新年伊始，艾锐科技Polar-SIM技术再次助力科学家在细胞极性研究领域取得重大突破。相关研究成果以Structural basis of human VANGL-PRICKLE interaction（译文：人类VANGL-PICKLE相互作用的结构基础）为题，于2025年1月3日发表于国际顶尖学术期刊《Nature Communications》，揭示了人类VANGL与PRICKLE蛋白相互作用的结构基础。
细胞极性在动物生理过程中起着关键作用。平面细胞极性决定了生物个体中前后轴的形成，与多种生理过程相关，如体毛和鳞片的定向生长、纤毛的极性分布、以及胚胎发育过程中细胞的会聚延伸（Convergent extension）、迁移和器官发生等。其中，平面细胞极性（PCP）是细胞极性的一种形式，负责在细胞群体中建立方向。PCP通路在发育过程中调控细胞的排列、运动和形态，其缺陷与多种发育性疾病（如神经管缺陷）相关。VANGL（梵高）和PRICKLE是PCP通路中的核心蛋白。VANGL在细胞膜上，PRICKLE是细胞质蛋白，二者相互作用对于PCP信号传导至关重要。然而，VANGL与PRICKLE之间的相互作用细节尚不清楚。深入研究VANGL与PRICKLE的相互作用对于理解PCP信号通路的调控机制以及相关疾病的发病机制具有重要意义。
近期，由北京大学生命科学学院张哲研究员、郑鹏里研究员研究团队合作完成的研究揭示了VANGL与PRICKLE相互作用的分子机制。研究团队通过冷冻电镜（cryo-EM）技术解析了VANGL1、VANGL2及其与PRICKLE1复合物的结构，分辨率达到原子级别。研究发现，VANGL蛋白以六聚体形式存在，并通过其C端的正电荷区域与PRICKLE蛋白的负电荷区域相互作用。这一相互作用对于细胞极性的建立和维持至关重要。此外，研究还发现PRICKLE蛋白能够促进VANGL蛋白在细胞膜上的不对称分布，从而调控细胞的极性行为。相关工作于2025年1月3日发表在《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VANGL和PRICKLE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：
1. 高分辨率成像：Polar-SIM用于对U2OS细胞进行超分辨成像，能够清晰地展示VANGL1和PRICKLE1（PK1）共表达的细胞中，囊泡在细胞底部质膜的定位。
2. 三维成像能力：通过Z-stack模式，Polar-SIM可以生成细胞的三维视图，帮助研究人员更直观地理解VANGL-PK1复合物在细胞中的分布和动态。
Polar-SIM的成像结果与冷冻电镜的结合，使得研究人员能够从分子到细胞水平全面理解VANGL-PK1复合物的功能。具体来说，Polar-SIM揭示了VANGL-PK1复合物在细胞膜附近的极化积累，而冷冻电镜则提供了其分子结构基础。这种多技术结合的研究方法不仅揭示了VANGL-PK1复合物的分子细节，还展示了其在细胞内的动态行为和功能，为理解平面细胞极性（PCP）通路提供了新的视角。
Fig. 5b | 共表达mN-VANGL1（青色）和mSc-PK1（黄色）的U2OS细胞的Polar-SIM图像，并用WGA（品红色）染色。图像是使用Polar-SIM的Z-stack模式收集的。左侧显示了两个代表性焦平面，一个靠近细胞的底层，一个在细胞的上层，并放大了轮廓区域。右侧面板上放大了区域（轮廓）的3D视图。比例尺：3µm。
Fig. 5b | Representative polar-SIM images of U2OS cells co-expressing mN-VANGL1 (Cyan) and mSc-PK1 (Yellow) which are also stained with WGA (Magenta). The images are collected using Z stack mode of Polar-SIM. Two representative focal planes, one close to the bottom layer and one to the upper layer of the cell, are shown in the left with outlined regions enlarged. The 3D views of the regions (outlined) are enlarged on the right panel. Scale bars: 3 µm.
我们对北京大学生命科学学院张哲研究员、郑鹏里研究员研究团队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。
https://www.nature.com/articles/s41467-024-55396-3
