원자 군대 현미경 검사법을 사용하는 고해상도 의학 Nano 화상 진찰

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결과
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Bruker Nano 표면을 인접하십시오

소개

세계에 있는 장님의 1 차적인 원인은 눈의 크리스탈 렌즈에 있는 불투명한 백내장의 대형입니다. 주요한 요인은 방사선에 장기 노출 또는 UV 빛입니다, 그러나 백내장 대형은 또한 나이 당뇨병, 고혈압의 특정 양식의 결과, 및 당연히일, 수 있습니다. 치료되지 않는 남겨두는 경우에, 질병은 진보적인 장님 및 가능하게 녹내장 귀착됩니다. 원자 군대 현미경 검사법은 (AFM) 백내장 대형의 구조상 양상 조사를 위한 귀중한 방법인 것을 입증했습니다.

눈의 렌즈는 인체에 있는 유일하게 투명한 조직이고 무혈관성 입니다. 렌즈 특정 세포는 가시 광선의 파장 보다는 더 작은 거리에 단단히 포장됩니다. 추가적으로, 렌즈 세포는 그들의 세포기관을 미토콘드리아와 같은 떨어뜨리고 그러므로 산화 생화확적인 물질 대사를 실행할 수 없습니다. 셀 방식 영양 및 세포 세포 접착은 세포막에 있는 junctional microdomains를 렌즈 세포 및 그들의 세포질을 연결하기 위하여 의지합니다. 렌즈 세포 원형질막에 있는 이 junctional microdomains는 세포 사이 대사 산물, 이온 및 근해의 수송을 지키는 간격 접속점을, 뿐 아니라 세포 접착에 책임 있고 결국 수송을 급수하는 얇은 접속점을 포함합니다. 간격 접속점은 connexons (6개의 connexin 분자로 구성되는 복합물)에 의해 aquaporin-0가 얇은 접속점을 구성하더라도 반면, 형성됩니다. 두 단백질 전부에 있는 돌연변이는 백내장의 대형 귀착됩니다.

원자 군대 현미경 검사법의 발달부터 (AFM), 극 개선은 재구성된 막, 크리스탈 격자에 있는 단백질의 고해상도 화상 진찰에서 달성되고, 천연 막 및 prokaryotic와 진핵 살기 세포 고립시켰습니다. 이 연구 결과에서는, AFM는 관심사의 생물학 견본에 이하 나노미터 해결책에 구조상 정보를 제공할 수 있는 공구로 이용됩니다. 이 기술의 사용은, 그러나, 기본적인 연구에 predominately 제한해 남아 있고, 약에 있는 구체적인 응용은 부족합니다. 이 응용 주에서는, 우리는 백내장의 원인 묘사에 있는 AFM의 공용품을 설명합니다. 천연 렌즈 막 및 구성적인 단백질 성분의 고해상도 화상 진찰은 주문을 받아서 만들어진 Bruker 원자 군대 현미경을 사용하여 달성되었습니다.

견본 준비

백내장 수술의 직후, 막은 백내장 파편에서 추출되고, 초원심 분리에 의해 산탄. 막 해결책은 흡착 버퍼 (KCl 10 mM Tris HCl PH 7.4, 150 mM, 25 mM MgCl)의 작은 물방울로2 신선하게 쪼개진 돌비늘 장의 위에 주사되었습니다. 외피 후에, 견본은 기록 버퍼 (KCl 10 mM Tris HCl PH 7.4, 150 mM)를 사용하여 헹궈졌습니다.

화상 진찰은 130의 µm J 스캐너 및 Olympus Si3N4 (길이 갖춰진 주문을 받아서 만들어진 Bruker AFM를 사용하여 건강한과 백내장 렌즈 세포막에 = 100 µm로 능력을 발휘했습니다; k = 0.09 N/m). 선적 군대는 ~100 pN이고 검사 비율은 4-7 Hz이었습니다.

결과

백내장 막의 AFM 심상은 돌비늘 지원에 흡착된 지질 bilayer 세포막을 제시했습니다. 이 막은 인접한 렌즈 세포를 연결하는 junctional microdomains로 확인된 단백질 도메인을 포함했습니다. microdomains는 건강한 세포에서 막에서 관찰된 그들 보다는 백내장 막에서 현저하게 더 컸습니다. 백내장 막 junctional microdomains는 AQP0 막 횡단 채널 통신로 단백질로 독점적으로 구성되기 위하여 찾아냈습니다. 심상 해결책은 막 표면에서 돌기하는 길이의 대략 4 아미노산의 개별적인 나선 연결 루프의 식별을 허용하게; 그리고 이 데이터는 예상한 모형으로 바싹 투합합니다. 이 특징의 이하 나노미터 해결책은 지형도 작성 심상에서 추출되고 건강한 양 렌즈 세포막에 이전에 간행된 데이터와 비교되었습니다.

건강한과 백내장 렌즈 막 사이 체계적인 구조상 비교는, 건강한 렌즈 세포에서, AQP0 분자가 connexons에 의해 포위되고 수감된 작은 조밀한 패치에서 조직적이다는 것을 제시했습니다. 강한 대조에서는, 백내장 렌즈 막은 connexons를 포함하지 않았습니다 (숫자 1)를 보십시오. 결과적으로, 접속점 소집은 백내장 렌즈 세포의 막에서 현저하게 확대해, 이상한 것처럼 보였습니다.

(남겨두는) 건강한 양 및 인간적인 백내장 (맞은) 렌즈 세포막에 있는 기초공사를 보여주는 개별적인 막 횡단 채널 통신로에 숫자 1. 접촉형 고해상도 AFM 지세 심상. 건강한 케이스에서는, AQPO 분자 (6nm의 직경을 가진 십자가 모양 tetrameric 단백질)는 AQPO microdomains를 한계를 정하는 connexons (8nm의 직경을 가진 꽃 모양 hexameric 단백질)에 의해 예리하게 된 작은 정규 패치를 형성합니다. 병리학적인 케이스에서는, connexons는 결여되고 있습니다.

connexons가 궁극적으로 렌즈 세포 영양의 고장으로 이끌어 내는 백내장 발달 도중 진보적으로, 떨어지다 보일 것입니다. 건강한 렌즈 세포에서 생리적인 관점에서, AQP0의 supramolecular 집합은과 connexons 접속점 대형을 통해 세포 접착을 위해, 뿐 아니라 간격 접속점을 통해서 인접한 세포 사이 일반적인 이온, 대사 산물 및 근해 교류 요구됩니다. 더욱, 더 작은 junctional microdomains의 균질 배급은 비 고착 막 지역의 확율을 줄이는 이웃 세포 사이 더 나은 연결을 허용합니다. 대조적으로, 백내장 렌즈 세포의 막에서 connexons 결핍은 막 지역을 비 고착하는의 이질적인 배급 고착/귀착됩니다. 마지막으로, 양분과 이온은 렌즈 안쪽에 세포에 깊은 곳에서 투발되지 않으며 폐기물은 누적됩니다 (숫자 2)를 보십시오. 이 세포는 유해하게 되고 궁극적으로 장님으로 이끌어 내는 투명도를, 유지할 수 없을 것입니다 것입니다.

건강한 (a)와 백내장 (b) 막의 구조상 차이의 숫자 2. 대표. 건강한 막에서는, 접촉 지역의 themomogeneous 배급은 이상한 세포 에 세포 접착 (d) 이웃 세포 (c) 사이 일반적인 커뮤니케이션을 반면 백내장 막에서, connexons의 부족 귀착됩니다 지킵니다. 게다가, 유해한 조직에 있는 connexons 결핍은 셀 방식 기아와 낭비 축적 귀착됩니다.

결론

고해상도 AFM 화상 진찰은 건강한과 백내장 렌즈 세포막 사이 구조상 다름을 조사하는 이상 방법을 제공합니다. 이것은 분자 수준에 질병 원인의 수사에 있는 SPM 기술을 이용하는 전진하는 강요에 있는 아주 유망한 결과 입니다. AFM에는 개별적인 분자를 분석하는 설치한 기능이 있습니다. 많은 병리는 분자 무질서로부터 시작한다는 것을 받아들여지기 그것은 좋기 지금때문에, AFM 기술이 의학 화상 진찰에서 가까운 장래에 점점 중요하게 될 것이라는 점을 예상될 수 있습니다.

Bruker Nano 표면에 관하여

Nano Bruker는 그들의 강력한 디자인 및 사용 용이를 위한 그밖 상업적으로 이용 가능한 시스템에서 우수한 원자 군대 현미경/스캐닝 탐사기 현미경 (AFM/SPM) 제품을 제공합니다, 하는 동안 고해상 유지. 우리의 계기 전부의 일부분인, NANOS 측정 헤드는 표준 연구 현미경 목적 보다는 아니 더 크다 준비 콤팩트를 이렇게 만드는 공가 편향도 측정을 위한 유일한 광파이버 간섭계를 채택합니다.

근원: "고해상도 원자 군대 현미경 검사법에 의하여 의학 Nano 화상 진찰로 어드밴스".

이 근원에 추가 정보를 위해 Bruker Nano 표면을 방문하십시오.

Date Added: Jun 22, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 21:09

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