阿爾茨海默病（Alzheimer's disease, AD），俗稱“老年癡呆癥"，是一種嚴(yán)重的神經(jīng)退行性疾病，患者通常會(huì)出現(xiàn)以記憶力衰退、學(xué)習(xí)能力減弱為主的癥狀，并伴有情緒調(diào)節(jié)障礙以及運(yùn)動(dòng)能力喪失，極大地影響個(gè)人、家庭乃至社會(huì)的發(fā)展。目前，全球約有5000萬(wàn)人罹患AD。隨著人類平均壽命增長(zhǎng)、老齡化社會(huì)加劇，AD患病率也將不斷上升，預(yù)計(jì)到2050年AD患者將增加至1.5億以上。已有研究表明AD發(fā)病與代謝性改變相關(guān)，且AD具有很強(qiáng)的遺傳性。目前仍缺乏預(yù)防或治療AD的有效方法。組織及細(xì)胞相關(guān)的各類光學(xué)成像技術(shù)的應(yīng)用有助于AD病理學(xué)特征檢查、揭示病因機(jī)制，從而探索開發(fā)新的治療策略。

以下將與大家分享徠卡THUNDER和MICA產(chǎn)品在研究AD星膠細(xì)胞功能障礙、易感基因機(jī)制中的應(yīng)用。

葡萄糖代謝的改變與AD的發(fā)病機(jī)制有關(guān)；星形膠質(zhì)細(xì)胞有氧糖酵解是腦能量代謝的重要代謝途徑；晝夜節(jié)律紊亂與阿爾茨海默病有關(guān)。本研究表明，AD患者大腦皮層受損星形膠質(zhì)細(xì)胞中CLOCK和BMAL1蛋白水平顯著升高。CLOCK和BMAL1的過(guò)表達(dá)通過(guò)降低人星形膠質(zhì)細(xì)胞中己糖激酶1 (HK1)和乳酸脫氫酶A (LDHA)蛋白水平顯著抑制有氧糖酵解和乳酸生成。此外，CLOCK和BMAL1的升高通過(guò)抑制膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)在人星形膠質(zhì)細(xì)胞中誘導(dǎo)功能損傷。此外，在人星形膠質(zhì)細(xì)胞中，CLOCK和BMAL1的升高通過(guò)激活caspase-3依賴性凋亡來(lái)促進(jìn)細(xì)胞毒性。

THUNDER Imager Tissue (Leica Microsystems) 對(duì)染色腦切片成像。采用LAS X圖像處理軟件(Leica Microsystems )和ImageJ軟件v1.52a (Bethesda, MD, USA)對(duì)染色腦切片進(jìn)行定量。

圖1所示：在腦皮質(zhì)區(qū)受損的星形膠質(zhì)細(xì)胞中，患者的CLOCK和BMAL1水平升高。

(A)大腦皮層中CLOCK表達(dá)的代表性免疫熒光圖。AD或非AD的血管周圍(V)星形膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記GFAP(紅色)中的CLOCK(綠色)表達(dá) (每組n = 3，每個(gè)受試者n = 6)，DAPI標(biāo)記細(xì)胞核（藍(lán)色）。外表面(OS); 分子層 (ML); 外顆粒層 (EGL)。比例尺，20µm。(B)BMAL1在AD患者大腦皮層區(qū)域的表達(dá) 。血管周圍星形膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記物GFAP(紅色)， BMAL1(綠色)在星形膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)(每組n = 3，每個(gè)受試者n = 6)。DAPI標(biāo)記細(xì)胞核。C、D圖為A、B的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

AD易感基因的果蠅同源物CD2相關(guān)蛋白 CD2AP是突觸傳遞和蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)因子。缺乏CD2AP的小鼠存活至成年，行為正常，但血腦屏障完整性受損，導(dǎo)致對(duì)藥物誘導(dǎo)癲癇發(fā)作的易感性增加。在來(lái)源于大鼠小腦顆粒神經(jīng)元的原代培養(yǎng)中，Cd2AP敲低會(huì)破壞神經(jīng)元的生長(zhǎng)。對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)、果蠅和小鼠模型的進(jìn)一步研究也表明，CD2AP與淀粉樣蛋白- β肽或tau蛋白之間可能存在相互作用，從而形成淀粉樣斑塊和神經(jīng)原纖維纏結(jié)。

使用Leica LAS X和徠卡MICA，配備10 /0.32 NA(干)，20 /0.75 NA(干)，或63 /1.20 NA(水)物鏡。所有免疫熒光圖像使用Imaris 9.7.2或FIJI 2.1.0/1.53c進(jìn)行處理。

圖2. CD2AP染色在培養(yǎng)神經(jīng)元中的定位。(A) CD2AP (綠色)與神經(jīng)元標(biāo)記物MAP2(洋紅色)。(B) CD2AP (綠色)染色也與Synapsin(紅色)。所有圖像均為培養(yǎng)野生型 (WT) DIV14小鼠皮層神經(jīng)元。

圖3. CD2AP在小鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)低。CD2AP (綠色)與星形膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記物GFAP (紅色)。細(xì)胞核 (DAPI，藍(lán)色) 和MAP2(洋紅色)也同時(shí)染色。所有圖像均為野生型 (WT)培養(yǎng)的DIV14小鼠皮層神經(jīng)元。

Thunder Imager以dute的zhuanliICC方法實(shí)時(shí)去除非焦面的模糊信號(hào)，在快速寬場(chǎng)成像的同時(shí)，獲得高清高分辨圖像。

MICA則以智能極簡(jiǎn)方式通過(guò)zhuanlifluosync技術(shù)能實(shí)現(xiàn)真正的同時(shí)四色成像，并提供最佳活細(xì)胞條件。

THUNDER Imager Tissue全景組織顯微成像系統(tǒng)

MICA全場(chǎng)景顯微成像分析平臺(tái)

CELL DIVE 超多標(biāo)組織成像分析系統(tǒng)

激光顯微切割 Leica LMD6 & LMD7