突破性顯微鏡探針：揭開細胞間奧秘的新視窗

科學家們最近開發出一款名為Rhobo6的光學顯微鏡探針，這項創新工具能夠在活體組織中清晰呈現細胞外基質的結構，為生物學研究和疾病診斷帶來革命性的進展。Rhobo6的特殊之處在於它能選擇性地與細胞外基質中的醣類結合，並在結合後增強螢光，讓研究人員得以在不幹擾原生生物過程的情況下，詳細觀察這些結構。

三年前加入Janelia研究所的博士後科學家Antonio Fiore，原本專注於設計和建造光學儀器，如顯微鏡和光譜儀。作為一名物理學家，Fiore來到Pedram實驗室是為了探索新的領域。他表示：「我過去更注重物理學，而非光學技術的生物學應用。來到這裡，我希望能在生物學領域產生不同的影響，同時保持與光學顯微鏡的連結。」

Fiore的新方向顯然已經取得了成果。他與Janelia的團隊領導人Kayvon Pedram及其研究團隊共同開發了Rhobo6，這款探針讓科學家們首次能夠清晰地觀察到細胞外基質——這是一種存在於我們體內細胞之間的分子結構集合。Pedram比喻道：「如果我們的身體是一個細胞社羣，那麼細胞外基質就是這個社羣所建造的基礎設施。忽略細胞外基質來理解組織生物學，就像試圖理解一座城市卻忽略所有建築、道路和火車一樣，你會錯過很多重要資訊。」

儘管細胞外基質的重要性不言而喻，但它的研究深度卻不如細胞內結構。這是因為在不幹擾細胞的情況下觀察和描述細胞外結構相當困難。為瞭解決這個問題，研究團隊開發了Rhobo6，這款探針不會滲透細胞，而是停留在細胞周圍的區域。在這些細胞外空間中，Rhobo6可逆地與醣類結合，並在結合後增強螢光，從而讓研究人員能夠在不幹擾原生生物過程的情況下，觀察活體組織和動物中的細胞外基質結構。

Rhobo6在研究與細胞外基質變化相關的疾病以及診斷成像方面也具有潛在應用價值。研究團隊與加州大學舊金山分校的Valerie Weaver實驗室合作，將Rhobo6應用於活體動物乳腺腫瘤的手術成像中，發現了原發性腫瘤周圍基質與健康組織之間的顯著差異。

Janelia研究所的多學科合作環境為Rhobo6的開發和測試提供了理想條件。例如，團隊領導人Shaohe Wang從專案初期就參與其中，並在他的實驗室中利用小鼠唾液腺進行探針測試。Lavis實驗室的博士後科學家Pratik Kumar則協助測試了Rhobo6的化學穩定性。此外，Rubin、Shroff和Ahrens實驗室的成員也參與了Rhobo6在果蠅、線蟲和斑馬魚中的測試，證明瞭這款探針與多種常用模式生物的相容性。

這些合作不僅對專案有益，也讓Pedram和Fiore在Janelia建立了更多的人脈。Pedram表示：「如果沒有這個專案，Tony和我在校園裡的朋友和合作者會少很多。」Pedram實驗室的博士後科學家Guoqiang Yu也參與了這項新研究，並擴大了Rhobo6的合成規模，使團隊能夠廣泛分享這款探針給科學界。

Fiore期待著看到研究人員利用Rhobo6捕捉到的細胞外基質的精彩影像，並對這款工具能夠解答的新問題感到興奮。這項研究已於2025年2月6日發表在《Nature Methods》期刊上，標題為「Live imaging of the extracellular matrix with a glycan-binding fluorophore」。