Forscher in Süd-Korea und Singapur, zum ersten mal, entwickelt eine Chemische Sonde, die es ermöglicht, live-imaging der eine Typ von Immunzellen im Gehirn, die sogenannten mikroglia, in ein lebendes Tier Gehirn. Diese Entdeckung, führte durch das Institute for Basic Science (IBS) an der Pohang University of Science and Technology (POSTECH), Südkorea; das Singapore Bioimaging Consortium (SBIC) und Singapore Immunology Network (SIgN) der Agentur für Wissenschaft, Technologie und Forschung (A*STAR); und der Duke-NUS Medical School in Singapur, wird es ermöglichen, kritische bildgebenden Untersuchungen, um zu helfen Wissenschaftler verstehen, die Entwicklung von Erkrankungen des Gehirns, wie Schlaganfall, Autismus, Alzheimer-und Parkinson-Krankheit.
Mikroglia des Gehirns primär Residenten Immunzellen. Obwohl mikroglia beschrieben wurden vor einem Jahrhundert, diese Zellen wurden erst vor kurzem gefunden zu werden, spielen eine wichtige Rolle in der Entwicklung der verschiedenen neurologischen Erkrankungen. Diese Entdeckungen wurden unterstützt durch technologische Fortschritte in der Isolierung dieser Zellen und transgenen Tieres-Systeme, express-fluoreszierende Proteine, die von mikroglia-Linien, so dass für die live-Bildgebung mit Licht-Mikroskopie. Jedoch, das Studium der mikroglia bei Menschen und Primaten war extrem schwer.
Stande mikroglia getrennt von anderen Zellen im Gehirn ist entscheidend für das Verständnis der Entwicklung des Gehirns und der Krankheit. Obwohl mehrere biochemische Marker und molekulare imaging-tools wurden entwickelt, um zu studieren und diese spezialisierten Zellen, die keine aktuelle Methoden ermöglichten die Visualisierung von mikroglia auf zellulärer Auflösung in einer live-Gehirn, die klinisch mehr relevant.
Diese kooperative Studie, die von zwei Labors, unter der Leitung von Professor und Associate Director Young-Tae Chang, von IBS, der ist auch verbunden mit A*STAR ‚ s SBIC, und Associate Professor Hyunsoo Shawn Je von der Duke-NUS, identifiziert einen fluoreszierenden marker für microglial Zellen, selektiert aus einer Bibliothek von möglichen Sonden. Der Forscher hat eine umfangreiche ex-vivo – und in-vivo – Studien demonstrieren, dass eine der Sonden, die mit Namen CDr20, könnte in der Tat label mikroglia in lebenden Zellen. Immunfärbung verwendet wurde, um zu überprüfen, die eine selektive anfärbung der mikroglia. Die Autoren werden dann verwendet, knock-out-Zelllinien zu identifizieren, die das Enzym vorhanden in den mikrogliazellen, ‚eingeschaltet‘ die Fluoreszenz der Sonde.
Prof Chang erklärte, „Durch eine Gründliche Struktur-Aktivitäts-Beziehungen Studie, entwickelten wir dieses high-performance-fluorogenic Chemische Sonde, CDr20, dass visualisieren können mikrogliazellen sowohl in vitro und in vivo. Über eine Genom-weite CRISPR-Cas9 ko-screen identifizierten wir Ugt1a7c als funktionales Ziel-protein von CDr20, aktiviert die CDr20 Fluoreszenz-signal in mikroglia durch die enzymatische glucuronidation Reaktion. Unsere mess-Sonde können auch label Menschen und Primaten – derived microglia, so wäre das sehr nützlich zur Untersuchung der mikroglia-Funktion in höheren Säugetieren, die klinisch mehr relevant.“
Fluoreszierende Moleküle haben sich zu unverzichtbaren Werkzeugen für die biomedizinische Forschung zusammen mit der rasanten Entwicklung optischer imaging-Technologie. Jedoch, cell-type specific fluorescent kleine Moleküle, die bekannt sind, zu binden, um molekulare Biomarker sind sehr selten.
„Die Chang-Labor verfügt über umfangreiche Bibliotheken von zufälligen fluoreszierende Moleküle, und Sie nutzen die Massiv-Zell-basierte screening zu identifizieren, spezifische fluoreszierende Moleküle, die markieren Gehirn, Immunzellen,“ Assoc Prof Je sagte. „Dieses kleine Molekül sehr selektive label mikroglia und Verwandte Linien von Gehirn-Residenten Immunzellen. Wir verwendeten state-of-art in-vivo – Mikroskopie, multiphotonen-Mikroskopie, Bild mikroglia im Gehirn nach intravenöser Farbstoff-Einspritzung, die nicht möglich gewesen.“
Die Autoren erklären, dass Sie weiterhin arbeiten zur Verbesserung der Funktionalität und der nutzen von CDr20. Außerdem, die Chang Labor-screening, neue Moleküle, die nur die label aktiviert mikroglia, die die Wissenschaftler vermuten, dass Sie eine Rolle spielen, Nervenentzündung bei neurodegenerativen Erkrankungen.