常見細(xì)胞器染料分享（4）
本文主要針對(duì)高爾基體、溶酶體及神經(jīng)元細(xì)胞，為大家介紹如何選擇合適的試劑/探針分別對(duì)它們進(jìn)行染色。 01 高爾基體檢測 高爾基體是真核細(xì)胞中內(nèi)膜系統(tǒng)的組成之一。為意大利細(xì)胞學(xué)家卡米洛·高爾基于1898年首次用硝酸銀染色的方法在神經(jīng)細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)。是由光面膜組成的囊泡系統(tǒng)，它由扁平膜囊（saccules）、大囊泡（vacuoles）、小囊泡（vesicles）三個(gè)基本成分組成。 高爾基體功能 高爾基體的主要功能將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分揀、與運(yùn)輸，然后分門別類地送到細(xì)胞特定的部位或分泌到細(xì)胞外。高爾基體是完成細(xì)胞分泌物（如蛋白）最后加工和包裝的場所。 從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)送來的小泡與高爾基體膜融合，將內(nèi)含物送入高爾基體腔中，在那里新合成的蛋白質(zhì)肽鏈繼續(xù)完成修飾和包裝。高爾基體還合成一些分泌到胞外的多糖和修飾細(xì)胞膜的材料。 高爾基體染料 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)和高爾基體主要負(fù)責(zé)（細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的分類），因此，針對(duì)這兩個(gè)細(xì)胞器的大部分染色探針都是脂質(zhì)或是可以影響蛋白質(zhì)運(yùn)動(dòng)的化學(xué)物質(zhì)。在活細(xì)胞和固定細(xì)胞中，ER和高爾基體的扁平膜囊可以用各種親脂探針進(jìn)行染色，然后根據(jù)其形態(tài)進(jìn)行區(qū)分。 NBD C6-Ceramide是一種熒光鞘脂類似物，可用于研究鞘脂轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝機(jī)制。它還可以用于選擇性染色活細(xì)胞和固定細(xì)胞中的高爾基體。環(huán)境敏感的NBD染料在水中發(fā)出微弱的熒光，但在非質(zhì)子溶劑和其他非極性環(huán)境中熒光增加。
02 溶酶體檢測 溶酶體（Lysosomes）是動(dòng)物細(xì)胞中重要的細(xì)胞器, 其存在的完整性與動(dòng)物生理病理均密切相關(guān)。溶酶體是真核細(xì)胞中為單層膜所包圍的細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部pH 4～5，含豐富的水解酶，具有細(xì)胞內(nèi)的消化功能。新形成的初級(jí)溶酶體經(jīng)過與多種其他結(jié)構(gòu)反復(fù)融合，形成具有多種形態(tài)的有膜小泡，并對(duì)包裹在其中的分子進(jìn)行消化。因此，溶酶體具有溶解或消化的功能，為細(xì)胞內(nèi)的消化器官。 溶酶體成分 含有兩類維持結(jié)構(gòu)和功能所必需的蛋白質(zhì)：執(zhí)行消化功能的可溶性溶酶體水解酶和具有更復(fù)雜功能的溶酶體膜蛋白。 約60種酸性水解酶，包括蛋白酶、脂肪酶、核酸酶，需要由ATP驅(qū)動(dòng)的質(zhì)子泵與其他離子通道合作來維持酸性環(huán)境（pH~4.5）才能發(fā)揮作用。 多種溶酶體膜蛋白，例如LAMP1，LAMP2，LIMP2，v-ATPaes和ASM。其中，LAMP1和LAMP2是最豐富的溶酶體膜蛋白，對(duì)代謝、生物發(fā)生、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。 溶酶體功能 溶酶體的主要作用消化作用，是細(xì)胞內(nèi)的消化器官，細(xì)胞自溶，防御以及對(duì)某些物質(zhì)的利用均與溶酶體的消化作用有關(guān)。 細(xì)胞內(nèi)消化：對(duì)高等動(dòng)物而言細(xì)胞的營養(yǎng)物質(zhì)主要來源于血液中的水分子物質(zhì)，而一些大分子物質(zhì)通過內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞，如內(nèi)吞低密脂蛋白獲得膽固醇，對(duì)一些單細(xì)胞真核生物，溶酶體的消化作用就更為重要了。 細(xì)胞凋亡：個(gè)體發(fā)生過程中往往涉及組織或器官的改造或重建，如昆蟲和蛙類的變態(tài)發(fā)育等等。這一過程是在基因控制下實(shí)現(xiàn)的，稱為程序性細(xì)胞死亡，注定要消除的細(xì)胞以出芽的形式形成凋亡小體，被巨噬細(xì)胞吞噬并消化。 自體吞噬：清除細(xì)胞中無用的生物大分子，衰老的細(xì)胞器等，如許多生物大分子的半衰期只有幾小時(shí)至幾天，肝細(xì)胞中線粒體的平均壽命約 10 天左右。 防御作用：如巨噬細(xì)胞可吞入病原體，在溶酶體中將病原體殺死和降解。 參與分泌過程的調(diào)節(jié)，如將甲狀腺球蛋白降解成有活性的甲狀腺素。 形成精子的頂體：頂體相當(dāng)于一個(gè)化學(xué)鉆，可溶穿卵子的皮層，使精子進(jìn)入卵子。 溶酶體染料 FluoLysoTM 探針是一種用于活細(xì)胞溶酶體特異性標(biāo)記的熒光探針，本品濃度為 1 mM。FluoLysoTM 探針可以選擇性地滯留在偏酸性的溶酶體中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于溶酶體的特異性熒光標(biāo)記。FluoLysoTM 探針適用于活細(xì)胞染色，但不適合用于固定后細(xì)胞的染色。 03 神經(jīng)元檢測 神經(jīng)元，也稱為neurone或神經(jīng)細(xì)胞，是一種可電興奮的細(xì)胞，通過稱為突觸的特殊連接與其他細(xì)胞通信。它是神經(jīng)組織的主要成分。除海綿和平口類動(dòng)物之外的所有動(dòng)物都有神經(jīng)元，但其他多細(xì)胞生物如植物則沒有。 神經(jīng)元的類型 感覺神經(jīng)元對(duì)影響感覺器官細(xì)胞的觸覺，聲音或光等刺激作出反應(yīng)，并向脊髓或大腦發(fā)送信號(hào)。 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元接收來自大腦和脊髓的信號(hào)，以控制從肌肉收縮到腺體輸出的一切。 中間神經(jīng)元將神經(jīng)元連接到大腦或脊髓的同一區(qū)域內(nèi)的其他神經(jīng)元。一組連接的神經(jīng)元被稱為神經(jīng)回路。 神經(jīng)元的結(jié)構(gòu) 突起:分為樹突與軸突兩部分 樹突:較短，分支較多，直接細(xì)胞體擴(kuò)張突出形成樹枝狀，作用接受其他神經(jīng)元傳來的沖動(dòng)，并傳給細(xì)胞體 軸突:較長，每個(gè)神經(jīng)元只有一個(gè)軸突，軸突末端有分支，能夠傳導(dǎo)細(xì)胞體發(fā)出的神經(jīng)沖動(dòng) 髓鞘:軸突的外圍，對(duì)于神經(jīng)具有保護(hù)作用 細(xì)胞體:神經(jīng)元主要結(jié)構(gòu)，由細(xì)胞膜，細(xì)胞核，細(xì)胞質(zhì)組成，具有聯(lián)絡(luò)，整合、輸入信息，傳出信息的作用。 神經(jīng)末梢: 神經(jīng)纖維末端細(xì)小的分支，分布于全身各處 信息的傳遞方向:樹突→細(xì)胞體→軸突→下一個(gè)神經(jīng)元 長的突起大都套有一層鞘，組成神經(jīng)纖維。 神經(jīng)元染料 神經(jīng)末梢探針是一系列陽離子型苯乙烯基熒光染料，用于跟蹤神經(jīng)肌肉連接或突觸的突觸活動(dòng)。這類染料通常具有親脂性尾部（兩個(gè)碳鏈）和帶陽離子的高親水性頭部。 陽離子苯乙烯基染料是通過活性依賴性染色突觸小泡來發(fā)揮功能。染料與細(xì)胞或組織共孵育時(shí)，染料的水相部分沒有熒光，而染料的親脂性尾部插入細(xì)胞膜并呈現(xiàn)強(qiáng)熒光。神經(jīng)刺激后，在進(jìn)行胞吞作用時(shí)，染料被包裹在囊泡內(nèi)，因此，洗去細(xì)胞表面附著的染料后，熒光信號(hào)強(qiáng)弱表示新形成的囊泡的數(shù)量的多少。反之，在胞吐作用時(shí)，染料與神經(jīng)遞質(zhì)一起從囊泡釋放，導(dǎo)致熒光信號(hào)減少。因此，熒光強(qiáng)度的變化反映了胞吞/胞吐或突觸活動(dòng)的情況。內(nèi)吞過程中熒光增加的速率——“結(jié)合速率”和胞吐過程中熒光減少的速率 ——“解離速率”因染料種類而異。通常，具有較長親脂性尾部和更多雙鍵的染料對(duì)膜具有較高的親和力，因此具有較高的結(jié)合速率和較低的解離速率。 NerveRed 系列探針是具有三個(gè)雙鍵的染料。 NerveGreen 系列探針是具有單個(gè)雙鍵的染料。 NerveGreen C4（FM1-43）是一種廣泛使用的綠色熒光染料，通過染色突觸的突觸囊泡或神經(jīng)肌肉接頭來跟蹤突觸活動(dòng)。結(jié)合使用紅色熒光染料 NerveRed，突觸和神經(jīng)肌肉接頭可以獨(dú)立兩個(gè)顏色成像。 NerveRed/Green系列探針不能用于固定細(xì)胞染色。 NM 染料具有與NerveRed/Green系列探針相似的結(jié)構(gòu)，此外，它們?cè)趲д姷念^部具有醛固定胺，可用于固定細(xì)胞的染色。
信號(hào)傳輸過程部分是電氣的，部分是化學(xué)的。由于維持其膜上的電壓梯度，神經(jīng)元是可電激發(fā)的。如果電壓在短時(shí)間內(nèi)變化足夠大的量，則神經(jīng)元產(chǎn)生稱為動(dòng)作電位的全有或全無電化學(xué)脈沖。這種潛力沿著軸突快速傳播，并在到達(dá)它們時(shí)激活突觸連接。突觸信號(hào)可以是興奮性的或抑制性的，增加或降低到達(dá)體細(xì)胞的凈電壓。
Hydroxystilbamidine（也稱為FluoroGold）已被廣泛用作神經(jīng)元的逆行示蹤劑和組織化學(xué)染色劑。FluoroGold可以進(jìn)行逆行軸突運(yùn)輸，它顯示出大量的枝晶填充物，并且具有很高的抗褪色性。
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