传统观点认为小胶质细胞和巨噬细胞是清除阿尔茨海默病（AD）中淀粉样β蛋白（Aβ）沉积的守护者。本文颠覆这一范式，证明人吞噬细胞，包括分化 THP-1 巨噬细胞和人多能干细胞来源小胶质细胞，并非被动应答者，而是可主动产生细胞外、具有种子活性的 Aβ42 纤维；该纤维是与脑实质斑块形成和神经退行性变最密切相关的淀粉样蛋白形式。这些细胞来...
细胞间化学通讯依赖信号分子在空间和时间上的浓度变化。一氧化氮（NO）是参与多种生理与病理过程的气体信号分子，但现有NO检测方法缺乏研究亚细胞NO外排所需的时空分辨率。本研究提出一种基于单壁碳纳米管（SWNT）的光学传感平台，利用SWNT作为光学换能器，对细胞外NO进行空间和时间检测。该平台可量化人源THP-1和小鼠RAW 264.7...
DRAM1 是感染诱导的自噬调节因子，此前显示可促进针对胞内病原体海分枝杆菌的自噬与溶酶体防御反应，但其在其他抗菌自噬机制中的作用尚不清楚。LC3 相关吞噬（LAP）是一种直接在吞噬体靶向细菌的自噬相关机制。作者此前已证明，LAP 是巨噬细胞在全身感染斑马鱼宿主中限制鼠伤寒沙门氏菌生长的主要自噬机制，因此本研究利用该感染模型探讨 D...
衣康酸是天然免疫反应中促进抗炎程序的新发现内源代谢物，但由于现有衣康酸监测技术的局限，其效应机制仍不清楚。本文开发并验证了一种基因编码荧光衣康酸生物传感器 BioITA，用于直接监测活巨噬细胞亚细胞区室中衣康酸动态。利用 BioITA，我们在调节衣康酸转运和代谢的背景下，监测了脂多糖（LPS）刺激下衣康酸动态。此外，我们证明 STI...
本文报道了一种用于过氧化氢（H2O2）检测的多组分聚合物-金属-酶电化学生物传感器。作者通过石墨烯表面功能化及金纳米颗粒（Au NPs）原位生长，制备了金纳米颗粒-聚多巴胺-聚丙烯酸-石墨烯（Au NPs-PDA-PAA-graphene）纳米杂化材料。该材料具有良好的亲水性、优异的生物相容性和较高的生物分子负载能力，可作为酶固定化...
癌症干细胞（CSCs）在转移中发挥重要作用，但其动态行为与诱导机制尚不清楚。本研究采用高分辨率活体成像并结合癌症干细胞生物传感器（SORE6>GFP），在活体小鼠乳腺肿瘤中直接观察 CSCs。结果显示，CSCs 呈现慢迁移、侵袭足丰富的表型，这是转移性肿瘤细胞的典型特征；CSCs 在巨噬细胞附近富集，尤其富集于含巨噬细胞的肿瘤转移微...
衣康酸是一种二羧酸，可抑制细菌乙醛酸支路中的异柠檬酸裂解酶（AceA）。活化巨噬细胞可产生衣康酸，提示其可能作为免疫细胞对抗入侵细菌的代谢武器。本文证明，在类似巨噬细胞吞噬体酸性条件下，衣康酸在体外可表现出杀菌作用。与此同时，包括沙门氏菌在内的成功病原体获得了编码衣康酸降解蛋白的操纵子，该操纵子在巨噬细胞内被强烈诱导。我们表征了邻近...
过氧化氢是先天免疫反应的关键成分，可调节细胞对细菌威胁的应答，但其瞬时性使检测极为困难。本文报道了一种改进的电化学生物传感器，用于快速检测细胞内由光滑型和粗糙型脂多糖（LPS）刺激产生的过氧化氢。该传感器基于单壁碳纳米管，并通过锇复合物功能化以提高对过氧化氢的特异性，采用计时电流法监测细胞内过氧化氢浓度变化。实验在小鼠巨噬细胞 RA...
活性氧（ROS）是高度反应性分子，广泛存在于体内并参与细菌感染等多种疾病与炎症过程。现有技术难以准确检测并区分特定 ROS。为此，作者开发了一种电化学生物传感器，由固定在氧化铟锡（ITO）表面并经锇基化合物功能化的单壁碳纳米管（SWCNTs）构成。将该传感器整合入小鼠巨噬细胞 RAW 264.7，并用多种血清型细菌诱导免疫反应。当革...
巨胞饮是巨噬细胞中普遍且必需的途径，参与抗菌反应和固有免疫功能。细胞表面皱褶可形成吞噬体和巨胞饮体，作为多功能区室参与环境采样、病原体进入、质膜更新和受体信号。快速高分辨率晶格光片成像显示巨噬细胞皱褶具有高度动态性。病原体介导的表面和内体 Toll 样受体（TLR）激活可上调巨胞饮。本文利用多种成像和显微技术，追踪活巨噬细胞中膜结合...
针对沙门氏菌等胞内病原体的天然免疫防御高度依赖宿主自噬机制。该反应在肠道感染中沙门氏菌靶向的上皮细胞中研究较多，但巨噬细胞作为系统性感染中该病原体的主要载体，其自噬作用仍不清楚。本研究利用斑马鱼胚胎模型，在体内研究鼠伤寒沙门氏菌（S. Typhimurium）与巨噬细胞自噬机制的相互作用。结果显示，吞噬活菌而非热灭活菌可触发自噬标志...
尽管 EGFR 靶向抗癌药物已广泛进入临床，但总体生存获益有限，肿瘤内异质性被认为是治疗失败的重要机制。本研究应用荧光寿命显微镜（FLIM）生物传感技术，在活体肿瘤中检测 EGFR 活性异质性。作者使用遗传编码的 CrkII 基 FRET 生物传感器 Picchu-X，其 Y221 位点被 EGFR 磷酸化后发生构象变化，改变 eG...
磷脂酸（PA）是生物体内最简单的磷脂，虽仅占细胞总脂质的少量部分，但作为磷脂前体、脂质第二信使和膜曲率调节分子，被认为参与多种细胞功能。然而，PA 在细胞及亚细胞区室中的动态仍不清楚。近年来，将绿色荧光蛋白（GFP）与 PA 结合域（PABD）融合形成的荧光探针，为观察不同细胞区室中 PA 的动态提供了直接证据。本文在体外系统表征了...
单核细胞、树突状细胞（DCs）和巨噬细胞（MFs）是功能相关的免疫细胞，其功能差异在很大程度上取决于黏附行为。为研究其黏附的固有动态特征，作者采用高通量无标记光学生物传感器 Epic BenchTop（BT），在纤维蛋白原（Fgn）或仿生共聚物 PLL-g-PEG-RGD 修饰表面上进行动态细胞黏附检测。黏附曲线通常在接种后约 60...
IL-1β加工是炎症小体激活的关键标志，并驱动炎症反应启动。长期以来，Western blot和ELISA被广泛用于检测该事件，但时间分辨率有限，且不适合原位实时检测。本文描述一种生物发光共振能量转移（BRET）生物传感器，用于在活巨噬细胞中实时监测IL-1β加工，可通过酶标仪或显微镜读取。该传感器由前体白细胞介素-1β（pro-I...
本研究开发了一种新型细胞间电化学微流控芯片，用于食品过敏原的定性与定量分析。该装置可同步完成微流控细胞培养、食品过敏原诱导的细胞形态变化观察以及细胞代谢测量。研究采用 RBL-2H3 肥大细胞与 ANA-1 巨噬细胞构建细胞共培养模型，用于观察抗原刺激下的过敏应答。芯片包含两条细胞培养微流控通道，并集成四组金电极和一条附加“毛细管”...
本研究开发了一种敏感且简单的电化学小鼠巨噬细胞(Ana-1)细胞传感器，用于早期检测脂多糖(LPS)以评价病原菌毒性。磁性玻璃碳电极(MGCE)具有良好重现性和再生性，并用纳米复合材料修饰以改善电化学信号、提高灵敏度。合成的磁性纳米颗粒(MNPs)被内化到小鼠巨噬细胞中，借助磁场将巨噬细胞固定到修饰电极上，通过电化学阻抗谱(EIS)...
尽管造血细胞特异性 Rac2 与经典亚型 Rac1 具有 92% 同源性，二者在免疫细胞中已被证明发挥非冗余功能。为研究活细胞中 Rac 的亚型特异性动态，作者开发了一种全基因编码、单链 FRET 型 Rac2 生物传感器，并对现有单链 Rac1 生物传感器进行了显著改进。作者优化了传感器构建体，使其易于在造血细胞中表达，并在 RA...
Cdc42 是调控细胞极性、细胞骨架重排、迁移和膜转运等多种形态发生过程的关键小 GTP 酶，其激活动态需精确调控。为在活细胞中直接观察 Cdc42 激活，作者开发并验证了一种新的 Cdc42 激活生物传感器。该传感器为遗传编码、单链设计，可正确定位到膜区室，并能与其上游调控因子鸟嘌呤核苷酸解离抑制因子（GDI）相互作用。作者在小鼠...
炎症是机体对抗感染和损伤的重要保护机制，但免疫应答失控可导致慢性炎症及相关疾病。白细胞介素-1β（IL-1β）是启动炎症的关键细胞因子，其前体 pro-IL-1β 需经 caspase-1 切割生成成熟活性形式，而 caspase-1 的激活受 NLRP3 炎症小体调控。传统 Western blot 和 ELISA 等方法无法在活...