
细胞内每种生物分子的全景动态网络具有自己独特的属性,在分布、数量、相互作用、寿命等参数上均表现出不同。这些参数也可以用于解析单一生物分子的不同状态,如癌细胞与正常细胞之间的差异。但是这些参数之间并不是完全独立的,而是共同编织了一个紧密关联的动态网络。
基于多色成像动态超分辨荧光成像,通过匀质闪烁荧光染料实现四维超分辨成像,我们解析其中微环境变化以及目标分子的分布、数量、相互作用次数与时间、寿命等,通过多细胞器成像构建影像组,借助人工智能实现解析动态网络,构建超分辨影像组学;对比正常细胞与癌细胞组学差异性,解析细胞生理、病理功能,期望最终发现生命科学问题,实现药物筛选和疾病诊疗。
纳米结构解析到功能诊断:近红外单分子定位超分辨成像荧光探针能够显著降低探针光毒性,实现了长达50分钟的全细胞溶酶体动态超分辨成像(目前所报道的溶酶体超分辨成像中最长的成像时长),解析出溶酶体在全细胞范围内的分布、尺寸、pH及运动轨迹的系统性变化,并将其系统性动态特征转化为功能指标,并以此为基础建立了溶酶体功能诊断模型,将溶酶体超分辨成像从“结构解析工具”跃升为“功能分析平台”,为溶酶体相关疾病的诊断和药物筛选提供了全新范式(Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202503177)。
