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【重點進展】內(nèi)分泌系統(tǒng)老化過程中血管密度和內(nèi)皮細胞亞群的動態(tài)變化

瀏覽次數(shù)：1762　發(fā)布日期：2020-12-31　來源：本站　僅供參考，謝絕轉載，否則責任自負

內(nèi)分泌系統(tǒng)由位于全身各處的多種腺體組成，參與生物體每日新陳代謝、生長發(fā)育等諸多生理活動，是生命變化的重要組成部分。而隨著生物體的年齡增長，內(nèi)分泌系統(tǒng)也在發(fā)生變化，影響激素分泌等功能。內(nèi)分泌腺是高度血管化的組織，血管系統(tǒng)控制著激素的分泌。有研究表明，胰島β細胞的復制能力會隨著老化而下降，進而導致糖尿病，針對這一現(xiàn)象可以開發(fā)使β細胞擴增的方法，用于治療糖尿病。

近期，四川大學華西口腔醫(yī)學院的Junyu Chen博士和牛津大學肯尼迪風濕醫(yī)學研究院的Anjali P Kusumbe教授在The Embo Journal期刊上發(fā)表了文章，報道了在內(nèi)分泌系統(tǒng)的老化過程與血管密度的降低以及內(nèi)皮細胞動力學的關系，對老化導致的血管變化有了進一步認識。在生物體中，一部分在胰島中維持β細胞的毛細血管數(shù)量隨老化而減少，再次活化會使β細胞更新與增殖，促進胰島素分泌。在睪丸中，睪酮分泌也因類似的血管形成而增加。研究結果為腺體組織中血管的再生成以促進老化組織的恢復提供了有力證據(jù)。

文章中，研究人員從小鼠體內(nèi)分離出多種腺體，經(jīng)過PEGASOS方法透明化，并對動脈血管周細胞和毛細血管內(nèi)皮細胞分別用α-SMA（綠色）和Emcn（紅色）標記，而后，通過使用Planelight公司的極速多角度3D光片熒光顯微鏡QLS-Scope進行整體快速光片成像，獲得了高分辨率3D圖像，從圖像中可以看出，在甲狀腺（圖1A）、胰腺（圖1B）、卵巢（圖1C）、睪丸（圖1D）和腎上腺（圖1E）中，動脈血管周細胞和毛細血管內(nèi)皮細胞的分布清晰可見。

圖1 各個腺體中動脈血管周細胞和毛細血管內(nèi)皮細胞的分布

隨后，研究人員對小鼠的腺體進行厚切片，經(jīng)過免疫染色后進行顯微成像，同樣可以清晰地觀察到標記的細胞（圖2A）。對不同細胞進行3D表面渲染，可用于分析不同細胞間相互作用（圖2B）。以腎上腺為例，腎上腺皮質、髓質與過渡區(qū)域的上皮細胞的不同標記表達量各有不同，且老化對于上皮細胞相互作用有顯著的影響（圖2D）。以上實驗結果為對動脈血管周細胞和毛細血管內(nèi)皮細胞等細胞圖譜的繪制奠定了基礎。

圖2 小鼠腺體中血管相關的細胞與分子的3D圖譜

基于以上實驗結果，研究人員對年輕小鼠（2-8周齡）和年老小鼠（56-70周齡）共1000個以上的腺體樣品進行了厚切片成像，繪制了細胞圖譜并建立了蛋白組學數(shù)據(jù)庫（圖2E）。對所獲得的數(shù)據(jù)分析后，發(fā)現(xiàn)睪丸、甲狀腺和胰腺的老化使微血管密度顯著下降，而腎上腺和卵巢中則沒有顯著變化（圖3）。透明化的組織樣品光片成像結果也佐證了這一發(fā)現(xiàn)（圖4）。

圖3 小鼠腺體血管密度變化與老化的關系

圖4 年輕小鼠與年老小鼠腺體的3D透明化組織成像

通過進一步的研究發(fā)現(xiàn)，對一部分在胰島中維持β細胞的毛細血管，其數(shù)量隨老化而減少，同時導致胰島素分泌降低；而再次活化會導致β細胞的更新與增殖，促進了胰島素分泌。

Planelight 極速多角度3D光片熒光顯微鏡 QLS-Scope的整體快速光片成像，使研究人員能夠迅速確定組織中特定細胞的分布或蛋白的表達，為進一步的實驗設計打下基礎。

Quantum Design中國子公司與本文作者合作，使用Planelight極速多角度3D光片熒光顯微鏡QLS-Scope進行了透明樣品成像并提供了文中部分圖像數(shù)據(jù)。

極速多角度3D光片熒光顯微鏡QLS-Scope是一款全新的高速光片成像平臺，這種新一代光片顯微鏡除了可以勝任傳統(tǒng)光片顯微鏡的工作外，還擴大了支持樣品的尺寸（25 × 25 × 25 mm），大幅提高了光片掃描樣品的速度，是大尺寸、高質量、高速光片。QLS-scope具備高速掃描技術，是可調(diào)寬度光片系統(tǒng)，能夠提供一個覆蓋全視野的均勻光片，具有更加均勻的照明效果并且不會產(chǎn)生多光片系統(tǒng)中容易出現(xiàn)的多角度陰影。正是由于極速多角度3D光片熒光顯微鏡QLS-Scope具備如此均勻明亮的光片，使得QLS-scope的成像速度非常快，在數(shù)分鐘內(nèi)就完成一次光片采集。