编辑推荐：
研究人员为解决 CLEM 技术难题，开展相关研究，改进方法并用于分析多种蛋白沉积，助力神经退行性疾病研究。
在神经退行性疾病的神秘世界里，蛋白质沉积物就像隐藏在暗处的 “敌人”，悄悄破坏着大脑的正常功能。这些沉积物分布在细胞内外的不同位置，其大小、数量和分布与疾病的严重程度息息相关。然而，它们形成和发展的机制却如同迷雾，一直困扰着科研人员。要想揭开这层迷雾，精准识别蛋白质沉积物及其相关成分至关重要。传统的光学显微镜（LM）和电子显微镜（EM）技术，就像两个配合不默契的 “队友”，需要分别制备样本，导致观察的目标区域可能不一致，难以准确关联蛋白质沉积物的微观和超微结构特征。
这时，相关性光电子显微镜（CLEM）技术出现了，它就像一位 “超级助手”，能够在微观和超微结构水平上对同一目标进行观察，为研究蛋白质沉积物带来了新的希望。但目前的 CLEM 技术存在诸多问题，比如样本制备过程复杂、成本高、时间长，不同成像方式之间的对齐和匹配困难等，这些问题限制了它在神经病理学研究中的广泛应用。
为了突破这些困境，美国梅奥诊所（Mayo Clinic）的研究人员 Peizhou Jiang 和 Dennis W. Dickson 开展了一项重要研究。他们开发了一种简化高效的 CLEM 方法，并将其应用于细胞模型和人脑组织研究，相关成果发表在《Acta Neuropathologica Communications》上。
研究人员在研究中用到了多种关键技术方法。在样本制备方面，他们对现有方案进行改进，用二甲基亚砜（DMSO）替代传统的乙醇脱水，用亲水性丙烯酸树脂 LR White 替换疏水性环氧树脂，以此增强抗原保存。同时，采用独特的标记技术，便于图像匹配。在成像技术上，结合荧光光学显微镜（LM）和电子显微镜（EM）进行成像，利用商业软件对图像进行分析，实现对目标的精准定位和分析。研究中使用的细胞模型来自基于 H4 神经胶质瘤细胞系构建的三种细胞模型，人脑组织样本则取自梅奥诊所佛罗里达分院神经退行性疾病脑库中确诊患有神经退行性疾病的患者。
下面来看看具体的研究结果：
- 建立高比例磷酸化 αS 包涵体的细胞模型：由于从患病脑组织获取的 EM 样本中，路易小体病理特征在有限视野内难以观察，研究人员构建了 H4/αS-HoTag3 细胞模型。该模型中，超过 95% 的细胞形成了大的 αS 包涵体，且这些包涵体对磷酸化 αS（病理 αS 的标志）呈免疫阳性，为研究 CLEM 方法提供了理想平台。
- 优化样本处理提高抗原保存：研究发现，LR White 包埋树脂在保持 EM 图像质量的同时，能显著提高荧光 LM 图像的抗原保存效果，相比环氧树脂更适合 CLEM。用 DMSO 替代乙醇脱水，尤其是使用 90% DMSO 作为最终脱水步骤，能更好地保存抗原，且不影响 EM 图像质量。
- CLEM 分析细胞培养中的 αS 包涵体：利用改进的 CLEM 方法，研究人员对 H4/αS-HoTag3 细胞中的 αS 包涵体进行分析。通过连续切片和以 DAPI 染色的细胞核为标记，实现了精准匹配。超微结构分析显示，αS 包涵体主要由紧密聚集的小球形或颗粒状结构组成，常与类似突触小泡的大囊泡相关，且与突触小泡标记物共定位。
- 改进的 CLEM 方法检测人脑 αS 聚集体：研究人员将改进的方法应用于帕金森病（PD）或路易体痴呆（DLB）患者的脑组织样本，成功观察到与细胞培养中相似的 αS 包涵体。通过 “三明治” 方法确认了免疫荧光信号的特异性，还发现了不同大小和强度的 αS 免疫阳性信号，以及多种非纤维状 αS 聚集体，进一步证实了该方法在检测人脑 αS 聚集体方面的优势。
- 应用于阿尔茨海默病（AD）研究：研究人员将改进的 CLEM 方法用于 AD 脑组织研究，通过双免疫荧光染色或改良的 “三明治” 方法，在同一脑切片中同时识别出淀粉样斑块和神经原纤维缠结这两种 AD 的标志性病变，展示了该方法在研究其他神经退行性疾病方面的有效性。
在研究结论和讨论部分，研究人员开发的改进 CLEM 方法，在样本处理和标记技术上有显著提升，相比传统方法，在敏感性、准确性、效率和成本效益方面达到了更好的平衡。该方法不仅能有效识别和分析细胞培养和脑组织中的 αS 包涵体，还发现了新的 αS 聚集体形式，为理解路易体相关病理机制提供了新视角。同时，该方法还可用于研究 AD 等其他神经退行性疾病，有助于揭示这些疾病中未被认识的病理特征和组合。不过，该研究也存在一些局限性，如荧光信号只能通过超薄切片染色产生，免疫染色抗体选择存在挑战等。但总体而言，这项研究为神经退行性疾病的研究开辟了新道路，有望推动该领域的进一步发展。
