新年伊始，艾锐科技PolarSIM助力国家蛋白质科学中心（北京）研究人员对肝癌的分子机制进行了深入研究，并解释了NPC1在肝癌中的重要作用，相关工作发表于国际顶尖学术期刊Nature Communications.
肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma, HCC）是全球第六大常见恶性肿瘤，其发病率在全球范围内不断增加，死亡率在癌症中排名第三。HCC的治疗面临着高复发率和有限的生存期等挑战，因此，深入研究HCC的分子机制，寻找新的诊断标志物和治疗靶点显得尤为重要。Niemann-Pick disease type C protein 1 (NPC1)是一种与胆固醇运输和病毒感染相关的蛋白，其在HCC中的具体作用尚不清楚，但已有研究表明NPC1在HCC中的表达与预后相关。
近期，一项由军事医学科学院贺福初院士与姜颖课题组的研究揭示了NPC1在HCC中的新功能。研究发现，NPC1通过不依赖胆固醇运输的方式控制TGFBR1的稳定性，并促进HCC的进展。具体来说，NPC1通过与TGFBR1相互作用，阻止SMAD7和SMURFs与TGFBR1结合，从而减少TGFBR1的泛素化和降解，从而增强其稳定性。值得注意的是，胆固醇转运缺陷的 NPC1 （P691S） 突变体仍然与 TGFBR1 结合，强调了其胆固醇转运非依赖性机制。这一发现不但揭示了NPC1在HCC中的新机制，而且将 NPC1 确立为对抗 HCC 的潜在预后标志物和治疗靶点。相关工作于2025年1月7日发表在国际顶尖学术期刊《Nature Communications》上。
在本研究中，艾锐科技的Polar-SIM技术发挥了关键作用。Polar-SIM用于收集和分析免疫荧光（IF）染色的图像，特别是在观察NPC1和TGFBR1在细胞内的共定位情况方面。具体来说，Polar-SIM技术在以下方面发挥了重要作用：
图像采集：Polar-SIM被用来获取标记有Alexa Fluor 633的细胞超分辨图像。本文使用2DSIM模式激发Alexa Fluor 633，并通过Airy-SIM软件进行图像重建。这种显微镜技术能够提供高分辨率的图像，有助于观察细胞和组织中的亚细胞器精细结构。
数据前处理与后处理：通过使用Polar-SIM的数据处理工具，包括预处理(Dark)和后处理(MRA)步骤，可以进一步提升SIM图像质量。Polar-SIM技术能够提供比传统显微镜更高的分辨率和对比度的图像，这对于观察细胞内的细微结构和分子的精确位置至关重要。在本文中，这些高质量的超分辨荧光图像对于理解NPC1和TGFBR1在HCC中的相互作用提供了重要证据。
共定位分析：由于Polar-SIM的高保真特性，所收集的超分辨图像被用于共定位分析。研究人员使用ImageJ软件和Mander’s系数来量化共定位情况，即不同标记物在细胞内的空间分布关系。这有助于理解不同蛋白质或分子在细胞内的相互作用和定位关系。
研究表明，在NPC1敲低细胞中，SMAD7-E GFP的细胞质定位显著增加，并与TGFBR1 mCherry共定位。作者进行了进一步的分析，以确定NPC1是否以SMAD7依赖的方式稳定TGFBR1（图1）。这些SIM超分辨图像和分析结果为研究提供了直观的证据，支持了NPC1和TGFBR1在HCC中的相互作用和定位关系，从而为理解NPC1在HCC中的作用机制提供了重要的支持。
图 1 | NPC1以SMAD7依赖的方式调节TGFBR1。用抗LAMP1抗体对稳定表达TGFBR1 mCherry His和SMAD7-EGFP的PLC/PRF/5细胞进行免疫染色，然后通过结构照明显微镜成像，以确定TGFBR1、SMAD7和LAMP1在具有NPC1稳定敲低的PLC/PRF/5细胞中的共定位。图像利用Polar-SIM系统采集。
Figure 1 | NPC1 regulates TGFBR1 in a SMAD7-dependent manner. PLC/PRF/5 cells stably expressing TGFBR1-mCherry-His and SMAD7-EGFP were immunostained with antibodies against LAMP1 and then imaged by Structure Illumination Microscopy to determine the colocalization among TGFBR1, SMAD7 and LAMP1 in PLC/PRF/5 cells with NPC1 stable knockdown. The images were collected through the Polar-SIM system.
我们对军事医学科学院的这一重大研究突破表示热烈祝贺，并期待未来继续与全球科研人员合作，共同推动生命科学研究的发展。
艾锐科技Airy Technologies公司致力于开发和提供先进的显微成像技术，如超分辨和共聚焦等，以支持尖端生命科学研究。我们的Polar-SIM技术为研究人员提供了高分辨率、高对比度的活细胞成像结果，帮助他们在细胞和分子水平上进行更深入的研究。我们相信，通过不断的技术创新和合作，艾锐科技将继续为生命科学研究做出重要贡献。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-55788-5
