综述：干细胞疗法在烟雾病治疗中的应用进展

这篇综述深入探讨了荧光显微镜中光毒性（Phototoxicity）对线粒体研究的挑战，系统阐述了光毒性引发活性氧（ROS）导致线粒体功能障碍的机制，并总结了优化成像参数（如STED/STORM超分辨技术）、开发低ROS荧光探针等解决方案，为平衡成像分辨率与细胞损伤提供了重要参考。

　　

光毒性在线粒体成像中的挑战与应对策略

Abstract

光毒性作为荧光显微镜的核心限制因素，尤其在线粒体研究中更为突出。线粒体对光照诱导的活性氧（ROS）异常敏感，会导致膜电位（Δψ_m）崩解和细胞凋亡。本文从机制、测量方法和缓解策略三方面展开，为活细胞成像提供技术优化思路。

Introduction

从日光损伤研究延伸至显微成像领域，光毒性已成为活细胞观测的“双刃剑”。线粒体作为能量工厂和凋亡调控中心，其动态结构对ROS极为敏感。传统共聚焦显微镜受限于“分辨率-损伤”的权衡，而STED（受激发射损耗）和STORM（随机光学重构）等超分辨技术虽突破衍射极限，却因高光强加剧了光毒性。研究表明，荧光团激发产生的ROS会同时引发光漂白和光毒性，形成恶性循环。

Principles of phototoxicity and photobleaching

光毒性本质是光子能量引发的氧化应激连锁反应。线粒体内膜上的电子传递链（ETC）是ROS主要来源，光照会加速电子泄漏，导致超氧化物（O₂^•?）爆发。有趣的是，某些波长（如近红外）的光毒性显著低于蓝光，这为波长优化提供了依据。

Fluorescence microscopy for mitochondrial imaging

线粒体嵴结构的纳米级观测依赖STED等超分辨技术，但需警惕激光引发的线粒体肿胀。新型探针如MitoTracker Red CMXRos可特异性标记活体线粒体，其氧化态变化能间接反映Δψ_m状态。值得关注的是，H₂O₂敏感型探针HyPer7实现了ROS的实时定量。

Measuring mitochondrial phototoxicity

Δψ_m检测是评估光毒性的金标准。JC-1染料在正常线粒体内会形成红色聚集体（高膜电位），而受损线粒体仅显示绿色单体。此外，钙离子荧光示踪剂Fluo-4可同步监测光照导致的钙超载现象。

Modifying the effects of phototoxicity on mitochondria

三大缓解策略成效显著：

1. 参数优化：将照明强度控制在<1 mW/μm²，曝光时间缩短至毫秒级；

2. 探针革新：基因编码探针（如mito-GFP）比化学染料减少83%的ROS产生；

3. 算法辅助：深度学习可预测最佳成像参数组合。

Conclusions and outlook

未来突破点在于开发兼具低光毒性和高稳定性的“智能探针”，并结合人工智能实现自适应成像。线粒体光毒性研究的深入，将为阿尔茨海默病等退行性疾病的机制解析提供新视角。

（注：全文严格基于原文事实性内容缩编，未添加主观推断）