用STORM成像揭示细胞间隧道纳米管（TNTs）的结构和组织

隧道纳米管（TNTs）是一种纳米级的、富含肌动蛋白的、用于细胞间通讯的瞬时细胞间管。结构的复杂性和空间组织所涉及的组成部分的TNTs仍然未知。在本次研究中，STORM超分辨率成像技术被运用到结构组织的微丝和微管在细胞间的TNT在纳米尺度上。作者的研究结果揭示了不同的分布的微丝和交织结构的微管在TNT，促进TNT通信。

研究背景

在这里，作者报告的直接观察TNTs依靠在纳米尺度上的STORM成像技术。超分辨率成像用于不同TNT中微管的不同结构和分布的可视化，并利用三维（3D）STORM成像探索TNT中微管的空间组织。此外，线粒体分布和TNT形态之间的潜在关系进行了进一步研究，这是有助于阐明线粒体在TNT的交付模式。STORM技术的这种一般方法为进一步研究TNT开辟了无数的可能性。

研究结果（部分）

图1 不同视野下BS-C-1细胞间TNT中微丝的超分辨率成像

接下来，作者测量了来自亮视图图像的TNT的宽度，并将结果与共焦图像中最外面的微阵列之间的间隙进行比较（图1B）。作者发现，TNTs的宽度通常略大于相应的微阵列的间隙。这一结果表明，微量元素倾向于定位在TNT管腔的两侧。然后，作者应用STORM成像来可视化TNT中微物质的详细分布。图中的STORM超分辨率图像中，图1D-F显示了TNT中更清晰的微污染物分布。此外，很明显，随着最外微构件差距增大（从0.09mm到1.17mm，图1B），最外微构件的间隙增大（从0.09mm到1.17mm）。如图1D-F所示，在TNT中存在更多的微孔，并且在TNT的中空部分中出现更薄和更直的微孔。总之，这些结果表明，随着TNT的尺寸变大，其中的微泡数量增加，表明细胞通讯之间的膜附着不同。

除了BS-C-1细胞外，作者还对各种癌细胞中的细胞间微管进行了成像，包括食管癌细胞KYSE 150、宫颈癌细胞HeLa和人骨肉瘤细胞U2 OS，这些细胞通常用于研究实验室中的生理和病理过程。总之，上述结果说明了不同细胞中TNT中微管的不同组织模式。

为了详细研究微管的组织模式，必须通过3D成像来观察它们。如上所述，微管倾向于在TNT中缠结。为了更清楚地了解微管在TNT中如何扭曲，进一步应用3D-STORM成像来分析微管的详细组织。超分辨率图像显示，在较小直径的TNT中，至少有三个微管相互缠绕（图3A），并且更多的微管也在具有较大直径的TNT中显示出缠结组织（图3A、3B），沿着更高分辨率的STORM图像和直观的3D成像结果，超分辨率图像显示这些微管以有序的螺旋缠绕方式缠绕在一起。

图3 分别具有较小（A）和较大（B）直径的TNT中微管的3D超分辨率成像

图4 明视图、宽视野和STORM图像

研究小结

综上所述，作者应用STORM超分辨成像方法来探索TNT组分在纳米尺度的结构和分布。微管和微管的不同组织模式说明了TNT形成的不同结构模式、3D-STORM成像从直观方面呈现了TNT中微管的清晰交织结构。此外，在TNTs中观察到明显的线粒体分布，表明TNTs在细胞间具有运输功能。作者的数据提供了一个新的框架，未来的研究TNT的形态和结构。随着超分辨成像技术和标记方法的快速发展，作者肯定了TNTs结构与功能之间的相关性将在未来得到快速验证。

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