日本高级科学技术研究所
提取完整溶酶体的建议方法示意图
一旦磁性纳米粒子通过内吞途径在细胞溶酶体中自然积累，细胞膜就会破裂
用磁铁将内含物“筛选”30分钟
在这个过程的最后，完整的溶酶体可以从磁铁中取出，并用于研究它们的结构、代谢物和蛋白质组成
信用:新亚前野 细胞的正确功能依赖于许多复杂过程和细胞器的精确协调
溶酶体——重要的细胞器——是许多动物细胞中发现的充满酶的亚单位，有助于分解和再利用大分子，如蛋白质、脂质和核苷酸
溶酶体除了在细胞消化和废物管理中的功能外，还参与氨基酸信号传导，刺激蛋白质合成和其他作用
考虑到许多疾病是由溶酶体功能缺陷引起的，几十年来研究人员一直在积极尝试了解这些细胞器也就不足为奇了
但是只有几种技术可以从细胞内提取溶酶体
最常见的方法叫做“密度梯度超速离心”
“它包括轻轻打破细胞膜，对细胞内容物施加离心力
这按密度将细胞成分分开
不幸的是，其他一些细胞器的密度与溶酶体相同，导致样品中含有杂质
此外，这个过程需要很长时间，以至于当它完成时，许多溶酶体蛋白质已经丢失和/或降解
一种更先进的技术叫做“免疫沉淀”，它依赖于修饰溶酶体的表面蛋白质，这样它们就可以被覆盖着特制抗体的磁珠捕获
虽然这种方法产生了更纯的结果，但提取的溶酶体的蛋白质组成被程序改变，因此，随后的蛋白质分析可能会受到影响
很明显，我们需要找到一种更好的方法从细胞中提取溶酶体
幸运的是，由教授领导的科学家团队
日本高级科学技术研究所(JAIST)的Shinya Maenosono已经走上讲台，开发了一种新的策略来快速分离高纯度的完整溶酶体
这项研究发表在ACS Nano上，也包括教授
松村和副教授
JAIST的平冢裕一和教授
日本东北大学田口友彦
他们的策略集中在使用由银和铁钴合金制成的磁性-等离子体混合纳米粒子(MPNPs)，并覆盖一种叫做氨基葡聚糖(aDxt)的化合物
这种方法的基础是aDxt覆盖的MPNPs通过“内吞作用”被细胞自然摄取，这种作用在溶酶体中达到顶峰
一旦溶酶体中积累了足够多的MPNPs，细胞就可以被轻轻“压碎”，溶酶体可以用磁铁回收
为了使这种方法发挥作用，重要的是MPNPs仅位于溶酶体内，而不位于其他细胞器内
这就是等离子体成像派上用场的地方，因为等离子体纳米粒子与光相互作用的独特方式使得它们很容易用光学显微镜观察到
通过免疫染色对内吞途径中的每一种细胞器进行不同的染色，并检查mpnp的位置如何与它们重叠，研究人员确定了大多数mpnp到达溶酶体所需的精确时间
反过来，这确保了分离过程产生高纯度的溶酶体样品
随后，研究小组分析了温度和磁分离时间对提取的溶酶体蛋白质组成的影响
他们的结果表明，即使在低至4℃的温度下，蛋白质的损失也非常快
幸运的是，他们的方法足够快，可以提取完整的溶酶体
Maenosono强调:“我们发现细胞破裂后分离溶酶体所需的最长时间为30分钟，这比使用基于离心的技术所需的时间短得多，基于离心的技术通常需要几个小时的最小分离时间
" 总的来说，这项新技术将帮助研究人员探索溶酶体的脆弱代谢产物，以及它们如何随着刺激而变化
反过来，这将为对溶酶体功能障碍相关疾病的新见解铺平道路
在这方面，教授
Maenosono评论说:“鉴于溶酶体与许多细胞代谢物的深刻关系，有必要对溶酶体的功能有更深入的了解，以确定其在不同细胞状态下的调节
因此，我们的技术有助于将来更好地理解和治疗溶酶体疾病
“此外，这种新方法可以被修改，以提取溶酶体以外的其他细胞器
希望这项研究能让我们更进一步了解细胞的内容
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