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Nanolive新突破----无标记角质细胞板层小体和透明角质颗粒研究

概述

角质细胞和表皮

皮肤的表层即表皮,主要由角质细胞构成,占表皮层总细胞的90% [1], [2]。表皮在免疫反应中起重要作用,通过屏障作用阻止细菌、病毒、真菌及寄生虫的侵入 [1] 。表皮的防疫功能还包括保护水分丢失,对抗热和UV辐射等 [3]。

表皮分为基底层、棘层、颗粒层、透明层和角质层(图1)[4]。这些层含不同阶段的角质细胞 。角质形成过程包括一系列有丝分裂,这些分裂始于基底层,并导致细胞质被角质蛋白代替。角化过程结束时,角质细胞死亡;角质层中为扁平、无核、高度角化的鳞状细胞[4]。

3D Cell Explorer实时观测角质细胞中板层小体和透明角质颗粒
视频链接:https://mp.weixin.qq.com/s/BDa_fPQ-OvCXdowT1jz6hw

板层小体和透明角质颗粒分析

观测时发现颗粒层的角质细胞存在两个特征结构:板层小体和透明角质颗粒 (图 2) [2]。透明角质颗粒包含参与角蛋白纤维聚集和细胞膜形成的蛋白,板层小体包含脂质体并与质膜融合,以将其分泌到细胞外。就其细胞大小而言,透明角质颗粒(高达几个微米)普遍比板层小体(200-300nm)大[5] [6],3D cell explorer 可以可视化大于167nm的结构,因此使得两种结构都清晰可辨。

细胞核分析细胞核分析

不同于我们以前的NHEK拍摄的特征,在这个样本中,细胞核看起来是一个复杂的、高度分隔的细胞器(图3)。

这一现象可以解释为从基底层向颗粒层过渡过程中的多重分裂作用效果[7],[8],已知这些分裂主要包括在基底层水平上的一些不对称分裂,导致不同的细胞命运和大小 [9],[10]。

事实上,与图左下角相邻的细胞相比,中间的细胞似乎尺寸明显增大。

 

[1]  J. A. McGrath, R. A. J. Eady, and F. M. Pope, “Anatomy and Organization of Human Skin,” in Rook’s Textbook of Dermatology, Malden, Massachusetts, USA: Blackwell Publishing, Inc., pp. 45–128.

[2] P. A. Kolarsick, M. Ann Kolarsick, and C. Goodwin, “Anatomy and Physiology of the Skin,” 2006.

[3]  Practical immunodermatology. Springer, 2017.

[4] H. Yousef, M. Alhajj, and S. Sharma, Anatomy, Skin (Integument), Epidermis. StatPearls Publishing, 2019.

[5] A. Gedeon Matoltsy and M. N. Matoltsy, “THE CHEMICAL NATURE OF KERATOHYALIN GRANULES OF THE EPIDERMIS.”

[6] R. Joshi, “Learning from eponyms: George F. Odland and Odland bodies,” Indian Dermatol. Online J., vol. 5, no. 3, p. 334, Jul. 2014.

[7] “Polyploid cells and nuclei in keratinocyte primary cultures. (a-c)… | Download Scientific Diagram.” [Online]. Available: https://www.researchgate.net/figure/Polyploid-cells-and-nuclei-in-keratinocyte-primary-cultures-a-c-photographs-of_fig4_12400529. [Accessed: 27-Aug-2019].

[8] M. R. Gdula et al., “Remodeling of Three-Dimensional Organization of the Nucleus during Terminal Keratinocyte Differentiation in the Epidermis,” J. Invest. Dermatol., vol. 133, no. 9, pp. 2191–2201, Sep. 2013.

[9] M. I. Koster and D. R. Roop, “Asymmetric Cell Division in Skin Development: A New Look at an Old Observation,” Dev. Cell, vol. 9, no. 4, pp. 444–446, Oct. 2005.

[10] H.-Y. JIA et al., “Asymmetric stem-cell division ensures sustained keratinocyte hyperproliferation in psoriatic skin lesions,” Int. J. Mol. Med., vol. 37, no. 2, pp. 359–368, Feb. 2016.

 

 


Nanolive 3D CX-A 在角质细胞研究中的优势

﹡非侵入式或无需染色标记;

﹡基于细胞物理折射率RI的全息3D成像

﹡实验处理低于5分钟,细胞无损

1.7秒快速3D全息成像;

﹡任意基于折射率的数字染色高达7色;

167nmXY轴超高分辨率;

﹡实时监测细胞特性可达数周;

﹡整合3通道荧光,可与7个数字染色无缝叠加;

﹡全自动载台,兼容96孔板实时活细胞监测;