本期《自然》焦点文章：新型显微镜

　　

生物通报道：来自法国巴黎市工业物理化学学校(Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles)，日本Nanophotonics Laboratory-RIKEN等处的研究人员发明了一种称为“热辐射扫描隧道显微镜”（Thermal radiation scanning tunnelling microscopy，TRSTM）的显微技术，这一研究成果公布在12月7日《Nature》杂志上。

原文摘要:
Nature 444, 740-743 (7 December 2006) | 
doi:10.1038/nature05265; Received 21 February 2006; Accepted 19 September 2006
Thermal radiation scanning tunnelling microscopy
[Abstract]

光学成像所能达到的分辨率受所使用光的波长限制，即存在所谓的衍射极限。“近场扫描光学显微镜”技术（near-field scanning optical microscopy，NSOM)是利用样品近场光信号成像的一种光学显微镜技术，可以通过使用一种比入射光波长小的探针来测绘样品表面的电磁场，从而绕过了这个限制，所能达到的分辨率远远超过衍射极限。这种技术的应用应用使人们突破光学显微镜的衍射极限，以光学的方法，观察得到样品微米以及纳米尺度的形貌和光学图像，为科学研究提供新的方法和手段，在纳米科技发展中将具有重要的应用价值。

在这篇研究报告中，研究人员提出了一种NSOM的变通技术，它完全不需要外部光源了。新方法被称为“热辐射扫描隧道显微镜”（TRSTM），它所利用的是来自样品本身的热红外线辐射，几乎可以看作是一台在近场工作的夜视照相机。在这篇文章中，研究人员也演示了第一张表面等离子（surface plasmons）的TRSTM图像（见下）。

（生物通：万纹）

附：
最新显微技术：展现免疫细胞vs.癌细胞细节

生物通报道：已有研究证实，免疫细胞（T细胞）在组织中迁移活跃，与肿瘤细胞发生直接接触，杀死肿瘤细胞。近来，Wistar研究所免疫部副教授Wolfgang Weninger率领的研究小组将先进的显微技术和久经考验的转基因技术相结合，首次对活体肿瘤组织中免疫细胞攻击癌细胞的过程进行三维、跟踪观察。研究人员根据不同试验条件下拍摄的一系列录像，揭示了T细胞抵御癌症的机制。研究结果刊登于11月20日电子版《The Journal of Experimental Medicine》。

文章高级作者、Wistar免疫部副教授Wolfgang Weninger博士说：“我们首次实时观测免疫系统对癌细胞反应的最后阶段。这有助于我们对T细胞迁移机制进行描述，以及直接作用于复杂的肿瘤微环境。”

Weninger 和Ulrich von Andrian共同研制出一种T细胞携带绿色荧光蛋白的转基因小鼠。此次实验中，Weninger使小鼠体内的肿瘤细胞发出蓝色荧光，然后利用能够对活体组织内部情况进行观察的双光子显微镜（two-photon microscope），全程立体跟踪、记录模型小鼠体内T细胞的运动情况。 

另外Wistar教授和实验合作者Hildegund C.J. Ertl博士研制出一种疫苗，能够激活T细胞识别肿瘤细胞表面的一种分子（抗原）。研究人员将实验小鼠分为两组，一组接受这种疫苗注射，一组不接受。

双光子显微镜捕获的动画记录了肿瘤环境中发生的变化。绿色T细胞在两组小鼠中的行为方式有何不同？“接受疫苗的一组小鼠，T细胞进入肿瘤环境后，出现双激活，” Weninger说：早期，T细胞在组织中并不怎么迁移，因为它们与当地的肿瘤细胞直接作用。有几回我们确实看到肿瘤细胞死亡——这是首次在实时观测活体动物中观察到。当肿瘤细胞被破坏后，被激活的T细胞发生显著变化，它们迁移活跃，搜索肿瘤微环境中残存的肿瘤细胞。相反在未接受疫苗的实验小鼠中，T细胞数量很少，很明显没有迁移活性，肿瘤细胞死亡率很低。

研究人员设计了第二轮补充实验。第一轮实验中，T细胞分为两组，而靶标肿瘤细胞是相同的。第二轮实验中，T细胞是相同的，靶标肿瘤细胞依据是否表达T细胞识别的特异抗原被分为两组。

实验开始时先移取正常小鼠的T细胞，在试管中激活，然后将这些T细胞分别注射到两组小鼠体内。这种程序，即所谓的过继性转移（adoptive transfer），是一种在许多临床实验中被证明的抵御癌症的免疫策略。这些临床实验中，为了检测患者自身T细胞识别癌细胞的能力，取出患者自身的T细胞，实验室中激活、大量扩增，然后回输到患者体内。

这些临床实验的目的是，这些扩增的T细胞能够特异识别、摧毁患者自身癌症。尽管目前已卓有成效，但实验过程崎岖坎坷。观察T细胞和肿瘤细胞之间的作用机制，有助于过继性转移方法的进一步发展“通过过继性转移，” Weninger解释说，“我们能够对两种情况进行对比，一种是T细胞能够识别癌细胞上的抗原，另一种不能识别。T细胞遇到抗原即与癌细胞相互作用。等到癌细胞被摧毁后，T细胞变得迁移活跃，追击更多的癌细胞。抗原缺失情况下，T细胞不能与癌细胞发生直接作用，迁移活性在肿瘤环境中维持不了多久。”

“从这些实验中能够总结出好多，” Weninger说，“首先，实时观测肿瘤环境中个别细胞组分成为可能。第二，我们证明T细胞与癌细胞发生物理结合，这是以前没有看到的。最后是发现决定T细胞迁移和与肿瘤细胞发生作用离不开抗原。”

“这些实验为揭示T细胞迁移和T细胞—癌细胞相互作用的分子必要条件打下了基础。这些发现有助于进一步改善抵抗癌症的免疫治疗策略。”