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公司新闻/正文
清华大学俞立团队发现迁移体在凝血机制中的重要作用，Amnis®成像流式细胞术是揭示迁移体奥秘的尖端利器
1117 人阅读发布时间：2024-09-15 13:32
1 什么是迁移体
迁移体（migrasome）是一种在细胞迁移过程中尾部产生的膜性细胞器，由收缩丝的尖端或交叉点产生，参与细胞内物质释放和远距离通讯。
迁移体是2014年由清华大学俞立团队发现并命名的迁移细胞的细胞器，迁移体可以募集细胞内容物并富集生物分子如趋化因子、生长因子、细胞因子等。迁移体在免疫系统中也具有重要作用，能够维持免疫细胞内线粒体的稳态。迁移体产生过程涉及富含四次跨膜蛋白（如TSPAN4）的大结构域的组装。这些结构域能够驱动微米级大型囊泡状结构的形成，最终从收缩丝上断裂下来形成游离型囊泡。
迁移体的功能多种多样，除了在胚胎发育器官形态发生中的关键作用外，还在细胞间通讯、mRNA横向传递以及线粒体质量控制等方面扮演着重要角色。
2 迁移体在凝血机制中的作用
随着对于迁移体的研究不断深入，更多新的功能被发现，刚刚清华大学俞立团队的姜东研究员在Nature Cell Biology发表了关于迁移体最近的研究论文：Neutrophil-derived migrasomes are an essential part of the coagulation system，文中揭示了中性粒细胞来源的迁移体是凝血系统的基本组成成分，以及迁移体在凝血系统中的功能，研究发现人和小鼠血液中存在大量中性粒细胞来源的迁移体，中性粒细胞产生的迁移体存在于血液循环中，这些迁移体特异性吸附凝血因子到其表面并可以迅速聚集到损伤部位激活血小板促进凝血反应，活化后的血小板与迁移体结合，并迅速形成止血栓，从而在保持血液流动性的同时，快速修复受损血管阻止出血。这种机制证明了迁移体不仅在细胞迁移和器官形成等生理过程中起作用，而且在凝血和伤口愈合中也发挥着不可或缺的作用。该研究发现了迁移体在信号分泌、物质传输和释放损伤细胞器之后的第四种功能模式，即作为生化反应平台参与生命过程，并首次揭示了迁移体外挂货物的存在及其功能，为迁移体生物学研究提供了新的手段和新的研究方向。
3 成像流式在本文研究中的应用
为了验证迁移体与血小板的相互作用关系，姜东等研究人员在体外构建了血小板激活实验体系。他们发现，当纯化的中性粒细胞迁移体和血小板在体外以高于1/20的比例孵育时，能有效激活血小板。然而，当迁移体和血小板的比例低于1/50时，激活现象不会发生。这说明了当迁移体数量达到一定阈值后，它们具备直接激活血小板的能力。本文中研究人员利用Amnis成像流式建立了准确定量分析迁移体的方法，能够准确地从血液样本中识别并定量迁移体。由于迁移体在血液中以比细胞小很多的小颗粒形式存在，同时由于血液中存在大量类似形态大小的血小板等结构，使用传统的流式细胞术难以区分和鉴别分析对象是否为迁移体，还是其他类似结构。利用Amnis成像流式可以在检测颗粒大小和荧光信号的同时获得高分辨率的图像，加强迁移体的辨识度，确保实验数据的准确性。
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迁移体以及血小板的识别与定量分析：通过PE-Ly6G和APC-CD41对全血样本进行标记，利用Amnis成像流式识别并定量检测血液中迁移体和血小板。设门圈选将中性粒细胞来源的迁移体（R3；Ly6G+）和血小板（R4；CD41+）从小颗粒群体（R2）中分离出来。
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迁移体图像数据：Amnis®成像流式针对中性粒细胞来源的迁移体和血小板进行成像，后期通过图像进行分析以及验证。
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Amins®量化成像数据结果：使用Amnis®成像流式配备的IDEAS数据分析软件，研究人员可以将定量分析与形态学数据相结合。这种复合分析极大地丰富了对迁移体功能的理解，对获得的图像数据进行定量分析，从而准确计数中性粒细胞来源的迁移体和血小板的相对数量，为进一步的实验结果提供量化依据。在本文研究中，准确定量分析了正常小鼠血液中中性粒细胞来源的迁移体(migrasomes)和血小板(PLTs)（n = 20只小鼠）数量的比例，发现血液中中性粒细胞来源迁移体的数量大约为血小板数量的1/300。
如下图所示：
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基因编辑后进行表型分析验证：除了通过Amnis®成像流式进行迁移体识别与定量以外，研究人员分别构建了迁移体调控基因Tspan9全身敲除和条件性敲除小鼠模型，Amnis®成像流式在此过程中用于比较基因编辑前后细胞的变化，验证了中性粒细胞迁移体产生减少，评估迁移体数量的减少对凝血功能的影响。减少中性粒细胞或Tspan9基因敲除会显著降低血小板栓塞形成能力，但是通过静脉注射纯化的中性粒细胞来源的迁移体可以有效进行弥补。这表明中性粒细胞来源的迁移体确实是凝血系统的一个基本组成部分，其作用超出了先前的认识。
文章通过大量实验数据得出结论：迁移体不仅在小鼠和人类的血液中大量存在，而且与中性粒细胞和血小板相比，它们能更有效地吸附并富集凝血因子于其表面。更为重要的是，这些迁移体富含粘附分子，使它们能够优先在受伤部位积累，从而触发血小板激活和止血栓形成。实验还发现迁移体与血小板之间存在相互作用关系，这种相互作用受到炎症和感染等因素的影响。因此中性粒细胞来源的迁移体（migrasomes）在凝血系统中扮演着至关重要的角色。
4 成像流式在迁移体以及其他细胞外囊泡等
小颗粒研究中的优势
Amnis®成像流式在检测迁移体以及小颗粒方面具有显著优势。
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Amnis®成像流式结合了流式细胞术和实时成像的特点，其高分辨率的检测能力使研究人员可以检测到样本中的微小颗粒。这种实时可视化能力对于理解复杂的生物样本至关重要。
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其次，Amnis®成像流式能够同时进行多色荧光标记，这意味着可以同时评估多个生物标志物的表达和分布情况，为研究细胞间相互作用提供了更全面的信息。
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Amnis®成像流式支持定量分析，通过先进的IDEAS图像处理软件，研究人员可以准确计数目标细胞和颗粒，从而获得关键实验数据。
综上 ，Amnis®成像流式技术通过提供高分辨率成像、多参数检测、定量分析的能力，极大地增强了对迁移体和其他细胞外囊泡等小颗粒检测和分析的效率和准确性。随着科研人员针对成像流式技术使用的不断深入，Amnis®成像流式将在未来的生物医学等多方面研究中扮演更加重要的角色。
审核：姜东
参考文献:
Dong Jiang, Lin Jiao, Qing Li, Renxiang Xie, Haohao Jia, ShiHui Wang, Yining Chen, Siyuan Liu, Dandan Huang, Jiajia Zheng, Wenhao Song, Ying Li, JianFeng Chen, Jinsong Li, Binwu Ying & Li Yu. Neutrophil-derived migrasomes are an essential part of the coagulation system. Nature Cell Biology. 10.1038/s41556-024-01440-9
Ma, L., Li, Y., Peng, J., Wu, D., Zhao, X., Cui, Y., Chen, L., Yan, X., Du, Y. and Yu, L., 2015. Discovery of the migrasome, an organelle mediating release of cytoplasmic contents during cell migration. Cell research, 25(1), pp.24-38.