隨機光學重建顯微鏡STORM技術可以提供10倍于傳統光學顯微鏡的分辨率，是觀察細胞器乃至生物大分子結構和定位的利器。
01研究介紹
2020年，美國匹茲堡大學生物醫藥光學影像實驗室的研究人員優化了STORM成像方法，并將其用于小鼠腸上皮傳統病理石蠟切片中異染色質結構的觀察，獲得了高質量的超分辨率圖像。研究結果揭示了腫瘤細胞惡變早期的一個標志性特征——染色質高階折疊結構逐漸變得松散和碎片化。這或許對提高癌癥的診斷，分級和預防具有積極作用。
02研究內容（節選）
許多研究表明異染色質結構的缺陷會導致基因組不穩定并增加腫瘤發生風險。作者使用經過優化的STORM成像技術觀察H3K9me3標記的異染色體結構，結合多種測量分析方法，發現在正常組織中，異染色體形成了高度聚合的大的納米簇，而在腫瘤模型小鼠中，癌變的早期異染色體聚合結構逐漸擴散，提示異染色質結構解體。
圖1、ApcMin/+小鼠模型異染色質結構的超分辨率成像。
作者同時拍攝了野生型和腫瘤模型小鼠腸上皮組織DAPI染色的3D-SIM圖像，并測量了3D染色質結構，與正常組織對比，異染色質區的熒光強度降低，體積擴散變，共同提示異染色質結構解體。
圖2、野生型小鼠正常細胞和12周ApcMin/+小鼠腫瘤細胞中DAPI染色DNA折疊的3D-SIM圖像。
為了研究異染色質結構破壞對基因穩定性和轉錄的影響，作者選擇DNA雙鏈斷裂標記γ-H2AX位點作為觀察對象，發現來自腫瘤模型小鼠的標本中γ-H2AX位點數量顯著增加，表明DNA損傷或基因組不穩定。作者進一步觀察了癌變過程中活性轉錄因子RNAPII的變化，以及解體后小的DNA納米簇與RNAPII共定位關系，證明腫瘤發生過程中轉錄活性逐漸增加。
圖3、染色質結構破壞對轉錄和基因組穩定性的影響。
圖4、異染色質結構破壞的功能和結構后果。
作者根據研究結果提出了描述癌變過程中異染色質結構的分子尺度模型（圖5）。即正常細胞在癌變過程中向腫瘤細胞轉化，染色質折疊逐漸解壓縮、片段化，伴異染色質焦點擴大，從而增強轉錄工廠形成和基因組不穩定性。
圖5、描述癌變過程中異染色質結構的分子尺度模型。
03超高分辨顯微成像系統iSTORM預約試拍
現已發布的超高分辨率顯微成像系統 iSTORM，成功實現了光學顯微鏡對衍射極限的突破，使得在 20 nm的分辨率尺度上從事生物大分子的單分子定位與計數、亞細胞及超分子結構解析、生物大分子生物動力學等的研究成為現實，從而給生命科學、醫學等領域帶來重大突破 。
超高分辨率顯微成像系統 iSTORM 具有 20 nm超高分辨率、3通道同時成像、3D同步拍攝、實時重構、2小時新手掌握 等特點，已實現活細胞單分子定位與計數，并提供熒光染料選擇、樣本制備、成像服務與實驗方案整體解決方案， 以納米級觀測精度、高穩定性、廣泛環境適用、快速成像、簡易操作等優異特性，獲得了超過50家科研小組和100多位科研人員的高度認可。
參考文獻鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-020-15718-7
