电化学发光显微镜用于活细胞的细胞-基质黏着和细胞集体迁移成像

来源：X一MOL资讯

原标题：Angew. Chem.：电化学发光显微镜用于活细胞的细胞-基质黏着和细胞集体迁移成像

细胞-基质黏着是一种复杂跨膜蛋白结构，它在胞内与细胞骨架相连，胞外识别特定的黏着位点，将细胞锚定于胞外基质。但细胞黏着的功能不仅仅是固定细胞，它在细胞迁移、伤口愈合、胚胎和组织形成、癌症发生和转移等过程中发挥重要作用。电化学发光（Electrochemiluminescence, ECL）是一种由电化学方法触发的化学发光，它将电化学激发和光学信号读取有机结合，具备发光时空可控、背景低和界面高度敏感等明显优势。

近日，浙江大学的苏彬课题组采用电化学发光显微镜，实现了细胞-基质黏着的选择性免标记成像，并对单细胞黏着动态变化和细胞集体迁移的进行了定量分析。进行电化学发光细胞成像时，预先将细胞孵育在二氧化硅纳米孔薄膜（SNM）修饰的氧化铟锡（ITO）电极上。该修饰电极可以增强三联吡啶钌（Ru(bpy)32+）-共反应剂体系的电化学发光，提高成像灵敏度。实验中，直接将发光分子和共反应剂分散在溶液中，在电极上施加合适的电位，无黏着处电极表面发生电化学反应释放出光子，在图像中表现为明亮区域；细胞-基质黏着与SNM表面直接接触，抑制发光分子和共反应剂扩散到电极底部，相应位置在图像中表现为灰暗区域；基于以上原理，实现了细胞-基质黏着的免标记、反相电化学发光成像。SNM的垂直孔道结构及其对电化学发光的增强作用、电化学发光体系自身的表面限域效应在细胞-基质黏着成像中起到关键作用。该方法实现了单细胞及亚细胞水平的细胞-基质黏着的空间分布、黏着强度及其动态变化的研究，以及黏着消化与细胞结构的关系。

此外，研究者利用划痕实验对处在集体迁移过程中的细胞群体进行成像分析，明场中似乎无序分布的细胞，其细胞-基质黏着已表现出明显的沿垂直划痕方向迁移的倾向。研究进一步揭示，不仅仅是划痕边缘的细胞（“引领细胞”），远离划痕的细胞（“跟随细胞”）同样有很强的迁移倾向，后者在方向性迁移中也起到重要作用，并不是被动的“跟随者”。该工作为电化学发光显微镜在单细胞分析中的基础和应用研究提供了新的思路。

该研究成果近期发表在Angew. Chem. Int. Ed.上，论文通讯作者为浙江大学化学系苏彬教授，课题组在读博士生丁昊为第一作者，在站博士后郭维亮博士为共同第一作者。