CellVoyager CQ1 高内涵成像分析系统

横河电机高内涵成像—助力阿尔茨海默， 阐述新机制

阿尔茨海默疾病（Alzheimer disease，AD），即老年痴呆症，是一种起病隐匿的进行性中枢神经系统退行疾病，病因迄今未明。因此，阐明AD的发病机制，寻找相对应的治疗方法是亟待解决的问题。 2019年3月，来自日本京都大学的Minako Hoshi研究团队在Cell子刊iScience上发表了关于AD发病机制的新成果" Alzheimer Aβ Assemblies Accumulate in ExcitatoryNeurons upon Proteasome Inhibition and Kill Nearby NAKa3 Neurons by Secretion "。 在该文章中，借助YOKOGAWA的CQ1双转盘高内涵分析系统，实现了高通量的共聚焦成像及定量分析统计，准确的定量了β-淀粉样蛋白聚集体(ASPD)在兴奋神经元中的聚集水平 该课题组在2003年于AD患者脑内发现了由30个β-淀粉样蛋白（Aβ）聚集体，即ASPD，具有神经毒性，会导致神经元细胞发生退行性病变，并发现Na+-K+-ATPaseα3(NAKα3)是ASPD介导神经退行性病变的唯一靶点。 在此基础上，他们研究了蛋白酶体与ASPD的关系，发现抑制蛋白酶体的活性, 显著增加兴奋神经元内的ASPD水平，并改变ASPD在神经元内的分布，同时，分泌的ASPD杀死邻近的NAKα3阳性神经元（图2)。这些发现加深了我们对AD患者大脑中Aβ聚集体形成和传递的理解，为将来研发治疗AD的药物开辟了可能。 在转染淀粉样蛋白前体的神经元细胞（APPswe）中，蛋白酶体抑制剂MG132处理后，ASPD只在Math2阳性的兴奋性神经元细胞中积累，而在小清蛋白(PV)和钙结合蛋白（calbindin）阳性的抑制性神经元细胞中不积累。（MAP-2用来标记神经元的树突和轴突） 在转染淀粉样蛋白前体的神经元细胞（APPswe）中，蛋白酶体抑制剂MG132处理后，ASPD的积累量增加，并对会导致NAKα3阳性神经元细胞的死亡。添加mASD3抗体，拮抗分泌的ASPD蛋白，有效抑制神经元细胞的死亡。 文中用到的CQ1是Yokogawa（日本横河）于2014年推出的双转盘高内涵分析系统，系统配备了最新一代微透镜型双转盘共聚焦扫描模块（CSU-W1），在成像效果、成像速度等方面具有得天独厚的优势。得益于优秀的整体光路设计，系统具有更高的光利用率，在保证成像质量和成像速度的前提下，实现更低的光漂白和光毒性，能够对活细胞进行长时间连续成像。 系统软件具有高效的分辨识别分析功能，能够对细胞内的细胞器、颗粒、囊泡和块状物等进行数目、面积和荧光强度及其他参数的统计分析，对神经元的树突和轴突等进行统计分析，因此CQ1系统在神经元研究领域具有广泛的应用。我们期待神经元模型研究的进一步发展，成为阿尔茨海默症的发生机制研究、新药筛选、药敏分析的高效平台，促进疾病机制的阐释和科研成果的临床转化。