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【重點(diǎn)進(jìn)展】?jī)?nèi)分泌系統(tǒng)老化過(guò)程中血管密度和內(nèi)皮細(xì)胞亞群的動(dòng)態(tài)變化

瀏覽次數(shù)：1511　發(fā)布日期：2020-12-31　來(lái)源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

內(nèi)分泌系統(tǒng)由位于全身各處的多種腺體組成，參與生物體每日新陳代謝、生長(zhǎng)發(fā)育等諸多生理活動(dòng)，是生命變化的重要組成部分。而隨著生物體的年齡增長(zhǎng)，內(nèi)分泌系統(tǒng)也在發(fā)生變化，影響激素分泌等功能。內(nèi)分泌腺是高度血管化的組織，血管系統(tǒng)控制著激素的分泌。有研究表明，胰島β細(xì)胞的復(fù)制能力會(huì)隨著老化而下降，進(jìn)而導(dǎo)致糖尿病，針對(duì)這一現(xiàn)象可以開(kāi)發(fā)使β細(xì)胞擴(kuò)增的方法，用于治療糖尿病。

近期，四川大學(xué)華西口腔醫(yī)學(xué)院的Junyu Chen博士和牛津大學(xué)肯尼迪風(fēng)濕醫(yī)學(xué)研究院的Anjali P Kusumbe教授在The Embo Journal期刊上發(fā)表了文章，報(bào)道了在內(nèi)分泌系統(tǒng)的老化過(guò)程與血管密度的降低以及內(nèi)皮細(xì)胞動(dòng)力學(xué)的關(guān)系，對(duì)老化導(dǎo)致的血管變化有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。在生物體中，一部分在胰島中維持β細(xì)胞的毛細(xì)血管數(shù)量隨老化而減少，再次活化會(huì)使β細(xì)胞更新與增殖，促進(jìn)胰島素分泌。在睪丸中，睪酮分泌也因類似的血管形成而增加。研究結(jié)果為腺體組織中血管的再生成以促進(jìn)老化組織的恢復(fù)提供了有力證據(jù)。

文章中，研究人員從小鼠體內(nèi)分離出多種腺體，經(jīng)過(guò)PEGASOS方法透明化，并對(duì)動(dòng)脈血管周細(xì)胞和毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞分別用α-SMA（綠色）和Emcn（紅色）標(biāo)記，而后，通過(guò)使用Planelight公司的極速多角度3D光片熒光顯微鏡QLS-Scope進(jìn)行整體快速光片成像，獲得了高分辨率3D圖像，從圖像中可以看出，在甲狀腺（圖1A）、胰腺（圖1B）、卵巢（圖1C）、睪丸（圖1D）和腎上腺（圖1E）中，動(dòng)脈血管周細(xì)胞和毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的分布清晰可見(jiàn)。

圖1 各個(gè)腺體中動(dòng)脈血管周細(xì)胞和毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的分布

隨后，研究人員對(duì)小鼠的腺體進(jìn)行厚切片，經(jīng)過(guò)免疫染色后進(jìn)行顯微成像，同樣可以清晰地觀察到標(biāo)記的細(xì)胞（圖2A）。對(duì)不同細(xì)胞進(jìn)行3D表面渲染，可用于分析不同細(xì)胞間相互作用（圖2B）。以腎上腺為例，腎上腺皮質(zhì)、髓質(zhì)與過(guò)渡區(qū)域的上皮細(xì)胞的不同標(biāo)記表達(dá)量各有不同，且老化對(duì)于上皮細(xì)胞相互作用有顯著的影響（圖2D）。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果為對(duì)動(dòng)脈血管周細(xì)胞和毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞等細(xì)胞圖譜的繪制奠定了基礎(chǔ)。

圖2 小鼠腺體中血管相關(guān)的細(xì)胞與分子的3D圖譜

基于以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研究人員對(duì)年輕小鼠（2-8周齡）和年老小鼠（56-70周齡）共1000個(gè)以上的腺體樣品進(jìn)行了厚切片成像，繪制了細(xì)胞圖譜并建立了蛋白組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)（圖2E）。對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)分析后，發(fā)現(xiàn)睪丸、甲狀腺和胰腺的老化使微血管密度顯著下降，而腎上腺和卵巢中則沒(méi)有顯著變化（圖3）。透明化的組織樣品光片成像結(jié)果也佐證了這一發(fā)現(xiàn)（圖4）。

圖3 小鼠腺體血管密度變化與老化的關(guān)系

圖4 年輕小鼠與年老小鼠腺體的3D透明化組織成像

通過(guò)進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)一部分在胰島中維持β細(xì)胞的毛細(xì)血管，其數(shù)量隨老化而減少，同時(shí)導(dǎo)致胰島素分泌降低；而再次活化會(huì)導(dǎo)致β細(xì)胞的更新與增殖，促進(jìn)了胰島素分泌。

Planelight 極速多角度3D光片熒光顯微鏡 QLS-Scope的整體快速光片成像，使研究人員能夠迅速確定組織中特定細(xì)胞的分布或蛋白的表達(dá)，為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

Quantum Design中國(guó)子公司與本文作者合作，使用Planelight極速多角度3D光片熒光顯微鏡QLS-Scope進(jìn)行了透明樣品成像并提供了文中部分圖像數(shù)據(jù)。

極速多角度3D光片熒光顯微鏡QLS-Scope是一款全新的高速光片成像平臺(tái)，這種新一代光片顯微鏡除了可以勝任傳統(tǒng)光片顯微鏡的工作外，還擴(kuò)大了支持樣品的尺寸（25 × 25 × 25 mm），大幅提高了光片掃描樣品的速度，是大尺寸、高質(zhì)量、高速光片。QLS-scope具備高速掃描技術(shù)，是可調(diào)寬度光片系統(tǒng)，能夠提供一個(gè)覆蓋全視野的均勻光片，具有更加均勻的照明效果并且不會(huì)產(chǎn)生多光片系統(tǒng)中容易出現(xiàn)的多角度陰影。正是由于極速多角度3D光片熒光顯微鏡QLS-Scope具備如此均勻明亮的光片，使得QLS-scope的成像速度非常快，在數(shù)分鐘內(nèi)就完成一次光片采集。