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京津冀中心企业风采 ｜超视计科技 HIS-SIM 助力武汉大学宋质银教授团队等揭示低氧环境下线粒体-溶酶体互作新模式和新机制
本文转载自“超视计科技”微信公众号
编者按
HIS-SIM智能超灵敏超分辨显微镜是京津冀国家技术创新中心和粤港澳大湾区协同创新研究院共同培育的高科技企业广州超视计生物科技有限公司（简称“超视计科技”）针对单细胞荧光显微成像应用而自主研发生产销售的一款通用型超分辨显微镜，以影像学动态成像手段助力武汉大学宋质银教授团队及合作者在Nature Communications期刊上发表研究论文，揭示低氧环境下线粒体-溶酶体互作新模式和新机制，及线粒体降解的额外途径。
线粒体是感知氧气的关键细胞器，是细胞的能量工厂。细胞中线粒体呈现多种形态，主要是线状（短棒状）和颗粒状，但在一些应激及病理条件下可呈现巨大球状（巨大线粒体）。溶酶体是一种单层膜的细胞器，内部含有多种水解酶，可降解某些大分子物质及衰老损伤的细胞器。线粒体-溶酶体互作调控细胞代谢等多种细胞生命活动，是目前细胞器互作研究的热点和焦点。然而，线粒体-溶酶体互作的模式和机制很大程度上仍然未知。
2023年7月11日，武汉大学宋质银教授团队与合作者在Nature Communications期刊在线发表题为Hypoxia-reprogramed megamitochondrion contacts and engulfs lysosome to mediate mitochondrial self-digestion 的研究论文。该研究发现低氧可促进巨大线粒体-溶酶体互作以及“巨大线粒体吞噬溶酶体（MMEL）”新现象，并揭示了线粒体降解的额外途径。
在该研究中，HIS-SIM智能超灵敏超分辨显微镜凭借超高分辨率和超灵敏的特性，完美呈现了线粒体以及溶酶体等细胞器的精细结构和互作动态，通过超分辨影像学助力了细胞器互作机制的探索，给细胞活动的认识带来了全新的视角和工具。
超视计科技热烈祝贺
宋质银教授团队及合作者在此研究领域
再次取得重要进展！
研究人员发现低氧会将正常的管状线粒体重塑为巨大线粒体，低氧条件下，线粒体-溶酶体互作明显增加，并且发现巨大线粒体可直接吞噬溶酶体，此过程被命名为“巨大线粒体吞噬溶酶体 （megamitochondria engulfing lysosome ，MMEL），MMEL需要巨大线粒体和成熟溶酶体。研究发现，在MMEL后，被吞噬的溶酶体膜破裂，将溶酶体蛋白酶释放到巨大线粒体中，降解线粒体蛋白等物质，另外，低氧能够激活多种线粒体蛋白酶，降解线粒体蛋白。因此，研究人员将低氧条件下MMEL与线粒体蛋白酶协同介导的线粒体蛋白及物质降解命名为：线粒体自消化（ mitochondrial self-digestion，MSD）。研究结果揭示了线粒体-溶酶体互作新模式和新机制，以及线粒体降解的额外途径。
在此研究中，研究团队借助HIS-SIM观察到线粒体之间接触，随后融合的现象（图1），进一步证明了低氧通过增加线粒体融合与分裂的比例，将管状线粒体重新编程为巨大线粒体。
图1 线粒体接触及融合的超分辨图像
随着研究的深入，研究团队借助HIS-SIM发现：在缺氧的情况下，巨大线粒体吞噬溶酶体（由LAMP1 mCherry标记）后，线粒体内嵴（由PKMDR标记）减少并重塑（图2），进一步验证了在缺氧条件下，MMEL与线粒体蛋白酶协同介导线粒体的自我消化（MSD）。
图2 不同状态下线粒体与溶酶体互作表型
欢迎国内外有超分辨成像需求的老师、同学们与超视计科技联系，探讨合作模式和实验需求，实现协同共赢！
文献链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-39811-9
HIS-SIM智能超灵敏超分辨显微镜
新一代HIS-SIM超分辨显微镜的空间分辨率优于60 nm，成像速度最快1500 fps，能够全面覆盖活细胞超高时空分辨率的动态观测；100倍下具有150 μm的超大视野能够全面覆盖细胞互作-细胞器互作的跨尺度全景观测；HIS-SIM的超低光毒性以及拍摄图像的超高灵敏度能够全面支持活细胞长时程（过夜、跨夜）超分辨成像观测。
与此同时，超视计科技倾听用户心声，紧跟市场需求，持续发力为HIS-SIM用户研发多项全球独家的高阶智能成像功能，包括实时超分辨成像、多相机同步异步成像、多点位高通量成像、 智能视野规划成像、活细胞复合锁焦（锁体）成像、细胞互作多目标追踪成像、关键事件驱动变频成像等， 并兼顾HIS-SIM的通用性、 便捷性、 易用性， 提升了HIS-SIM的成像性能， 拓展了HIS-SIM的成像场景和用户群体，展现了超视计科技在智能成像+在线决策+智能控制方面的全球领先实力。
关于超视计科技
广州超视计生物科技有限公司是以京津冀国家技术创新中心、粤港澳大湾区协同创新研究院、北京大学及多个国内外顶尖科研团队为支撑，专注于活细胞超分辨成像技术研发与应用的高科技企业。目前，公司以自主研发的活细胞超分辨显微镜为基础，初步建立起国内最完整的超分辨成像技术与数据服务生态，可为高校、科研院所、医疗机构等提供生物制样指导、成像测试支持、定制数据分析、专业技术售后等全流程服务。