Acetylation的研究论文，发现线粒体TCA循环酶-丙酮氨酸脱氢酶Pdha1可从线粒体转运进入细胞核，通过影响组蛋白乙酰化修饰调控细胞多能性，在iPSC重编程、Primed向Naïve多能性转变、以及类二细胞期细胞转变过程中均发挥重要作用。Pdha1是线粒体中催化丙酮酸脱羟产生乙酰辅酶A（Acetyl-CoA）的CTA循环酶，产生的乙酰辅酶A是乙酰化修饰的反应底物。研究发现核定位Pdha1显著增加了细胞核内Acetyl-CoA水平，并上调了多能性相关基因启动子区域的H3K9ac和H3K27ac水平。同时，核定位Pdha1促进P300和重编程因子在多能性相关靶基因启动子区域的结合，进而调控多能性的获取。这一研究非常有意思的发现在于，在体细胞诱导重编程这一剧烈的表观重编程事件中，线粒体TCA循环酶能够直接进入细胞核对参与表观修饰的CoA进行调控，从而拓展了线粒体调控细胞多能性的新模式。考虑到肿瘤发生和诱导重编程都是非自然发生的生物学事件，这一模式在其他重要的发育事件中是否发挥调控功能，值得未来继续探索。专家点评吕志民（浙江大学，代谢专家）新陈代谢是生命的基本特征。作为生命代谢过程的主要参与者，代谢酶除了发挥其经典功能为细胞提供物质与能量外，还能通过一些非经典/非代谢功能调控多种复杂的细胞活动及疾病的发生发展。代谢酶的非经典/非代谢功能在基因表达、DNA损伤、细胞周期与凋亡、细胞增殖、存活以及肿瘤微环境调控中均发挥了重要作用。比如，肿瘤发生过程中，FBP1可以作为蛋白磷酸酶发挥功能，α-KGDH关联KAT2A调控组蛋白H3的琥珀酰化修饰，这为代谢酶作为新的疾病治疗靶点提供了可能性。然而在多能性的获得、转变及全能性获得过程中，代谢酶是否也能通过非经典功能调控细胞的多能性或全能性功能仍不得而知。刘兴国团队研究发现在多能性获得、转变及全能性获得等多个过程中，TCA循环酶能从线粒体转运到细胞核内，并且能调控多能性获得、转变及全能性获得过程。丙酮酸脱氢酶Pdha1能特异性调控细胞核内非经典TCA循环。其中，细胞核内Acetyl-CoA的生成，为组蛋白乙酰化提供了代谢底物，从而调控组蛋白乙酰化。核Pdha1还能通过P300及经典Yamanaka因子(Sox2, Klf4, Oct4)的选择性而特异性结合多能性基因，进一步打开染色质, 并促进多能性相关基因染色质的重塑。该研究结果表明，TCA循环酶通过线粒体-细胞核反向信号调控细胞多能性的机制在细胞多能性获得，以及对表观遗传的调控中起着重要作用。该研究结果丰富了业界对TCA循环酶非经典功能的认知范围，对干细胞干性的调控，以及多能性的获取研究领域具有理论借鉴和指导意义。专家点评高平（广东医学科学院，代谢专家）细胞核和线粒体是细胞内的两类细胞器，长期以来，它们各司其职，结构鲜明。细胞核是真核细胞最大的细胞器，是储存遗传物质并传递遗传信息的主要场所，对细胞的生命活动有着极其重要的作用。线粒体是细胞的能量工厂，是细胞内三大营养物质彻底氧化和能量转化的主要场所，它通过三羧酸循环的系列氧化和磷酸化反应，将储存于有机物中的化学能转化为ATP，为细胞生命活动提供能量。两个细胞器的功能虽然彼此独立，但长期以来，它们之间也互有往来。一方面，线粒体中的许多酶其实是核编码的，在核糖体翻译成熟以后，再转输到线粒体发挥作用。而早至上世纪60年代，人们就发现在线粒体中也存在DNA，后来又发现RNA、DNA聚合酶、RNA聚合酶等进行DNA复制、转录和蛋白质翻译的全套设备，说明线粒体有相对独立的遗传体系，具有自主性的一面。另一方面，从线粒体产生的ATP被运输到细胞核内，为生命的遗传活动提供能量。同时，来自线粒体的多种三羧酸循环的中间代谢产物（乙酰CoA，α-KG，NAD+，琥珀酰CoA等）被运输到细胞核，为染色质的表观遗传学修饰提供底物。尽管礼尚往来，两类细胞器依然各司其职，互不越界，维持着一种默契。但随着研究进展，人们越来越认识到，这种默契在特定情况下是经常被打破的。近来的一些研究表明，来自线粒体三羧酸循环的一些酶进入到细胞核内，直接干预核内的事件。UCLA 的Utpal Banerjee课题组早年的研究发现，在胚胎发育过程中，来自线粒体的一些酶进入核内，通过影响组蛋白的功能及表观修饰，调控细胞命运（Nagaraj R, et al. Cell 168, 210–223) 。在肿瘤细胞中，吕志民团队发现，α-KG脱氢酶复合体 (α-KGDH complex)进入核内，在局部催化产生琥珀酰CoA，后者被乙酰转移酶KAT2A作为底物利用，导致组蛋白H3的琥珀酰化修饰并调控相关基因的表达，影响肿瘤进程 (Wang et al. Nature. 2017 552: 273-277)。有趣的是，刘兴国团队的最新结果表明，在多能性获得、细胞状态转变以及全能干细胞形成等过程中，存在多种三羧酸循环酶从线粒体转运到细胞核的现象，其中定位于细胞核的代谢酶PDHA1 能在核内催化乙酰CoA的产生，并通过调控组蛋白乙酰化修饰，促进基因表达和多能性的获得（Li, W. et al. Nature Communications. 2022）。刘兴国课题组的这一发现，描述了多能性获得过程中，三羧酸循环酶向核内“集体搬家”的现象，拓宽了目前有关线粒体调控细胞核功能的认知。刘兴国团队发现的代谢酶“集体搬家”的现象非常有趣。这唤醒我今年年初的一些回忆。受北京冬奥会的影响，南方的许多地方年初也兴起滑雪和滑冰了。这雪当然不是从南方暖洋洋的天空降下来的，也并非源于美丽的北国雪乡。真实的情况是，如果需要，温暖的南方也是可以造雪的！这或许只是一个costly decision, 正如卡塔尔人可以选择将他们宽敞的露天足球场通过空调维持在摄氏20度。的确，一些看上去并不合理的事情，在特殊情况下为了特定的目的，是可以发生的。同样的，在生命活动与疾病发生过程中，面临着许多命运决定 （Fate decision）的重要时刻，而细胞的每一次 “决定” 几乎都是精致的利己主义行为，一定有其合理性的一面。我们有理由相信，在诸如多能性获得、胚胎发育以及肿瘤发生等重要的关口，细胞 “决定” 将能量工厂的全套设备“集体搬家”，一定有其深刻的内涵，值得深入研究。有一些非常有趣的问题值得进一步探讨：1）还有谁在搬家，为什么搬家，又是如何搬家的？2）他们搬过来就不走了吗？相对于线粒体内稳定舒适的家，核内的新家又在哪里？3）他们会不会从老家（核糖体）出发直奔新家（细胞核），而无需经由工厂（线粒体）转车？

摘要：线粒体和复杂的内膜系统是真核细胞的重要特征。到目前为止，对活细胞内的细胞器进行操纵仍然十分困难。多功能单细胞显微操作FluidFM技术能够从活细胞中提取、注射细胞器，将定量的线粒体移植到细胞中，同时保持它们的活力。近期，Julia A. Vorholt课题组使用多功能单细胞显微操作FluidFM技术，将线粒体移植至培养的细胞中，并实时跟踪线粒体注射后的情况，监测它们在新宿主细胞中的命运。通过跟踪，作者发现与受体细胞线粒体网络融合发生在移植后20分钟，持续16小时以上。活细胞之间移植线粒体不仅为细胞器生理学的研究开辟了新的前景，也为机械生物学、合成生物学和疾病治疗开辟了新的前景。该篇文章以” Mitochondria transplantation between living cells.”为题，发表在BioRxiv.上。 结果：1. 从活细胞中提取线粒体为了检测FluidFM探针对单细胞细胞器采样的能力。作者使用了两种探针，分别是锥型探针(A=1.2 um2)和圆柱型探针(A=1.6 um2)(图1B)。实验结果表明，使用这两种探针都可以对线粒体及单个线粒体进行提取或大量抽提。作者对内质网（ER）和线粒体提取后的细胞活力进行了检测，发现细胞仍保持较高的细胞活力 (95%)。为了进一步确保FluidFM提取方案在探针插入时不会破坏细胞质膜，作者使用荧光探针(mito-R-GECO1)监测细胞培养基中可能发生的Ca2+内流。实验显示，在操作过程中和操作后都没有Ca2+流入，表明细胞器提取过程中细胞质膜的完整性。本研究还发现暴露在FluidFM负压下的线粒体小体会经历形状的转变，类似于“串上珍珠”的形态。 其特征是离散的线粒体基质球体状，并且通过细长的膜结构相互连接，在进一步负压拉力的作用下，这些球状结构终被拉断，并在悬臂中呈现为球状线粒体(图2E)。进一步探究显示，施加FluidFM负压后，力诱导的形状转变沿线粒体小管在毫秒到秒的范围内传播了数十微米。形状转变沿这一方向均匀传播，而外层线粒体膜(OMM)保持了初的完整性。当牵引力保持数秒后，OMM在先前形成的“珍珠”之间的一个或多个收缩点分离，从而产生立的球形线粒体，而管状结构的其余部分放松并恢复。结合线粒体牵引实验和线粒体定位的钙流实验，结果证明线粒体的串上珍珠表型的形状转变以及随后细胞质内的线粒体裂变是不依赖钙的。 图1：(A) 示意图：使用FluidFM技术进行细胞器提取。通过调整悬臂探针中的负压(-Δp)进行提取。(B) 通过调节孔径大小和流体作用力的适用范围，选择性地提取不同的细胞器成分。1行：用悬梁臂探针提取单细胞细胞器的示意图。2行：不同孔径的悬臂扫描电镜图。3行：FluidFM悬臂探针孔径与对应的流体力范围。(C) 示意图：使用FluidFM技术进行细胞器注射。通过调整悬臂探针中的正压(+Δp)进行将探针中的细胞器注射到受体细胞内。 图2：(A) FluidFM悬臂探针的扫描电子显微镜图像。具体尺寸参数是：L = 200 μm, W = 35 μm, H = 1 μm。Scale bar= 5 μm。(B) 提取线粒体后的FluidFM悬臂的荧光显微镜图像。由于折射率不同，可以看到提取物和悬臂探针填充物之间的边界。Scale bar = 10 μm。(C) 是图(B)的示意图，提取物的体积是1170 fL。(D- F) 活细胞器提取的延时图像和提取后金字塔悬臂图像。黄框表示细胞内的悬臂的位置。(D) 对表达su9-BFP(线粒体)和Sec61-GFP (ER) 的U2OS细胞进行提取。箭头表示ER区域。使用孔径为0.5µm2的悬臂梁探针。Scale bar = 10 μm。(E) 从表达su9-BFP的U2OS细胞中提取单个线粒体。使用1µm2孔径的悬臂梁探针。Scale bar = 10 μm。(F) 从表达su9-BFP的U2OS细胞中提取数个线粒体。使用1µm2孔径的悬臂梁探针。Scale bar = 10 μm。 2. 线粒体移植至新细胞研究人员的下一个目标是将线粒体移植到新的宿主细胞中，并保持细胞活性。FluidFM技术为线粒体转移提供了两种可能性方案：方案一、用FluidFM技术直接提取线粒体而后注入到新的宿主细胞中；方案二、将从细胞中分离纯化的线粒体回充入FluidFM探针，然后注射(图3A-D)。作者比较了两种方法，为了实现可视化的线粒体的转移，作者在供体和受体细胞中分别对线粒体进行了差异化标记 (图3E-F 供体细胞线粒体su9-mCherry和受体细胞线粒体su9-BFP)。当使用FluidFM直接将线粒体从一个细胞移植到另一个细胞时，成功率高达95%，而且保持了细胞活力(图3G, 41个移植细胞中有39个)。在注射纯化线粒体后，作者观察到46%的样本(19/41)发生了线粒体转移且保持了细胞活力(图3G)。移植的定量结果显示，这些实验中移植的线粒体数量从3到15个线粒体每个细胞不等(图3H)。两种替代方案的不同成功率可以由线粒体分离获取的条件差异来解释。在评估线粒体提取方案时，作者观察到部分提取的线粒体外膜发生破裂。线粒体的不可逆损伤导致细胞内降解，细胞色素C释放可能导致细胞凋亡。虽然线粒体的细胞间移植降低了通量，但它的优点是细胞外时间短(如上所述，细胞间移植即方案一的效率高，并可以直接观察单个移植线粒体的命运。为了展示这一点，作者将标记好的线粒体(su9-mCherry)从HeLa细胞移植到差异标记的U2OS细胞(su9-BFP)中，这种细胞通常用于研究动态线粒体行为。高灵敏度相机可以用于追踪受体细胞内的单个线粒体(图3L)。作者观察到荧光线粒体基质标签在移植后23分钟的发生初始融合而后扩展到线粒体网络。综上所述，作者建立了两种将线粒体转移到单个培养细胞的方法。 一种方法是活细胞间移植。该方案显示移植后细胞活力高，允许观察移植后线粒体的动态行为，是一种高效方案。二种方法是大量纯化线粒体并将其注射到受体细胞中。 注射速度相当快，但不可避免地损害线粒体和细胞功能。图3：(A) 方案一示意图（活细胞间线粒体移植）：通过FluidFM吸入法提取线粒体。 随后，将带有提取物的悬臂探针移至受体细胞插入并注入提取物。(B) 方案一预填充C8F18的FluidFM悬臂梁的图像，被移植线粒体通过su9-mCherry标记，提取量~0.8 pL。Scale bar = 10 μm。(C) 方案二示意图（纯化线粒体注入细胞）：使用标准线粒体纯化方案纯化的线粒体进行线粒体移植的方案。 将纯化的线粒体重悬在HEPES-2缓冲液中，直接填充到FluidFM探针中并对细胞进行注射。(D) 方案二由su9-mCherry标记的FluidFM悬臂充满线粒体的图像。Scale bar = 10 μm。(E) 通过方案一（活细胞间线粒体移植）进行线粒体移植后的宿主细胞图像。宿主细胞的线粒体通过su9-BFP标记，移植细胞线粒体通过su9-mCherry标记。Scale bar = 10 μm。(F) 通过方案二（纯化线粒体注入细胞）进行线粒体移植后的受体细胞图像。宿主细胞的线粒体通过su9-BFP标记，移植细胞线粒体通过su9-mCherry标记。Scale bar = 10 μm。(G) 通过光学成像对两种方案注射的细胞进行评估。每种方法评估了40个细胞。(H) 两种方案的线粒体的计数评估。每种方法评估了22个细胞。(I) 方案一移植线粒体后，对移植线粒体(su9-mCherry)和宿主线粒体网络(su9-BFP)使用不同的荧光标记进行成像，融合。Scale bar = 5μm。(J) 方案二注入纯化线粒体后移的融合状态，标记方案同(I)。Scale bar = 5 μm。(K) 移植线粒体发生降解，分裂成多个更小的荧光囊泡(su9-mCherry)，荧光与标记的宿主细胞线粒体网络(su9-BFP)没有重叠。Scale bar=5 μm。 (L) 单个移植线粒体的延时图像序列(su9-mCherry)。细胞器供体为HeLa细胞，受体细胞为U2OS细胞，带有荧光标记线粒体网络(su9-BFP)。Scale bar = 10 μm。 讨论单细胞的操纵一直是细胞生物学领域的热点和难点，尤其是在不损害细胞活力的情况下从细胞中提取细胞器或将外源物质直接导入到细胞中。截止到目前，尽管单细胞技术有了较大的发展，但要实现将细胞器从一个细胞移植到另一个细胞，除了更大的卵母细胞外，几乎是不可能实现的。线粒体是细胞中的能量转换的核心，与细胞代谢和信号通路以及细胞命运紧密联系在一起。线粒体含有自身的遗传成分(mtDNA)，通常是严格垂直遗传给子细胞的。目前将线粒体地转移到细胞的手段有限，对于线粒体移植后的剂量-反应关系分析更是十分困难，这样我们就很难从机制上了解健康或疾病细胞的线粒体移植后的生物学效应。本文使用的FluidFM技术采用微型探针，可以在微环境中以高时空分辨率操纵单细胞或者对单个细胞进行采样，并与组学方法相结合，使细胞器的研究成为可能。FluidFM技术将原子力显微镜的高精度力学调节手段与光学检测下的纳米尺度微流控系统相结合，提供与单细胞操作相关的力学和定量的体积控制。这些特性在现有微型探针中是的，在本研究中，作者将FluidFM单细胞技术用于活细胞真核内和细胞间的细胞器微操作。成功实现了活细胞之间的线粒体移植。该研究将启发人们将FluidFM技术应用于更多领域，例如，干细胞治疗中低代谢活性细胞的再生，作为线粒体替代治疗方法的一种备选方案等。此外，FluidFM技术为解决细胞生物学、生物力学和细胞工程等问题提供了新的视角。 多功能单细胞显微操作系统- FluidFM OMNIUM参考文献[1].C. Gäbelein, Q. Feng, E. Sarajlic, T. Zambelli, O. Guillaume-Gentil, B. Kornmann & J. Vorholt. Mitochondria transplantation between living cells. (2021). BioRxiv.

前所未有的全自动高精度单细胞操纵平台！多功能单细胞显微操作FluidFM技术首次将原子力系统、显微成像系统、微流控系统、活细胞培养系统融为一体的单细胞显微操作平台，其核心技术——FluidFM技术采用了纳米级别中空探针，完美实现了单个细胞水平、fL级别超高精度、全自动化的细胞及细胞器的操作。是一套超温柔，纳米级，全自动的细胞操纵方案。这项技术将传统细胞显微操作实验无法触及领域的大门彻底打开，科学家可以在单个细胞上实现前所未有的精妙操纵。其主要功能包括单细胞提取、单细胞分离、活细胞细胞器移植、单细胞注射、单细胞力谱等。图1 FluidFM技术整机外观及原理示意图在活细胞中也能进行细胞器操纵？多功能单细胞显微操作FluidFM技术首次实现活细胞间线粒体移植线粒体和复杂的内膜系统是真核细胞的重要特征。到目前为止，对活细胞内的细胞器进行操纵仍然十分困难。多功能单细胞显微操作FluidFM技术能够从活细胞中提取、注射细胞器，将定量的线粒体移植到细胞中，同时保持它们的活力。近期，Julia A. Vorholt课题组使用多功能单细胞显微操作FluidFM技术，将线粒体移植至培养的细胞中，并实时跟踪线粒体注射后的情况，监测它们在新宿主细胞中的命运。通过跟踪，作者发现与受体细胞线粒体网络融合发生在移植后20分钟，持续16小时以上。活细胞之间移植线粒体不仅为细胞器生理学的研究开辟了新的前景，也为机械生物学、合成生物学和疾病治疗开辟了新的前景。该篇文章以” Mitochondria transplantation between living cells.”为题，发表在BioRxiv.上。1从活细胞中提取线粒体在FluidFM负压下的线粒体小体会经历形状的转变，类似于“串上珍珠”的形态。其特征是离散的线粒体基质球体状，并且通过细长的膜结构相互连接，在进一步负压拉力的作用下，这些球状结构最终被拉断，并在悬臂中呈现为球状线粒体（图2）。当牵引力保持数秒后，OMM在先前形成的“珍珠”之间的一个或多个收缩点分离，从而产生独立的球形线粒体，而管状结构的其余部分放松并恢复。图2 提取线粒体后的FluidFM悬臂探针的显微图像及示意图2线粒体移植至新细胞研究人员的下一个目标是将线粒体移植到新的宿主细胞中，并保持细胞活性。FluidFM技术为线粒体转移提供了最佳的两步走方案：第一步，用FluidFM技术直接提取线粒体，第二步，将提取的线粒体注入到新的宿主细胞中。该方案的成功率高达95%，而且保持了细胞活力，其优点是细胞器在细胞外停留的时间短(作者标记供体细胞的线粒体(su9-mCherry)和受体细胞的线粒体(su9- BFP)，能够观察移植细胞线粒体网络的实时状态（图3）。实验跟踪了22个细胞的移植命运：18个细胞显示移植的线粒体完全融合，4个细胞的线粒体发生降解。多数细胞样本(18个细胞中的14个)在移植后30分钟内首次观察到融合事件而后扩展到线粒体网络。综上所述，作者建立了将线粒体转移到单个培养细胞的方法。该方案显示移植后细胞活力高，允许观察移植后线粒体的动态行为，是一种高效方案。图3 单个移植线粒体的延时图像序列(su9-mCherry)。细胞器供体为HeLa细胞，受体细胞为U2OS细胞，带有荧光标记线粒体网络(su9-BFP)。Scale bar = 10 μm。本文使用的FluidFM技术采用微型探针，可以在微环境中以高时空分辨率操纵单细胞或者对单个细胞进行采样，并与组学方法相结合，使细胞器的研究成为可能。FluidFM技术将原子力显微镜的高精度力学调节手段与光学检测下的纳米尺度微流控系统相结合，提供与单细胞操作相关的力学和定量的体积控制。这些特性在现有微型探针中是独一无二的，在本研究中，作者将FluidFM单细胞技术用于活细胞真核内和细胞间的细胞器微操作。成功实现了活细胞之间的线粒体移植。单个线粒体移植视频该研究将启发人们将FluidFM技术应用于更多领域，例如，干细胞治疗中低代谢活性细胞的再生，作为线粒体替代治疗方法的一种备选方案等。此外，FluidFM技术为解决细胞生物学、生物力学和细胞工程等问题提供了新的视角。

英国下议院以压倒性多数通过决议，允许英国研究人员继续开展一种可以防止某些类型遗传疾病的新生育疗法。这种被称为线粒体DNA替代疗法的技术，能让线粒体基因中携带致病突变的女性产下基因上相关但没有线粒体疾病的孩子。该项举措一直颇具争议，尤其是因为它会改变胚胎DNA，而且这种方式能传递给下一代。一些科学家和非政府组织认为，目前对该技术应用于人类患者可能造成的负面影响了解得并不够充分。“我们认为下议院犯了一个严重错误，希望不会导致可怕的后果。”美国遗传学与社会中心执行主任Marcy Darnovsky在一份声明中表示。该举措的支持者很快开始了庆祝。“我很高兴议会成员投票通过决议，允许将线粒体转移技术引入临床治疗。”英国医学科学院院长John Tooke表示。线粒体是细胞的能量引擎。这些细胞器包含一套自己的基因，名为mtDNA。当线粒体无法正常工作时，会导致各种症状，引发一些很难辨别和诊断的线粒体疾病。有些生下来便携带缺陷线粒体的婴儿，会在数月内死亡。还有些人直到生命晚期才表现出症状。为此，研究人员提出了一种方法，将来自携带缺陷线粒体卵细胞的遗传物质转移到拥有健康线粒体的捐献者卵子内。产生的胚胎携带来自母亲和父亲的核DNA以及来自卵子捐献者的线粒体DNA。一些科学家认为，捐献者的mtDNA与受移植者的核DNA之间潜在的不匹配，会引发一些预想不到的问题。然而，在英国开展的很多伦理和科学审查以及一次民意征询，均支持人类受精与胚胎管理局对在人类身上开展该技术的试验性应用授予许可。该举措还必须获得上议院通过。即使获批，也并不意味着该技术将会被使用。生育诊所将不得不申请执照来使用此项技术，而且每份申请都会基于自身优劣获得评判。美国监管部门也在考虑是否允许使用该技术。去年，美国食品药品监督管理局（FDA）就mtDNA替代科学进行了两天的听证。他们还要求美国医学研究所发起一项关于该技术所引发伦理和社会政策问题的共识研究。1月27日，FDA委员会举行了第一次会议。后续会议计划在3月和5月举办。热门标签：

需要在纳米级别上进行温和的活细胞成像吗？ 允许我们介绍TauSTED Xtend，这是一种新的STED显微技术方法，它能够在纳米级分辨率下进行长时间的活细胞成像。利用在纳米尺度分辨率下的更长的活细胞成像时间，您可以进入生命科学研究的未探索领域。结果怎样？ 简单、锐利、惊艳！ 使用TauSTED Xtend，您可以： ✓ 在具体结构中解析更微小的细节 ✓ 执行更长时间的活细胞成像 ✓ 使用标准荧光团，并遵循您偏好的STED实验方法 ✓ 即使只使用一条STED激光谱线也能进行多色成像 ✓ 以纳米级分辨率直接监测快速过程 介绍徕卡全新的STED显微技术方法：TauSTED Xtend。在纳米尺度上改变活细胞成像，使用您的标准荧光团和实验方法。结果怎样？简单、锐利、惊艳！开启进入未探索的生命科学领域的大门！ 线粒体的嵴染色PKMO。图像通过TauSTED Xtend 775拍摄。 相关产品 STELLARIS 5 & STELLARIS 8 共聚焦显微镜平台 STELLARIS STED 徕卡显微咨询电话：400-630-7761 关于徕卡显微系统 徕卡显微系统的历史最早可追溯到19世纪，作为德国著名的光学制造企业，徕卡显微成像系统拥有170余年显微镜生产历史，逐步发展成为显微成像系统行业的领先的厂商之一。徕卡显微成像系统一贯注重产品研发和最新技术应用，并保证产品质量一直走在显微镜制造行业的前列。 徕卡显微系统始终与科学界保持密切联系，不断推出为客户度身定制的显微解决方案。徕卡显微成像系统主要分为三个业务部门：生命科学与研究显微、工业显微与手术显微部门。徕卡在欧洲、亚洲与北美有7大产品研发中心与6大生产基地，在二十多个国家设有销售及服务分支机构，总部位于德国维兹拉(Wetzlar)。

线粒体是细胞的动力来源，影响细胞稳态、增殖、死亡的关键信号通路。由于线粒体的动态行为以及与其他细胞器的丰富相互作用，荧光显微镜的发展特别推动了线粒体研究。线粒体内膜（inner membrane，IM）向内凹陷形成许多层状或管状的内嵴，其间距通常小于100nm，导致传统荧光显微镜无法观察到其内部精细结构。因此，基于固定样本的电子显微镜技术一直作为捕捉线粒体膜结构的主流工具。近年来，活细胞线粒体纳米成像已从原理验证发展成为一种结构和功能研究的可行方法。其中，受激发射损耗纳米显微镜（STED）和结构光照明显微镜（SIM）已被报道用于活细胞的线粒体内嵴成像。然而，目前线粒体纳米结构的可视化大多局限于癌细胞的二维（2D）单色成像，正交策略尚未建立，且STED图像采集会受到细胞器的光损伤或快速光漂白的影响，很难观察到原生状态下的线粒体形态。论文截图2022年12月20日，北京大学未来技术学院、北大-清华生命科学联合中心陈知行研究员课题组在Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.杂志上发表了题为“Multi-color live-cell STED nanoscopy of mitochondria with a gentle inner membrane stain” 的研究论文，并被选为封面文章。该研究报道了一款适用于STED纳米显微镜的线粒体内嵴染料PK Mito Orange （PKMO），其具有优秀的光稳定性和显著降低的光毒性，可实现在永生化哺乳动物细胞系、原代细胞和组织中的长时程、超分辨率的线粒体动力学成像，单个线粒体的3D-STED成像，以及多色STED成像（图1）。图1：PKMO标记的HeLa细胞线粒体内嵴、微丝蛋白（SPY650FastAct）和细胞核（SPY505 DNA）的多色活细胞成像图该研究利用环辛四烯（COT）偶联策略降低染料光毒性，同时精确调控光谱使得染料与561nm激发光和775nm STED光完美兼容。PKMO染色后的细胞在STED纳米显微镜下，可观察到整个细胞中具有高度有序的层状内嵴网络，并以低至50nm的光学分辨率捕获了单个线粒体内嵴形态和线粒体分裂、融合以及管状发生等动态过程。PKMO因其温和的性质和优秀的光稳定性可实现活细胞中单个线粒体的3D STED重建。PKMO除了可应用于癌细胞和永生化的细胞系以外，也可实现对光毒性极为敏感的原代细胞和组织的超分辨成像。PKMO展示了在COS-7、HeLa、U-2 OS细胞系以及原代脂肪细胞、原代神经元、原代胰岛组织中的内嵴结构及其动力学过程。线粒体的双层膜结构产生了线粒体亚区室，它们有着不同的用途。多色纳米显微镜技术因其可提供较高的分辨率和更多的时空信息，将取代传统的生化分析或电子显微技术成为一个强有力的新型分析手段。如图2所示，PKMO展示了与线粒体IM与线粒体DNA（mtDNA）、线粒体外膜、crista junction、微管蛋白和内质网的多色超分辨成像。多色活细胞STED成像可以揭示生物分子的不同线粒体定位以及线粒体在全细胞内的互作网络；可提供与要求更高的免疫电镜技术相似的信息，且可绘制有关结构和生物分子动力学的更多信息。图2：线粒体内嵴与mtDNA、线粒体外膜、cristajunction、内质网、细胞骨架的多色STED成像内嵴结构的缺陷与细胞呼吸功能障碍有关，并与神经退行性疾病或心脏病有关。作者还展示了不同线粒体蛋白缺陷型的细胞系与野生细胞系的内嵴形态的差异。在未来，利用PKMO对活细胞进行超分辨成像有望取代传统耗时费力的电镜制样，成为线粒体结构功能研究的日常工具。综上，作者团队报道了一种兼容活细胞STED成像的、高亮度、低光毒性的新型线粒体探针。PKMO可在永生化的哺乳动物细胞系、原代细胞或组织中实现长时间、超分辨率的内膜动力学记录。PKMO的光稳定性和光毒性为活细胞线粒体的3D STED显微镜成像打开了大门。同时，PKMO可兼容绿色和远红荧光标记物，实现多色超分辨率下的线粒体亚结构的多组分分析。多色STED显微镜可在100nm分辨率下捕获线粒体与不同细胞成分的相互作用，BAX诱导的细胞凋亡过程，以及转基因细胞中的内嵴表型。因此，这项工作提供了一个多功能的工具，用于以多路复用的方式研究线粒体内膜结构和动力学。

关键词：Zeta电位、插入式电极、有机溶剂分散体系图1. 插入式电极分散在有机溶剂中的颗粒往往在表面也会带有一定量电荷。这些电荷产生的电势会增加颗粒之间的相互作用力，起到增加系统稳定性的作用。由于有机体系的极性普遍较低，颗粒上携带的电荷量极少，在Zeta电位测试过程中需要施加较强电场才能够引发足够明显的电泳运用，而且测试电极及其配套的样品池需要考虑到对于有机溶剂的耐受性。在这篇应用报告中，我们利用插入式电极，利用BeNano 90 Zeta纳米粒度电位仪检测了分散在甲醇和乙醇环境中的硅颗粒的粒径和Zeta电位。原理和设备 动态光散射技术DLS，也称作光子相关光谱PCS或者准弹性光散射QELS，是利用激光照射在样品溶液或者悬浮液上，通过光电检测器检测样品颗粒布朗运动产生的散射光波动随时间的变化。利用相关器的时间相关性统计学计算可以得到相关曲线，进而得到颗粒的布朗运动速度，即扩散系数D。通过斯托克斯-爱因斯坦方程，我们把颗粒的布朗运动速度和其粒径DH联系起来：其中kB为玻尔兹曼常数，T为环境温度，𝜂为溶剂粘度，DH为颗粒的流体力学直径。电泳光散射技术ELS是利用激光照射在样品溶液或者悬浮液上，检测向前角度的散射光信号。在样品两端施加一个电场，样品中的带点颗粒在电场力的驱动下进行电泳运动。由于颗粒的电泳运动，样品的散射光的频率会产生一个频移，即多普勒频移。利用数学方法处理散射光信号，得到散射光的频率移动，进而得到颗粒的电泳运动速度，即电泳迁移率μ。通过Herry方程，我们把颗粒的电泳迁移率和其Zeta电位ζ联系起来：其中ε为介电常数，𝜂为溶剂粘度，f(κα)为Henry函数，κ为德拜半径倒数，α代表粒径，κα代表了双电层厚度和颗粒半径的比值。丹东百特公司的BeNano 90 Zeta纳米粒度电位仪，使用波长671 nm，功率50 mW激光器作为光源，在90度角进行粒径检测，在12度角进行Zeta电位检测。采用PALS相位分析光散射技术。样品制备和测试条件1#纳米硅粉末样品分散在甲醇分散液中，2#纳米硅样品分散在乙醇分散液中，施加超声波进行分散。通过BeNano 90 Zeta内置的温度控制系统开机默认测试温度控制为25℃±0.1℃，样品注入玻璃粒径池采用动态光散射进行粒径池进行粒径测试。使用插入式电极进行Zeta电位测试。每一个样品在放入样品池后进行至少三次测试，以检测结果的重复性和得到结果的标准偏差。测试结果和讨论粒径测试图2. 动态光散射检测1#纳米硅样品的粒径分布曲线（上）和2#纳米硅样品的粒径分布曲线（下）通过使用动态光散射技术，得到当前分散条件下同样品的粒径和粒径分布。其中1#样品Z-均直径为365.2±0.8 nm，PDI为0.58；2#样品Z-均直径为41.0±0.3 nm，PDI为0.50。可以看出粒径测试结果具有很好的重复性，两个样品的PDI较大，分布都比较宽，这也可以从样品的粒径分布曲线中看出。图3. 使用插入式电极检测1#（上）样品和2#（下）样品的三次测试的相图通过电泳光散射，得到了样品的Zeta电位信息。图３中展示了三次重复性测试的相图，相图斜率代表了散射光由于电泳运动造成的频率的偏移。可以通过图中曲线看出，分散在甲醇中的1#样品斜率清晰，信噪比良好，而分散在乙醇中的2#样品相图相对嘈杂。对于样品的３次重复性结果列于表１中，可以看到纳米硅样品在甲醇和乙醇溶液环境中Zeta电位为负值，说明样品颗粒携带负电，三次测试结果的重复性较好。颗粒在甲醇环境中的Zeta电位幅值明显高于乙醇环境。

近日，中国农业科学院兰州兽医研究所研究员朱兴全领导的家畜寄生虫病创新团队最新研究，在世界上首次解码了颚口下目线虫的线粒体基因组，为颚口线虫的分子流行病学、群体遗传学和系统分类学研究奠定基础。　　据悉，颚口线虫是重要的人兽共患寄生线虫，但对其分子生物学研究甚少。该团队利用传统的Sanger测序法解码了棘颚口线虫的线粒体基因组。棘颚口线虫的线粒体基因组呈环状，长度为14079 bp。与其他线虫相比，棘颚口线虫的线粒体基因排序发生了显著的重排。此外，该研究还基于12个线粒体蛋白质编码基因构建了多种动植物线虫的系统发育树。基于所构建的系统树，本研究还探讨了颚口下目在线虫纲中的位置，发现颚口下目与蛔虫下目亲缘关系最近。　　该团队在澳大利亚墨尔本大学、深圳华大基因(BGI)等国内外有关单位的支持、合作下，还成功解析了犬弓首蛔虫全基因组及转录组，为深入研究犬弓首蛔虫及其他相关寄生虫的基因功能及生物学特性、研制新的防控制剂提供丰富的基础数据及资源。

p style=" text-indent: 2em " 曾有研究表明，线粒体缺陷与乳腺癌的发生存在着一定关联，但科学家们依旧无法确定线粒体DNA改变与TNBC转移和化疗拮抗的关系。 /p p 　　近期，宾夕法尼亚大学研究人员将不同乳腺肿瘤亚型的代谢图谱进行比较，确定TNBCs的侵袭性亚群，并指出了更准确的风险评估方式，从而有助于为TNBC患者提供个性化治疗方案。该研究成果以“Aggressive triple negative breast cancers have unique molecular signature on the basis of mitochondrial genetic and functional defects”为题发表在《Molecular Basis of Disease》上。 /p p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/5bcb73c5-7c32-4cb4-bf00-467e03bb5b72.jpg" / /p p 　　宾夕法尼亚州兽医学院的研究助理Manti Guha教授表示：“目前尚无有效手段来预测TNBC患者对化疗药物的不良反应。我们对缺陷的线粒体DNA进行了相关分析，发现了新的分子标志物，从而确定了TNBCs的侵袭性亚群，指出了更准确的风险评估方式，有助于为TNBC患者提供个性化治疗方案。” /p p 　　费城儿童医院线粒体和子代医学中心主任、Guha的导师兼合作者Douglas Wallace表示：“现代医学常常忽略线粒体在疾病中的作用，此项研究通过对比三阴乳腺癌的线粒体能量系统与其他乳腺癌的线粒体能量系统，确定了危险性较低的TNBCs形式，并找出了治疗这类乳腺癌的新靶点。因此这项工作对于危险性较低的TNBCs的治疗具有良好的前瞻性。” /p p style=" text-align: center " img title=" 2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/38e0553f-c2e3-40f7-86cc-83a4b2f96b7c.jpg" / /p p style=" text-align: center " TNBC中线粒体代谢基因的变化 /p p 　　此前，Guha及其同事通过实验诱导线粒体功能障碍，发现线粒体功能障碍的情况下乳腺癌细胞会重新编程并且开始转移。Guha说：“众所周知，肿瘤会损害线粒体的功能并导致代谢重编程。我们研究了乳腺癌亚型之间的线粒体特征的差异性以及患者肿瘤细胞线粒体DNA和功能的差异，实现了对有转移风险的患者的早期发现。” /p p 　　研究人收集了825例不同乳腺癌亚型患者的基因组数据，分析了不同的线粒体DNA拷贝数，他们发现晚期乳腺癌患者体内mtDNA(线粒体DNA)拷贝数最低，并且TNBCs的拷贝数最少。不仅如此，他们还建立了不同乳腺癌亚型之间mtDNA拷贝数的完整模型。这项研究结果显示，TNBCs中某些特定的mtDNA序列十分不稳定，通过这种特殊的mtDNA序列失衡状况，研究人员将乳腺癌患者分成了不同的风险类别。 /p p style=" text-align: center " img title=" 3.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/e16b9098-2751-42a4-b277-30728828a925.jpg" / /p p style=" text-align: center " 原发性乳腺癌中mtDNA的相对丰度 /p p 　　研究人员同时指出，TNBCs和其他亚型之间存在耗氧量的差异，表明TNBCs患者的线粒体功能受损，从而导致细胞呼吸链破坏。他们分析了代谢有关的84个基因，发现了这些基因对线粒体功能具有调节作用，因此，他们认为这些基因可以作为TNBCs潜在的治疗靶点，也有望成为鉴定TNBCs侵袭性的生物标志物，并可用于改善化疗疗效。 /p p style=" text-align: center " img title=" 4.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/eac95047-2f4e-4540-ae03-3f294114c3d6.jpg" / /p p style=" text-align: center " 乳腺癌细胞系中的线粒体功能缺陷 /p p 　　为了对这些发现进行验证，在FDA批准下，目前，Guha及其同事正对TNBCs的靶向代谢途径的治疗方案的有效性进行研究。希望我们可以看到这项研究的成果。 /p p 　　参考资料： /p p 　　1.Study uncovers therapeutic targets for aggressive triple-negative breast cancers /p p 　　2.Aggressive triple negative breast cancers have unique molecular signature on the basis of mitochondrial genetic and functional defect /p

生物技术重大发现的历史时间表。图片来源：韩国基础科学研究所　　科技创新世界潮韩国基础科学研究所（IBS）基因组工程中心研究人员开发了一种新的基因编辑平台，称为类转录激活因子效应相关脱氨酶（TALED）。TALED是能够在线粒体中进行A到G碱基转换的碱基编辑器。这一发现是长达数十年治愈人类遗传疾病之旅的结晶，而TALED，也被认为是基因编辑技术中最后缺失的一块拼图。研究成果发表在最新一期《细胞》杂志上。“基因剪刀”的魔力与缺憾从1968年第一个限制性内切酶的发现、1985年聚合酶链式反应的发明到2013年CRISPR介导的基因组编辑的示范，生物技术的每一个新突破发现都进一步提高了操纵DNA的能力。特别是，新近开发的CRISPR—Cas系统（“基因剪刀”）允许对活细胞进行全面的基因组编辑。这为通过编辑人类基因组中的突变来治疗以前无法治愈的遗传疾病开辟了新的可能性。虽然基因编辑在细胞的核基因组中取得了很大的成功，然而，科学家们在编辑拥有自己基因组的线粒体方面并不成功。线粒体，即所谓的“细胞的动力室”，是细胞中的微小细胞器，充当能量产生工厂。由于它是能量代谢的重要细胞器，如果基因发生突变，则会导致与能量代谢相关的严重遗传疾病。韩国IBS基因组工程中心主任金镇秀解释说：“由于线粒体DNA缺陷，出现了一些非常严重的遗传性疾病。例如，导致双眼突然失明的Leber遗传性视神经病变是由线粒体DNA中的简单单点突变引起的。”另一种线粒体基因相关疾病包括伴有乳酸性酸中毒和卒中样发作的线粒体脑肌病，它会缓慢破坏患者的大脑。一些研究甚至表明，线粒体DNA异常也可能是阿尔茨海默病和肌肉萎缩症等退行性疾病的原因。线粒体DNA可以编辑了线粒体基因组遗传自母系。线粒体DNA中有90个已知的致病点突变，总共影响至少5000人中的1人。由于向线粒体递送方法的限制，许多现有基因组编辑工具无法使用。例如，CRISPR—Cas平台不适用于编辑线粒体中的这些突变，因为引导RNA无法进入细胞器本身。另一个问题是缺乏这些线粒体疾病的动物模型。这是因为目前不可能设计出创建动物模型所需的线粒体突变。”金镇秀补充道，“缺乏动物模型使得开发和测试这些疾病的治疗方法变得非常困难。”因此，编辑线粒体DNA的可靠技术是基因组工程的前沿领域之一，为了征服所有已知的遗传疾病，必须探索这一前沿领域，世界上最优秀的科学家多年来一直在努力使其成为现实。2020年，由美国哈佛大学博德研究所和麻省理工学院刘如谦领导的研究团队创建了一种新的碱基编辑器，名为DddA衍生的胞嘧啶碱基编辑器，可从线粒体中的DNA进行C到T转换。这是通过创造一种称为碱基编辑的新基因编辑技术来实现的，该技术将单个核苷酸碱基转化为另一个碱基而不会破坏DNA。但是，这种技术也有其局限性。它不仅仅限于C到T转换，而且主要限于TC基序，使其成为有效的TC-TT转换器。这意味着它只能纠正90个已确认的致病性线粒体点突变中的9个，也就是10%。长期以来，线粒体DNA的A到G转换被认为是不可能的。研究第一作者赵兴义说：“我们开始思考克服这些限制的方法。因此，我们创建了一个名为TALED的新型基因编辑平台，可实现A到G的转换。我们的新碱基编辑器极大地扩展了线粒体基因组编辑的范围。这不仅可为建立疾病模型作出巨大贡献，还可为开发治疗方法作出巨大贡献。值得注意的是，其在人类mtDNA中能够进行A到G的转化可纠正90种已知致病性突变中的39种，约为43%。”研究人员通过融合三种不同的成分创造了TALED。第一个组分是转录激活子样效应子，它能够靶向DNA序列。第二个组分是TadA8e，一种用于促进A到G转化的腺嘌呤脱氨酶。第三个组分DddAtox，是一种使DNA更容易被TadA8e获取的胞嘧啶脱氨酶。TALED的一个有趣的方面是TadA8e在具有双链DNA的线粒体中执行A到G编辑的能力。这是一种神秘的现象，因为TadA8e是一种已知仅对单链DNA具有特异性的蛋白质。金镇秀说：“以前没有人想过使用TadA8e在线粒体中进行碱基编辑，因为它应该只对单链DNA具有特异性。正是这种跳出框框的思维方法真正帮助我们发明了TALED。”诺贝尔奖级别的成果研究人员推测，DddA tox允许通过瞬时解开双链来访问双链DNA。这个转瞬即逝的临时时间窗口允许TadA8e作为一种超快作用的酶，快速进行必要的编辑。除了调整TALED的组件外，研究人员还开发了一种能够同时进行A到G和C到T碱基编辑以及仅进行A到G碱基编辑的技术。研究团队通过创建包含所需mtDNA编辑的单个细胞衍生克隆来展示这项新技术。他们发现TALED既不具有细胞毒性，也不会导致mtDNA不稳定。此外，核DNA中没有不良的脱靶编辑，mtDNA中的脱靶效应也很少。研究人员现在的目标是通过提高编辑效率和特异性来进一步改善TALED，最终为纠正胚胎、胎儿、新生儿或成年患者中的致病mtDNA突变铺平道路。研究团队还专注于开发适用于叶绿体DNA中A到G碱基编辑的TALED，叶绿体DNA编码植物光合作用中的必需基因。基础科学研究所科学传播者苏威廉称赞道：“我相信这一发现的意义可与2014年获得诺贝尔奖的蓝色LED的发明相媲美。就像蓝色LED是让我们拥有高能效白光LED光源的最后一块拼图一样，预计TALED将迎来基因组工程的新时代。”

2021年11月3日，苏州贝康医疗股份有限公司（以下简称“贝康医疗”）收购浙江星博生物科技股份有限公司（以下简称“星博生物”）线上新闻发布会成功举行。星博生物创始人薛志刚、星博生物总经理黄文、贝康医疗创始人梁波、贝康医疗财务总监戴静参加会议，会议由瑞信亚太区投资银行及资本市场副总裁肖嘉隆主持。从技术创新走向产业合并，强强联合打造行业巨头男科实验室和胚胎实验室是辅助生殖中最重要的两个实验室。胚胎实验室主要是进行体外受精、胚胎培养、冻存、胚胎植入前遗传学诊断等，通过体外受精结合遗传学检测，筛选优质胚胎植入到女性子宫，从而提高辅助生殖的成功率。男科实验室主要是对男性不育症患者开展相关的实验室检测，除了常规的精液量、精子数量、活动率、畸形率等检测指标，更多的精子功能性的检测被纳入到男科检测中，包括精子核完整性检测、精子尾部中段线粒体膜电位检测、精子顶体反应能力检测，精子功能缺陷是导致生育障碍的主要因素之一，且更能客观的反映精子的受精能力，通过精液常规检测和功能性检测的结合，能够为男性生育能力评估提供更全面的信息，更好地指导临床治疗。因此，在胚胎植入前遗传学诊断的基础上，增加精子质量的全面筛查，使得不孕不育的治疗又向前推进了一步，对临床辅助生殖方案的选择和妊娠成功率的提升将有极大的促进作用。当前，不孕不育症在中国的发病率已攀升到12%-15%左右，其中由男方因素导致的不孕不育约占40%，国内男性不育检测市场规模预计超过78亿元，而当前市场规模仅5亿，现阶段的男性不育检测市场与理论市场总容量之间尚存在较大差距，前者仅相当于后者的6.41%，在未来仍有较大的增长空间。目前，国内辅助生殖市场发展还在初级阶段，且行业缺乏规范性，竞争格局尚未形成，此时正是优化自身结构，扩大产能，布局未来市场的最佳时机。收购并进行优势资源的整合优化则是最有效的方式之一。此次贝康医疗对星博生物的收购，是行业头部公司的整合，将成为男科精子筛选解决方案公司与胚胎精准筛选解决方案公司的强强联合，打通了完整的辅助生殖筛选的解决方案，通过优势互补与协同创新，优化产业结构，加速产业化。国内最早、规模最大的男科IVD诊断公司之一星博生物是一家生殖医学领域的以精子细胞功能学检测为核心业务，具备强大的科研实力与产学研转化服务能力的高新技术企业，曾获“中国国家科学进步二等奖”等奖项。星博生物是国内布局最早、规模最大的男科IVD诊断公司之一，也是国内最大的流式细胞检测试剂盒供应商之一。其研发的精子核完整性（DFI）检测能够针对全精子及活精子进行准确的 DFI 检测，并获得国内主流临床工作者的认可，推动DFI 检测纳入《男性生殖遗传学检查专家共识》、《男性不育症诊断与治疗指南》，承担13项科研课题、其中包括7项国家级课题，获得13项专利、3项软件著作权。其中，星博DFI试剂盒获得国家药监局认定的医疗器械备案证、试剂配套分析软件的软件著作权以及活精子分选的专利技术证书。星博生物与中科院、中华医学会、中国性学会、生殖医学国家重点实验室、国家辅助生殖与优生工程技术中心、北京大学、同济大学、南京医科大学、哈工大保持着密切的技术合作，并开展了一系列卓有成效的产业化工作。星博生物的业务范围覆盖30个省、直辖市、自治区，与超400家临床医疗机构建立合作关系，共计为200余万备孕夫妇提供检测服务。星博生物创始人薛志刚教授表示，贝康医疗在辅助生殖IVD领域具有深厚的实力，此次的收购，能充分发挥星博生物在男科方面的优势，帮助贝康医疗在男科领域的技术研发创新再上一层楼，辅以人工智能技术，彻底突破贝康医疗目前在男科方面的技术瓶颈。同时，星博生物也能借助贝康医疗的优势资源，继续深耕辅助生殖行业，形成全新的“硬件+软件”产业模式，构建从孕前到产前到新生儿的全生育周期产业链。贝康医疗创始人梁波博士表示，目前国内生物医药已经进入产业规模阶段，需要对头部企业进行产业化整合，实现强强联合，形成1+1＞2的效应。星博生物在男科行业布局多年，有非常高的产品认可度与知名度。星博生物与贝康医疗的联合，将对星博生物男科产业以及贝康医疗的资源进行整合，实现渠道、学术、技术等资源共享，共同研发、注册、生产试剂盒和仪器，加速国产化平台与仪器替代，不断在男科领域拓展业务，为不孕不育患者打造一个更加全面的全生育周期解决方案。希望能将星博生物打造成不仅是国内最大的、也能成为国际领先的男科专业化平台，共同促进辅助生殖行业的健康发展。过去十年，是生物医药技术创新的十年；未来十年，是行业头部企业整合收购、走向规范化发展的十年。此次辅助生殖领域两家头部公司的合并是IVD领域的重大事件，辅助生殖行业的发展也需要头部公司持续的市场投入与技术设备研发。贝康医疗将致力于构建更大的研发创新平台，打造全生育周期解决方案，促进科技成果的转化，加速产业化进程，不仅要在国内领先，也要做到国际领先，将贝康医疗的辅助生殖技术惠及全球患者。

近日，重庆大学附属肿瘤医院李咏生教授团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》杂志（影响因子：38.104）发表了题为《线粒体丙酮酸载体：调控T细胞分化的代谢-表观遗传学检查点》的研究亮点，阐述线粒体丙酮酸载体作为代谢-表观遗传检查点调控T细胞分化的分子机制，及影响肿瘤免疫的临床意义。细胞毒性CD8+ T细胞是抗癌免疫反应中最强大的效应细胞。在抗原刺激下，CD8+ T细胞可增殖并分化为效应T细胞（Teff），其中大部分是终末分化的短寿命效应细胞 (SLEC)，具有强大的细胞毒性潜力；而其余的部分则是记忆前体效应细胞 (MPEC)，可进一步分化为长寿的、可自我更新的记忆CD8+ T细胞（Tmem）。代谢重编程对CD8+ T细胞的分化和功能具有重要调控作用，其中糖酵解，包括乳酸发酵和丙酮酸氧化，均可促进CD8+ T细胞向Teff的分化。然而，线粒体丙酮酸载体（MPC）控制的线粒体丙酮酸摄取和代谢如何影响T细胞功能和命运仍不清楚。今年五月，来自瑞士洛桑大学的Mathias Wenes团队在Cell Metabolism上发表了题为 The mitochondrial pyruvate carrier regulates memory T cell differentiation and antitumor function的论著，他们发现，MPC缺陷的CD8+ T细胞具有向记忆型分化的倾向，机制研究表明，MPC受抑制的CD8+ T细胞可利用环境中的谷胱甘肽和脂肪酸氧化产生乙酰辅酶A，进而促进组蛋白H3K27位点乙酰化，并导致转录因子RUNX1下游的Tmem分化相关细胞因子（如IL-2，CD40）的表达上调。 此外，该团队还发现，在营养缺乏的肿瘤微环境（TME）中，乳酸来源的丙酮酸是维持CD8+ T细胞抗肿瘤活性的重要能源物质。由于谷胱甘肽和脂肪酸含量较少，在肿瘤微环境（TME）浸润CD8+ T细胞中敲除MPC并不会导致其向Tmem分化，但CD8+ T细胞内mTOR信号受到了显著抑制，进而引起H3K27位点甲基化水平上调，最终导致其抗肿瘤免疫活性降低。近年来，过继细胞转移（ACT）疗法成为了临床上最主要的抗肿瘤免疫治疗策略之一，其通过生成大量的带有基因修饰受体（嵌合抗原受体CAR）的肿瘤特异性CD8+ T细胞（也就是CAR-T 细胞）来增强抗肿瘤效应。然而，由于CAR- T细胞在患者体内的存活率、增殖能力和活力持续性较低，对部分患者的抗癌效果不佳。研究表明，低分化的CD8+ Tmem细胞在ACT疗法中具有更好的抗肿瘤治疗效果。同样，在ACT疗法中，使用MPC抑制剂预处理的CAR-T细胞具有更强的抗肿瘤效应。李咏生教授团队指出，在临床转化应用中，对MPC调控CD8+ T细胞分化和肿瘤免疫抑制的研究表明了靶向MPC可成为激活肿瘤浸润T细胞乳酸利用和抗肿瘤疗效的新途径。并且抑制MPC增强了CAR-T细胞的抗肿瘤作用、记忆表型和持久性，可能是未来临床试验中改善CAR-T细胞免疫治疗的潜在策略。据悉，重庆大学附属肿瘤医院肿瘤内科助理研究员陈瑜和陆军军医大学新桥医院消化内科博士生王景纯为共同第一作者，重庆大学附属肿瘤医院肿瘤内科李咏生教授为通讯作者。原文链接：https://www.nature.com/articles/s41392-022-01101-z陈瑜重庆大学附属肿瘤医院肿瘤内科助理研究员。长期从事肿瘤微环境中MDSC免疫抑制功能及其脂质代谢的基础研究工作，主要研究方向为肿瘤免疫与脂质代谢。近年来共参与发表SCI文章9篇，其中以第一/共同第一作者在Signal Transduction and Targeted Therapy和Theranostics杂志共发表SCI论文3篇；参编Elsevier出版社的英文著作1部；主持重庆市科技局课题1项，参与重庆市科技局课题2项。王景纯陆军军医大学新桥医院消化内科博士生，从事肿瘤治疗耐药及肿瘤干细胞领域研究。近年来共参与发表SCI文章11篇，其中以第一/共一作者在Signal Transduction and Targeted Therapy和Theranostics杂志共发表SCI论文3篇；参与重庆市科技局课题1项；2019年获得“世界医学生论坛”冠军；获评陆军军医大学“优秀共产党员”及“优秀毕业生”。李咏生重庆大学附属肿瘤医院肿瘤内科主任、教研室主任、I期病房主任，博士、教授、主任医师、博士生导师、结直肠癌和恶性肿瘤临床试验首席专家，美国哈佛医学院博士后，国家高层次引进人才，国家自然科学基金重点国际合作项目首席科学家，国家自然科学基金重点、国合、优青、海外优青项目评审委员，重庆英才•创新领军人才，重庆市杰出青年科学基金获得者，重庆市学术技术带头人，重庆市高校创新研究群体负责人，重庆市青年专家工作室领衔专家，中国抗癌协会肿瘤代谢专委会免疫代谢学组组长，肿瘤与微生态专委会常务委员，重庆市免疫学会代谢免疫专委会主任委员，重庆市医药生物技术协会肿瘤罕见病疑难病专委会主任委员，重庆市医学会肿瘤学分会化疗学组组长，重庆市医学会精准医疗与分子诊断专委会副主任委员，重庆市免疫学会、重庆抗癌协会、重庆市医药生物技术学会常务理事。兼任《中国医院用药评价与分析》副主编，STTT等杂志编委，Cell Metabolism、Advanced Science、Cancer Research等杂志审稿人。专注于“肿瘤免疫代谢”研究，主持国家高层次引进人才计划、国家自然科学基金重点国际合作研究项目、国家临床重点专科等项目20余项，发表SCI论文70余篇，总影响因子大于500，被引用大于4000次，以第一/通讯作者在Immunity、STTT、Ann Rheum Dis、Sci Adv、Nat Commun、Cancer Res等杂志发表SCI论文40余篇，单篇影响因子大于30的论文4篇，大于10的论文12篇，截止2022年7月的H指数36。获得国际发明专利1项，国家发明专利2项，国家实用新型专利2项。主编和参编Springer Nature、Elsevier等出版社英文专著4部。以PI身份参研临床试验共计48项，其中I期36项，II期5项，III期7项，以组长单位牵头全国多中心临床研究7项，其中注册类6项。当选中国临床肿瘤协会首批35岁以下最具潜力青年肿瘤医生，获树兰医学青年奖提名，获中国抗癌协会青年科学家奖，入围中国细胞生物学学会青年科学家奖。

线粒体是细胞内重要的代谢中心，其质量控制是维持正常的细胞功能所必需的。受损的线粒体主要通过线粒体自噬（mitophagy）清除[1]。近来，非自噬依赖的线粒体质量控制途径也渐渐被人们认识，其在线粒体的清除和疾病中扮演着重要角色，主要包括：线粒体蛋白及DNA降解、线粒体来源囊泡（MDVs）、线粒体来源区室（MDCs）、隧道纳米管（TNT）传递线粒体和两种最新发表的线粒溶酶体（mitolysosome）外排和线粒体胞吐（ mitocytosis）。近日，中科院广州生物医药与健康研究院刘兴国课题组在MedComm-Future Medicine上发表长篇综述“Autophagy-independent mitochondrial quality control: Mechanisms and disease associations”[2]，总结了非自噬依赖的线粒体质量控制机制及其相关疾病，旨在全面了解非自噬依赖的线粒体质量控制途径，为线粒体内稳态提供新见解，并为非自噬依赖性的线粒体质量控制异常引发的疾病研究提供新思路。这一工作被期刊选为Editor’s Choice。作者首先描述了线粒体蛋白的降解途径 （图1）。线粒体蛋白的降解系统构成了线粒体质量控制的重要部分。胞质内合成的线粒体前体蛋白通过线粒体外膜上的蛋白质转运体（translocator of the outer mitochondrial membrane, TOM）进入线粒体，这一过程中形成的错误折叠蛋白可以被泛素化标记后由CDC48转运至蛋白酶体进行降解。线粒体外膜的错误折叠蛋白同样通过泛素化降解，这一过程需要包括MITOL、MAPL在内的多个蛋白共同参与。线粒体内的错误折叠蛋白通过一套蛋白酶系统降解，包括i-AAA，m-AAA，LON及CLPXP。i-AAA和m-AAA存在于线粒体内膜，负责降解累积于线粒体膜间及基质的异常折叠蛋白，LON及CLPXP则降解线粒体基质中的异常折叠蛋白。图 1 线粒体蛋白质量控制接着作者总结了MDVs和MDCs途径，线粒体中过度氧化的蛋白及脂质会通过MDVs或MDCs清除 （图2）。MDVs是一种线粒体来源的囊泡，通常携带过度氧化蛋白或脂肪，在过氧化物酶体或溶酶体中降解。MDCs从线粒体网络分离的过程需要线粒体分裂蛋白DRP1参与，通过Gem1/MIRO1转运，最终在过氧化物酶体或溶酶体中降解。作者还总结了细胞分泌参与的线粒体质量控制。除了直接通过胞外囊泡的形式排出线粒体外，细胞间还可以形成隧道纳米管（TNT），直接传递线粒体。图 2 MDVs和MDCs参与的线粒体质量控制另外，作者着重介绍了刘兴国组和田梅组近期发表的药物诱发的帕金森症中全新的线粒溶酶体外排的线粒体质量控制模式 [3]。在药物氟桂利嗪的诱导下，线粒体会通过一种全新的机制直接进入溶酶体，形成线粒溶酶体，接着通过VAMP2和STX4依赖囊泡形式的胞吐作用分泌转运到胞外，从而导致细胞中的线粒体总量下降。俞立组则报道了另一种新的分泌性线粒体质量控制方式——线粒体胞吐，其主要出现在细胞发生迁移后，参与受损线粒体的清除[4]。这两种方式是由国内科学家发现的新型控制机制，丰富了对线粒体质量控制过程的认识。（图3）图 3 线粒溶酶体和线粒体胞吐参与的线粒体质量控制最后作者总结了非自噬依赖的线粒体质量控制异常所导致的疾病，包括癌症、炎症、缺血性中风和帕金森综合征等，指出了帕金森综合征可能是这些异常的共同表现形式，其中的相关机制仍待深入研究。总之，本文系统且清晰地回顾了非自噬依赖的线粒体质量控制机制，阐述了其与疾病的可能关联，有助于更好地了解线粒体质量控制体系的稳态，并为研究相关疾病的机制提供了新思路。这一综述入选了Editor’s Choice, 下图形象的用孙悟空取出定海神针引发东海动荡的故事描述了刘兴国组发现的帕金森症中线粒体质量控制新途径：线粒溶酶体胞吐。定海神针代表线粒体，孙悟空代表溶酶体，东海代表人体。线粒体（定海神针）直接被溶酶体（孙悟空）排出细胞外，引发人体（东海）颤抖的运动障碍的帕金森症表型。图4 Editor’s Choice Article参考文献1. Narendra DP, Jin SM, Tanaka A, et al. PINK1 is selectively stabilized on impaired mitochondria to activate Parkin. PLoS Biol. 2010 8(1):e1000298.2. Bao F, Xiao J, Zhou L, et al. Autophagy-independent mitochondrial quality control: Mechanisms and disease associations. MedComm - Future Medicine 2022 1:e225. doi: 10.1002/mef2.253. Bao F, Zhou L, Zhou R, et al. Mitolysosome exocytosis, a mitophagy-independent mitochondrial quality control in flunarizine-induced parkinsonism-like symptoms. Sci Adv. 2022 8(15):eabk2376.4. Jiao H, Jiang D, Hu X, et al. Mitocytosis, a migrasome-mediated mitochondrial quality-control process. Cell. 2021 184(11):2896-2910.e13.通讯作者简介

实时荧光检测分析系统在药物研发中的广泛应用如何加速药物研发进程？何种利器可解决药物开发的瓶颈？ 中药现代化进程如火如荼的今天，如何在宝贵而丰富的天然药物资源中开发出现代化新药？ 重磅炸弹式小分子药物每年销售额的爆发式增长，您期待最快速开发出新药从而占据一席之地吗？ 50%左右市场份额的药物靶点的研究方法和技术应用：G蛋白偶联受体（GPCR）~40%离子通道（Ion Channel）~13.4%Gq通路：高通量钙流动力学检测Na+、K+、Ca2+等各种类型离子通道的药物筛选Gi和Gs通路：高通量cAMP水平检测hERG等毒性安全性评价筛选膜转运体高通量筛选十万、百万级化合物库早期筛选细胞内PH值变化检测细胞膜电位的检测心肌细胞早期毒性评价多种类型离子通道的荧光信号检测............ FLIPR实时荧光检测分析系统 GPCR+Ion Channel——药物靶标50%的市场 药物筛选，就是对可能作为药用的物质进行初步药理活性的检测和试验。对创新药物来讲，筛选是必不可少的手段和途径，特别是当代创新药研究竞争十分剧烈，其中竞争的焦点就在于新药筛选，低耗、高效率筛选出新药是问题的核心，其目标是缩短新药发现的过程。 创新药物研发是“痛并快乐”的过程。那么如何减少投入成本、降低风险、缩短开发时间等“痛”的过程，而同时增加收益和回报这个“快乐”的程度呢？ Molecular Devices公司针对药物开发过程中的最关键步骤提供了完整的解决方案。 下载资料请联系MD美谷分子仪器（上海）有限公司 产品咨询热线: 021-3372 1088 售前服务邮箱: info.china@moldev.com 售后服务邮箱: support.china@moldev.com 官方网站: www.MolecularDevices.com欢迎关注官方微信

p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(79, 129, 189) " 　　近日，国家卫健委在相关新闻发布会上表示国家卫健委正在牵头开展《生活饮用水卫生标准》的修订工作，预计2020年公布。而在国家层面近期出台的《健康中国行动(2019—2030年)》文件中也提出到2022年和2030年，居民饮用水水质达标情况明显改善并持续改善的行动目标。由此可以看出，饮用水的检测仍是国家关注的重点之一，其中就涉及到生活饮用水的检测方法及标准等内容。为了帮助相关用户学习、了解生活饮用水检测方法及相关标准等内容， /span span style=" color: rgb(79, 129, 189) font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 仪器信息网特别策划了“生活饮用水检测方法及相关标准解读”专题并邀请上海禾工科学仪器有限公司技术工程师陈灵先生谈谈他对中国现行饮用水检测标准及检测方法的看法。 /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/aabc420b-23e3-4788-9539-ffe38e505cc6.jpg" title=" 禾工 陈灵 1022.jpg" alt=" 禾工 陈灵 1022.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 上海禾工技术工程师 陈灵 /strong /p p 　　 strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 仪器信息网：现行的生活饮用水卫生标准已经实施了十多年，这期间，中国饮用水环境是否有所变化?相关标准是否还能完全保障居民饮用水安全? /span /strong /p p 　　 span style=" color: rgb(79, 129, 189) " strong 陈灵： /strong /span 目前我们现行的2006版生活饮用水标准是在WHO《饮用水水质准则》第三版基础上，结合我国国情制定的，总体上较85版老饮用水标准完善的多，各项指标还是比较全的，只要能保证检测标准的执行与落实，一定程度上是可以保障居民饮用水安全的。我觉得国内水环境变化主要在于安全方面，经济快速发展带来的环境污染问题逐渐显现出来，前些年常会看到有关水体环境污染的报道，比如太湖蓝藻事件、江苏靖江水污染事件等。近年来国家各部委也相应采取了一系列相关措施保证居民饮用水安全，使得饮用水安全的保障能力逐步得到提升。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 仪器信息网：您觉得现行的生活饮用水检测方法是否能满足政府日益提升的检测需求?在目前的饮用水检测项目中哪些值得特别关注?相关检测方法是否还有改善之处? /span /strong /p p 　　 strong span style=" color: rgb(79, 129, 189) " 陈灵： /span /strong 目前的检测方法很多还是采用传统的处理方式和检测方式，在效率和准确度上仍有提升的空间。我个人比较关注的是水质检测中的高锰酸盐指数，水硬度以及部分消毒副产物等滴定类检测项目。这些检测项目在相关检测方法标准里还是采用传统的手工滴定方法，使得检测数据的精准性难以得到保障。自动电位滴定法可能会成为一种更好的选择，相比手动滴定的方法，自动电位滴定法具有测定准确度高，可避免人为误差，应用范围广泛等优点。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 仪器信息网：请介绍贵公司在生活饮用水检测方面有哪些仪器产品或产品组合?相比于同类产品，贵公司产品有哪些优势? /span /strong /p p 　　 strong span style=" color: rgb(79, 129, 189) " 陈灵： /span /strong 上海禾工科学仪器有限公司致力于液相色谱仪、气相色谱仪、卡尔费休水分滴定仪、自动电位滴定仪、固相萃取仪、等精密分析仪器、实验室设备产品的生产销售。其中电位滴定仪是水质分析必备的仪器之一，禾工的AT-1自动电位滴定仪、CT-1Plus多功能全自动滴定仪等产品都非常适用于饮用水水质分析检测。AT-1自动电位滴定仪根据样品性质选用不同电极可进行酸碱滴定、氧化还原滴定、络合滴定、非水滴定和pH测量等多种滴定。同时仪器检测精度、测量结果重复性等各项性能指标均达到进口同类产品，而且仪器故障率及使用寿命远高于国内同类产品。CT-1Plus多功能全自动滴定仪具备颜色滴定和自动电位滴定多重功能，仪器采用模块化设计。除了进行常规的电位滴定外，还可选配自动颜色判定模块，用于无法有效进行电位滴定的情况，从而全方位兼容各种滴定方法。同时仪器还具有自动判断终点的功能，可进行固定终点滴定、动态滴定、组合交叉滴定和手动滴定等。相比同类产品，禾工电位滴定仪的滴定精度基本上达到了进口仪器的水准，同时软件控制也有相当的自由度，用户可以根据实际情况调试和设置优化滴定方法。 /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C289252.htm" target=" _blank" img style=" width: 345px height: 247px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/ecb1ce6f-c25b-4eeb-a843-4d7351071aa0.jpg" title=" AT-1自动电位滴定仪.jpg" width=" 345" height=" 247" / /a /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C289252.htm" target=" _self" strong 禾工 AT-1电位滴定仪 /strong /a /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C264198.htm" target=" _blank" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 343px height: 343px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/0edc0cbd-5d98-4f1d-a2c7-c1f0d516da5c.jpg" title=" CT-1Plus自动电位滴定仪 450.jpg" alt=" CT-1Plus自动电位滴定仪 450.jpg" width=" 343" height=" 343" / /a /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C264198.htm" target=" _blank" strong 禾工CT-1plus多功能全自动滴定仪 /strong /a /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100759/C317070.htm" target=" _blank" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 270px height: 291px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/825fa9a6-587b-4533-99a8-57e4b09883f6.jpg" title=" ALT-1.jpg" alt=" ALT-1.jpg" width=" 270" height=" 291" / /a /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100759/C317070.htm" target=" _blank" strong 禾工ALT-1工业在线过程滴定分析仪 /strong /a /p p 　　 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 仪器信息网：贵公司在生活饮用水检测方面可以提供哪些解决方案? /strong /span /p p 　　 strong span style=" color: rgb(79, 129, 189) " 陈灵： /span /strong 公司在生活饮用水检测方面的解决方案主要是利用滴定仪进行水质检测，例如《上海禾工CT-1Plus电位滴定仪测定生活饮用水的硬度》、《上海禾工AT-1自动电位滴定仪分析水样中的CODCr含量》、《上海禾工CT-1Plus电位滴定仪分析生活饮用水中的氯含量》等滴定检测方案，包括水质中高锰酸盐指数，水硬度，氯离子以及部分消毒副产物指标的检测分析等,我们也会不定期更新一些常用指标的检测方案并和用户探讨交流。除此之外，公司在在线电位滴定检测方面也积累了不少的技术经验，考虑到某些行业客户的使用需求，也在实验一些具有行业前沿性的水质检测解决方案。 /p

一、油品中硫醇硫是什么？硫醇是含巯基官能团（-SH）的一类非芳香化合物。结构上相当于醇类中的氧被硫替换形成，例如乙醇（俗称酒精）CH3CH2OH，乙硫醇CH3CH2SH。石油产品中有少量硫醇化合物，硫醇的存在不仅会使油品具有令人讨厌的气味，同时在燃烧时转变为有毒、腐蚀性的二氧化硫和三氧化硫，对燃料系统的弹性材料有害，并对燃料系统的构件产生腐蚀，影响相关机械寿命，例如汽车发动机。因此控制石油产品中的硫醇含量是相当重要的。油品中的硫醇含有的硫，称为硫醇硫含量。国家标准强制规定了汽油柴油、煤油、馏分燃料、喷气燃料等一系列油品中硫醇硫的含量。那么该如何测定油品中硫醇硫的含量呢？二、硫醇硫的测定方法目前硫醇硫测定有2种常用方法，一种是定性检测的博士试验，另一种是定量检测的电位滴定法。 方法原理优点缺点博士试验（NB/SH/T 0174-2015）振荡加有亚铅酸钠溶液的试样，并观察混合溶液，从外观来推断是否存在硫醇、硫化氢、元素硫或过氧化物。再通过添加硫磺粉，振荡并观察最终混合溶液外观的变化来进一步确定是否存在硫醇操作流程简单只能定性检测硫醇含量是否超过临界值。通常作为硫醇定量测定法的一种替代方法。二硫化碳会干扰测定。过氧化物和酚类物质大于痕量的情况不适用。电位滴定（GB/T 1792-2015）将无硫化氢的试样溶解在乙酸钠的异丙醇滴定溶剂中，以玻璃参比电极和银/硫化银指示电极之间的电位作指示，用硝酸银醇标准溶液通过电位计进行滴定。在滴定过程中，硫醇硫沉淀为硫醇银，而滴定终点通过电池电位上的突变显示出来。测量快速，准确。有机硫化物，如硫化物、二硫化物及噻吩不干扰测定。质量分数小于0.0005%的元素硫不干扰测定。需要脱除硫化氢。要求工作人员有较高的专业水平。 *天然气中的硫醇硫也采用类似方法检测。参考标准《GB/T 11060.6-2011》（6）依据滴定终点计算出样品中硫醇硫的含量

各有关单位：根据《广西农产品质量安全服务协会团体标准管理办法》的相关规定，协会组织专家对《水产动物线粒体DNA序列遗传多样性分析操作规程》团体标准进行讨论评审，符合立项条件，现批准立项。同时欢迎与本标准有关的高校、科研机构、技术机构及相关企业单位或个人加入本标准的起草制定工作，有意参与本团体起草制定工作的人员请与协会联系。联系人：高工电话：15177796006邮箱：664987261@qq.com广西农产品质量安全服务协会2023年4月20日

血液透析膜内表面的处理，对于血液透析膜的生物适应性至关重要。Zeta电势的测试在提高血液透析膜的生物适应性上起到一定的协助作用，安东帕固体表面电位分析仪SurPASS已经在此领域取得成功应用，并给出了详实的实验证明。 就有一定病史或急性肾功能衰竭患者来说，体外血液透析是维系生命的唯一方式。血液透析可以替代肾脏，起到将血液中的有害物质排出体外的功能。这个过程中，广泛使用的是人造的、排放成捆的中空纤维聚砜超滤膜（PSU）。为了提高透析膜的生物适应性以及避免该膜与血液接触时发生并发症，需要对透析膜的内层表面进行改良处理。安东帕固体表面分析仪SurPASS的高灵敏度在此时显得尤其重要。 医学发展趋势显示PSU透析膜受到青睐。将具有活性的羧基（COOH）移植到聚砜表面上，这是一条能制备具有固定生物活性物质界面的有效途径。将未处理的和经改良处理的透析膜的zeta电势作对比，结果显示对透析膜进行改良处理是有效的。未处理的PSU膜的零电荷电势点（IEP，ζ = 0 mV 处的pH）为pH 5，而移植了羧基的处理膜为pH 3.5。 IEP的改变以及在高pH情况下流动电势的不同，这都说明了将羧基移植到血液透析膜内层表面是非常成功的一种处理方法。由于安东帕固体表面分析仪SurPASS采用全自动测量，集成式滴定单元可以全自动调整 pH 值和添加剂浓度，测量更方便，其结果也更为准确可靠。 在表面分析中，安东帕固体表面分析仪SurPASS 可测试基于流动电势和流动电流得到的宏观固体表面Zeta 电位。Zeta 电位与固体/液体界面的表面电荷有关，能够反映出表面化学（pH 滴定法）和液相吸附过程。SurPASS 有助于了解和改进表面性质，并开发出新的专业材料。 现代的固体表面分析仪 SurPASS高灵敏度能够检测出表面性质的最微小变化可以轻易获得表面电荷和相关性质的信息从小颗粒到大晶片适用于测试各种样品的测量池圆柱形样品池用于粉末 (最小的颗粒尺寸 25 μm) 、颗粒、纤维和纺织用品夹片样品池适用于平板状样品的无损测试可调间隙样品池适用于规则形状如矩形 和圆形的平面小样品和中空纤维样品停机时间短，可节省时间测量池的快速更换测量参数每秒更新一次具有直观可视化多功能特性的全新软件全自动测量自动测量过程几乎无需手动操作集成式滴定单元可以全自动调整 pH 值和特性物质及蛋白质等添加剂的浓度 更多产品信息，请登录：www.anton-paar.com 关于安东帕（中国）奥地利安东帕有限公司（ANTON PAARGMBH）是工业及科研专用高品质测量和分析仪器的全球领导厂商。公司成立于1922年，总部设在奥地利格拉茨，在全球12个国家和地区设有分公司直接提供销售和售后服务，并在其它主要地区设有代理销售、服务机构。作为世界上第一台数字式密度计的发明者，安东帕公司的产品占全球浓度、密度测量仪器仪表行业市场份额的70%。 安东帕公司的密度仪、黏度测量仪、流变仪、旋光仪、折光仪、固体表面Zeta电位分析仪、 SAXSess 小角X光散射仪、闪点与燃点测定仪、微波消解与合成设备等产品作为分析与质量检测工具，已广泛应用于啤酒饮料，石油，化工，商检，质检，药检等诸多领域和研究机构，并且已作为许多国家行业标准及计量校正仪器。我们的用户包括了一级方程式赛车队，炼油厂，和几乎所有的世界知名饮料制造商。

酸对于酒的风味影响仅次于酯，在葡萄酒的酿造过程中，酸起着很大的作用，它关系到葡萄酒的质量和口感。为了改进葡萄酒的感官品质和存储过程中的稳定性，在进行葡萄酒的酿造过程中，需对酸度太低的葡萄汁进行加酸和对酸度太高的葡萄汁进行降酸。因此，无论是酒厂的内检还是国家有关部门的商检，酒酸度的测定都不可或缺。传统测定酒酸度的方法是以酚酞为指示剂，进行酸碱中和滴定。但对于红葡萄酒，特别是干红葡萄酒，因其颜色特别深，使用酚酞指示剂的变色来判断滴定终点，明显存在很大的弊端。 食检中心在葡萄酒检测领域的技术实力也走在国内同行前列，配备了全自动葡萄酒分析仪、电位滴定仪等自动化分析设备。电位滴定仪是根据滴定过程中指示电极电位的突跃，确定滴定终点的一种电容量分析法，它以方法准确，成本低等优点一直被广泛地应用于化工、轻工、石油、地质、冶金、食品、药品、化妆品等各个领域样品的分析检测中。 采用自动电位滴定仪检测红葡萄酒滴定反应过程中的溶液ph值的变化，当滴定过程中的溶液ph值达到预定终点时，仪器自动停止滴定，从而可准确控制滴定终点，避免了使用指示剂判断颜色造成的人为误差，实现了操作的自动化，用于实际样品的测定，获得了满意的结果；同时，也可以选择上海禾工ct-1plus多功能全自动电位滴定仪自动颜色滴定模块来有效完成样品检测。CT-1plus多功能全自动滴定仪特点：1.可选配自动颜色判定模块，用于无法有效进行电位滴定的分析需求，机器人视觉原理精确颜色判断。2.经久耐用并小于1ul的滴定控制精度，使得滴定仪寿命更长，结果更准确。3.测试报告符合glp/gmp规范，u盘存储防伪pdf实验报告，测试方法和测试记录条数无限制。4.整机模块化设计、智能控制、智能计算、最简单的操作完成最复杂的分析过程。

生活中，塑料制品随处可见。塑料制品由于其耐腐蚀性强、制造成本低、经久耐用、防水隔热等优良性能，被广泛应用于各行各业。然而，废物管理不善导致大量塑料垃圾倾倒在环境中，尤其是海洋中。聚苯乙烯（Polystyrene，简称PS，一种无色透明的热塑性塑料）也是其中之一。面对海洋污染，你以为只是海洋生物受影响这么简单吗，受污染的海洋生物怎么影响到人类呢？ 早在上世纪70年代，科学文献就首次提到海洋塑料垃圾问题，但并未引起足够重视。本世纪初，随着令人震惊的太平洋“塑料垃圾带”、无处不在的塑料及其对海洋生态系统潜在影响的报道，社会对海洋塑料垃圾的研究和关注复苏。美国环保署发布的公告显示微塑料颗粒（microplastics，MPs，直径＜5μm）在生物、物理和化学因素的影响下会被降解为纳米颗粒（nanoplastics，NPs，直径＜100nm）。在一定浓度条件下，塑料颗粒将不断降解为纳米级塑料，并且不会在微米级停留。据报道，微塑料（MPs）具有向更高营养级别转移的能力。并且，聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）也能沿着人工水生食物链从藻类转移到鱼类（Carassius-Carassius），从而影响鱼类的行为和代谢。作为水生食物链的最终消费者，人类很有可能会摄入微塑料（MPs）或者纳米塑料颗粒（NPs），从而对人类健康产生不利影响。与微塑料（MPs）颗粒相比，纳米颗粒（NPs）体积更小，更容易通过生物膜进入细胞，渗入组织并在器官中积累，从而带来生理危害。据报道，NPs可引起氧化应激、炎症、DNA损伤、细胞凋亡等。纳米塑料（NPs）与海洋环境中的各种污染物共存已成为一个不容忽视的问题。 近期广东海洋大学化学与环境学院李承勇教授课题组老师在Environmental Science: Nano杂志上发表题为“Do polystyrene nanoplastics aggravate the toxicity of single contaminants (okadaic acid)? Using AGS cells as a biological model”的研究论文，探索了海洋污染物纳米塑料（NPs）对人类健康的影响极其作用机理。 纳米塑料（NPs）与海洋环境中的各种污染物共存已成为一个不容忽视的问题。纳米颗粒和海藻毒素存在于海洋生物中，两者都可以通过食物链进入人体。然而，海藻毒素和纳米颗粒对人类健康的联合毒性作用仍然未知。在这项研究中，研究了聚苯乙烯纳米塑料 (PS) NPs 和冈田酸 (OA) 对人胃腺癌细胞 (AGS) 的联合毒性作用和机制。AGS 细胞暴露于 20 nm PS (0.5, 8 μg mL -1 ) 或/和 OA (5, 10 ng mL -1)，并通过测量相关指标、转录组学和加权基因共表达网络分析 (WGCNA) 来评估它们的细胞毒性。数据表明，PS 和 OA 对 AGS 细胞的联合毒性主要表现为细胞活力降低、线粒体膜电位去极化、IL10 和 p53 蛋白活性降低，伴随细胞内 ROS 产生和钙离子增加。此外，同时暴露于 PS 和 OA 通过激活 PI3K/AKT、ERK/c-FOS 和 caspase-3/caspase-9 信号通路引起细胞损伤。此外，高浓度的 PS 显着增强了 OA 的毒性。WGCNA 强调了 Fanconi 贫血通路和 MAPK 信号通路的富集，并确定了IER3是 PS 和 OA 共同暴露的 AGS 细胞中的中枢基因。这项研究的结果为纳米颗粒和海藻毒素的联合毒性评估提供了见解。 在这项研究中，研究人员使用多种方法测定了一系列数据，其中包括转录组测序和定量实时PCR。实时荧光定量PCR过程 采用了柏恒科技新产品Q3200荧光定量PCR仪。Q3200荧光定量PCR仪产品图环境意义 纳米塑料（NPs）与冈田酸（OA）等其他污染物共存已成为一个不可忽视的环境问题。它们可能通过食物链被人体摄入并引起不良反应。然而，NPs和OA对人类健康的联合毒性仍然未知。这是首次评估聚苯乙烯塑料（PS）NPs和冈田酸（OA）对人类健康的影响，并研究PS和OA对人类胃腺癌（AGS）细胞的联合作用。结果表明，PS和OA共同诱导DNA损伤，激活范科尼贫血通路。PS加重了OA的毒性，尤其是在高浓度条件下。

如今研究人员正越来越多的应用3D 细胞培养、微组织和类器官技术来填补2D 细胞培养与体内动物模型之间的差距。这是因为3D 模型能够更好地模拟微环境、细胞间相互作用和体内生物过程，因此相较于生化检测和2D 模型，3D 模型可提供更具生理相关性的条件。此外，其形态学和功能分化程度更高，这也赋予了它们更接近体内细胞的特征，并且从比体内动物模型具有更高的稳定性和可操作性，易于自动化，提高评估效率和准确性。然而，3D 类器官模型面临着诸多挑战，您需要合适的工具才能克服它们。比如在细胞显微成像分析环节，大而厚的细胞样品成像难度极高；同时处理3D 细胞实验产生的海量数据则是最为严峻的挑战——而3D 类器官深层智能高内涵成像分析系统结合近红外荧光探针整合方案，助您看的更深、更准、更快。国内外一线科学家团队典型案例多伦多大学David Andrews 教授团队利用患者活检肿瘤样本，建立PDC 模型，并通过高内涵Opera Phenix 对进行高通量图像采集。除分析常见的细胞活力指标，如细胞核形态、线粒体膜电位和凋亡之外，David Andrews 团队进一步利用机器自学习的优势来深度挖掘药物处理后的表型变化，利用对照药物，研究通过多指标分析定义多种表型，并以此为基础进行临床抗肿瘤药物的药效预测。通过分析药物处理后的PDC 细胞表型，不仅能预测针对特定病人的药物治疗有效性，还能挖掘药物对应的细胞表型，做到了细胞表型-药物相互作用的深度分析。图源：多伦多大学David Andrew 教授中国军事科学院王韫芳课题组，建立微肝球模型 (Liver biomatrices scaffolds, LBSs)，结合高内涵筛选系统Operetta CLS 和多功能酶标仪Ensight，从细胞活力、分化、代谢功能、环境相互作用和药效预测等多个指标上预测药物肝毒性机及其毒理机制研究。图源：中国军事科学院王韫芳教授高分辨率成像设计，助您看清三维每一处细节高内涵成像分析系统专为3D 类器官模型研究而设计，可协助您快速方便地从3D 样品中获取信息量丰富、更具生理相关性的数据：转盘共聚焦成像可快速采集光学切片图像，而且具有优异的信噪比和X-Y-Z 高分辨率。共聚焦转盘上的针孔只允许来自焦平面的光通过，而非焦平面的光信号被阻挡在针孔外，大大提升了获取图像的信噪比。在最小激发光强度下，以极高的帧速进行图像采集，因此转盘共聚焦成像是3D 球状细胞团和活样品成像的理想之选，不仅采集速度快，且光漂白效应极低。水浸式物镜的数值孔径比空气物镜更高，可捕捉到比空气物镜多高4 倍的光信号，因此可在X-Y-Z 方向都提供更高的分辨率。这意味着可以更快地捕捉到更多细节，并能对3D 深层结构进行成像，此外，对脆弱的活细胞样品进行成像时，可将光损伤将至最低。人肝脏微组织图像，类器官以 Hoechst（核，蓝色）和 CellMask™ Deep Red 质膜染料（红，细胞膜）3D 检测方法比传统的2D 检测方法更具挑战性，但这也正是研发过程中至关重要的一部分。其中一个挑战是如何从3D 细胞模型获取高质量图像。因为，诸如细胞核这类对象通常会沿着Z 轴变形，无法被正确分割。如本技术说明所述，当使用相同对象进行测试时，水浸式物镜能够显著改善3D 图像质量并检测到两倍于空气物镜的细胞核。红外荧光试剂，实时监测3D 肿瘤微环境红外 (NIR) 荧光试剂专为体内临床前成像设计。NIR 解决方案对于肿瘤学研究极有应用价值，同一肿瘤模型既可进行体外研究，也可通过异种移植物进行体内研究。靶向和可活化的NIR 试剂，最大激发波长低于700 nm，适用于多种基于高内涵类器官成像为基础的体外肿瘤模型。 为分析肿瘤相关生物标志物组织蛋白酶和基质金属蛋白酶的活性并使低氧区可视化 ，分别使用 100 μM NIR 试剂ProSense® 680 (NEV10003)、MMPSense® 680 (NEV10126)和HypoxiSense® 680 (NEV11070) 对3D 肿瘤组织染色。ProSense 680 试剂（左）显示出对整个微组织的均匀染色。MMPSense 680 试剂（中）在单独的细胞中被强烈活化，并在3D 组织内显示出微弱的荧光信号。HypoxiSense 680 试剂（右）对微组织染色后，核心区域显示出最强荧光，指示肿瘤组织的缺氧状态。NIR探针染色人肿瘤类器官的明场和荧光图像叠加，生成特征性染色图样低氧在恶性肿瘤以及快速发展的肿瘤中是一种普遍的现象，肿瘤内部血液供应不足产生的低氧环境与肿瘤的生理过程息息相关，包括基因调控、血管形成、信号通路的转导等。对于低氧相关通路的研究也是肿瘤治疗的新方向。为了研究低氧条件，在球体形成过程中接种不同数量的细胞，从而产生不同大小的微组织，HypoxiSense 680 荧光探针可指示肿瘤微环境内的低氧状态。扫描下方二维码，即可购买珀金埃尔默荧光探针智能化图像分析，从3D到切片一网打尽Harmony 软件已开发出针对大型3D 高内涵数据集的3D 可视化和分析工具，能够对诸如囊肿、微组织或球状细胞团块等3D 对象进行容量分析。除了此处所示的形态和位置属性， Harmony 还可以计算其他的3D 形态、3D 强度和3D 纹理属性，以对3D 细胞模型进行详细的表型鉴定。此外，为了避免空图像等无用数据，Harmony 的 PreciScan 提供了低倍率的预扫描和高倍率的再扫描自动化工作流程，用于球状细胞团块的目标成像或其他小概率事件。配置Harmony 高内涵软件以及Preci-scan 智能目标扫描模块，该系统可以轻松获取低倍镜扫描结果，自动化智能识别微组织所在位置, 进行居中位置优化后，在高倍镜进行高分辨率X-Y-Z 成像数据采集。智能排除空白区域或不符合采集条件的破损组织区域。这一功极大的节约了采集和分析的效率，让您在单次扫描就可以自由获取不同倍数的多倍率数据信息，是类器官成像分析，稀有细胞事件采集分析的理想解决方案。到目前为止，由于仍无适用于3D 高内涵数据分析的软件，即使是高质量的3D 图像也很难从中提取信息。由于3D 图像分析软件包是为在传统显微镜上采集单个样品而开发，因此通常以单个分析包的形式提供。用这样的软件包处理这种基于微孔板的高内涵数据费时费力，需要大量的用户交互和额外的数据转换步骤。Harmony 软件是一款集3D 图像采集、3D 可视化和3D 分析为一体的单一软件包，省去了采集和分析之间的数据转换。总而言之，配备了水浸式物镜和Harmony 软件的Operetta CLS 高内涵分析系统能够克服3D 分析中最关键的挑战，并为更多生理相关细胞培养模型的3D 成像和3D 表型鉴定提供了理想的一体化软件包。另外高内涵都成像分析系统可兼容组织切片，获得多色全视野组织切片影像数据。凭借其强大的自动化成像光路设计和智能化的Harmony 分析软件，能在快速准确评估多色标记的免疫荧光组织切片，不仅提高了成像效率，同时也可对批量图像数据进行全自动智能化定量分析。图源：多伦多大学David Andrew 教授以上案例进一步证明，无论是针对患者来源的细胞、微器官和组织切片模型，高内涵成像分析系统都凭借其强大的人工智能分析能力，可更快速适应用户自定义的自动化智能化细胞/微器官/组织成像及全方位分析需求，以加速临床前基础研究，促进科研转化和精准用药指导。

GB 5749-2022《生活饮用水卫生标准》于2022年3月15日经国家市场监督管理总局（国家标准化管理委员会）批准发布，代替GB 5749-2006《生活饮用水卫生标准》，自2023年4月1日起实施。相应的水质检测方法按照GB/T 5750执行，2022年1月4日全国标准信息公共服务平台上发布了新《生活饮用水标准检验方法》GB/T 5750的征求意见稿。一、标准变化GB 5749-2022《生活饮用水卫生标准》更改了3项指标名称，调整了 8 项指标的限值，都包含了高锰酸盐指数（以O2计），其检测方法按照GB/T 5750.7执行。标准GB 5749-2006《生活饮用水卫生标准》GB 5749-2022《生活饮用水卫生标准》名称耗氧量（COD Mn法，以O2计）高锰酸盐指数（以O2计）限值3 mg/L，原水6 mg/L 时为 5 mg/L3 mg/L检测方法l GB/T 5750.7-2006《生活饮用水标准检验方法 有机物综合指标》l 1耗氧量l 1.1酸性高锰酸钾滴定法l 1.2碱性高锰酸钾滴定法l GB/T 5750.7-XXXX《生活饮用水标准检验方法 第7部分：有机物综合指标》l 4 高锰酸盐指数(以O2计)l 4.1 酸性高锰酸钾滴定法l 4.2 碱性高锰酸钾滴定法l 4.3 分光光度法l 4.4 电位滴定法高锰酸盐指数是指在酸性或碱性介质中，以高锰酸钾为氧化剂，处理水样时所消耗的氧化剂的量。可反映出水体中有机及无机可氧化物质的污染程度。水中高锰酸盐指数浓度增加，说明水中有机物含量增加，提示可能存在更大的微生物危险和化学危险。随着人们生活水平的提高，生活饮用水的安全和质量问题越来越受到人们的关注，因此，水中高锰酸盐指数的检测具有重要的意义。本文将介绍雷磁ZDJ-5B型自动滴定仪在饮用水高锰酸盐指数测定中的应用。二、方法概括GB/T 5750.7-XXXX《生活饮用水标准检验方法 第7部分：有机物综合指标》中说明，电位滴定法适用于氯化物质量浓度低于300 mg/L(以Cl-计)的生活饮用水及其水源水，zui低检测质量浓度（取100 mL水样时）为0.09 mg/L(以O2计)，zui高检测质量浓度为6.0 mg/L(以O2计)。三、高锰酸盐指数的检测（电位滴定法）1. 原理高锰酸钾在酸性溶液中将还原性物质氧化，过量的高锰酸钾用草酸钠还原。根据高锰酸钾消耗量表示高锰酸盐指数(以O2计)，通过滴定过程中电位滴定仪自动记录高锰酸钾体积变化曲线和一阶微分曲线，测量氧化还原反应所引起的电位突变确定滴定终点。2MnO4- +5C2O42- +16H+ —2Mn2++10CO2+8H2O2. 测定：1) 滴定杯处理：向滴定杯内加入1 mL硫酸溶液及少量高锰酸钾标准使用溶液。煮沸数分钟，取下自动滴定瓶，用草酸钠标准使用溶液滴定至微红色，将溶液弃去。2) 校正高锰酸钾标准使用溶液，计算校正系数 K 值。3) 高锰酸盐指数的测定：用单标移液管准确吸取100.0mL样品(若水样中有机物含量较高，可取适量水样以纯水稀释至 100mL)，置于处理过的滴定杯中，加入5mL硫酸溶液，准确加入10.00mL高锰酸钾标准使用溶液，置于沸水浴中30 min，取下滴定杯，放于自动滴定仪上，迅速加入 10.00mL草酸钠标准使用溶液，充分搅拌，用高锰酸钾标准使用溶液滴定至终点(电位突变)，记录体积 V1(mL)。如水样用纯水稀释，则另用单标移液管吸取100.0 mL 纯水，同上述步骤滴定，记录高锰酸钾标准使用溶液消耗量V0(mL)。ZDJ-5B型自动滴定仪在饮用水高锰酸盐指数测定中的应用工作电极231-01pH玻璃电极982241 铂环ORP滴定电极参比电极213型铂电极ZDJ-5B自动滴定仪滴定参数设置等量滴定模式，单次添加量设置0.02-0.05mL设定预加体积V，设定预加后延迟50s平衡时间3s，zui大等待时间10s终点突跃设置500mV/mL滴定曲线ZDJ-5B型自动滴定仪支持方法编辑和计算公式编辑，检测过程中的计算可以在本机上编辑存储，直接显示结果，方便后续调取直接测量，方便高效。雷磁在自动滴定仪产品和应用方法方面积累有丰富的经验，不断地为客户提供稳定可靠、应用方法适用性强的检测方案。

脑科学是生命科学领域最尖 端、最前沿的 “终 极疆域”，也是人类最难攻克的“科学堡垒”之一。神经网络是大脑生理活动的结构基础，认识并识别神经元之间的连接方式是当前神经科学研究持续的命题。实时监测神经元的活动、胞外神经递质以及胞内信号分子的动态变化能够帮助我们更好地研究大脑的功能，并助益神经类疾病的治 疗。8月3日，最 新一期「“沃”在前沿」生命科学专家论坛即将开播！本期论坛将聚焦“基因编码荧光探针的开发与在大脑中的应用”，特邀来自北京大学生命科学学院的李毓龙教授担任论坛主席，并邀请到中科院深圳先进技术研究院储军研究员、北京大学化学与分子工程学院邹鹏研究员、北京大学生命科学学院万金霞博士进行学术分享，四位老师将同“屏”共振，与大家分享前沿新知，碰撞未来趋势，助力科研人员开阔视野，拓宽思路。此外，论坛特设“专家互动，在线答疑”环节，四位老师将在线为大家解答科研上的疑问。论坛主题聚焦基因编码荧光探针的开发与在大脑中的应用直播时间8月3日（周三）19：00报名方式识别上方二维码，立即免费报名分享嘉宾李毓龙（论坛主席）北京大学 教授嘉宾简介李毓龙教授，于2000年本科毕业于北京大学生命科学学院，于2006年获得美国杜克大学神经生物学博士学位，之后在斯坦福大学进行博士后工作，现为北京大学生命科学学院教授，北大-清华生命科学联合中心、北京大学-IDG/麦戈文脑科学研究所教授，博士生导师。李毓龙教授为2019年国家杰出青年基金及科学探索奖获得者，还曾获绿叶生物医药杰出青年学者奖、第二十届吴阶平-保罗杨森医学药学奖（吴杨奖）、北京大学-勃林格殷格翰研究员奖等。李毓龙课题组依托北大-清华生命科学联合中心、北京大学麦戈文脑科学研究所，聚焦神经元通讯的基本结构--突触，从两个层面上开展研究工作：一是开发新型成像探针，用于在时间和空间尺度上解析神经系统的复杂功能；二是借助此类工具探究突触传递的调节机制，特别是生理及病理条件下对神经递质释放的调控。课题组近期工作发表在Cell、Nature Neuroscience、Nature Biotechnology、Neuron、eLife等高水平期刊。储军中科院深圳先进技术研究院研究员分享主题：基因编码的光学探针在神经科学中的应用红色荧光蛋白标记神经元和蛋白FRET探针在活体小鼠中的应用CP探针活体动物内的应用和药物开发嘉宾简介储军研究员，博士生导师，广东省生物医学光学影像技术重 点实验室副主任。2009 年获华中科技大学生物医学工程博士，于2009～2015年在美国麻省大学阿莫思特分校和斯坦福大学进行了博士后研究。研究方向聚焦于新型光学和光声分子探针的开发、分子信号通路的光学成像和光遗传学、分子诊断和药物筛选等研究。主要研究成果包括：1）发展了新型的可用于蛋白相互作用监测的远红色荧光互补系统；2）发展了能够用于高灵敏监测细胞凋亡过程中 caspase-3活性的新探针；3）发展了目前最亮的可用于在体荧光成像的远红色荧光蛋白；4）发展了能够和GFP联合可用于双光子双色成像的大 stokes位移的橙色蛋白；5）发展了具有高动态范围的FRET荧光蛋白对。目前已主持国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划等科研项目多项，在Nature Biotechnology和Nature Methods等国际知名杂志发表论文30余篇，申请美国专 利2项，发表国际著作章节两篇。现为美国生物物理和蛋白协会会员。邹鹏北京大学 研究员分享主题：膜电位荧光探针的构建及在神经科学中的应用复合型膜电位荧光探针的构建神经动作电位的成像观测基于全光学手段的电生理记录嘉宾简介邹鹏研究员，博士生导师，2007年本科毕业于北京大学化学与分子工程学院，获化学学士和物理学学士双学位。2012年获美国麻省理工学院化学博士学位。2013年至2015年在哈佛大学化学与化学生物学系进行博士后工作。2015年5月起任北京大学化学与分子工程学院特聘研究员，兼任北大-清华生命科学联合中心和IDG/麦戈文脑科学研究所研究员。2019年获美国化学会旗下《化学与工程新闻》杂志 Talented 12 奖励，并担任《大学化学》副主编。2020年度 获得OKeanos-CAPA青年学者奖，北京大学教学优秀奖。2020年入选北京脑中心“北脑青年学者”。邹鹏博士致力于发展新型化学探针技术，实现对神经细胞高时空分辨的定量观测。课题组综合运用蛋白质工程、分子生物学和有机合成等手段创造新的功能分子，包括各类荧光探针、具有特殊活性的酶等；同时结合光学、质谱学等仪器技术，利用这些工具观测神经系统的结构与功能，并通过数学建模对数据进行定量分析。并率先提出“复合型膜电位探针”的概念，利用化学手段将荧光染料与视紫红质蛋白相偶联，利用后者的电致变色效应实现膜电位成像。相关研究成果发表在《自然-化学生物学》、《细胞-化学生物学》《德国应用化学》，PNAS等学术期刊。万金霞北京大学 博士分享主题：点亮大脑：可遗传编码神经递质荧光探针的开发及应用可遗传编码五羟色胺荧光探针的开发和刻画五羟色胺探针在活体小鼠中的应用其它可遗传编码的神经递质/调质探针嘉宾简介万金霞，北京大学生命科学学院2015级生理学专业博士生，导师为李毓龙教授。研究方向为通过开发新型的成像探针，在时间和空间尺度上帮助解析神经系统的复杂功能。博士期间主要致力于新型可遗传编码的五羟色胺探针的开发与应用，主要研究成果以独立第 一作者身份发表于Nature Neuroscience。以共同作者的身份发表论文共5篇，曾获得北京大学优秀毕业生、北京大学优秀博士学位论文、北京大学“三好学生”、北京大学优秀科研奖、北京大学专项奖学金等荣誉与奖励。论坛日程8月3日(周三）19:00精彩不容错过↑码上相约，本场直播全程免费↑▼分享下图到朋友圈，叫上师兄师弟师姐师妹一同get基因编码荧光探针的前沿研究，助力大家开阔视野、拓宽思路~