支撑成果

ELI TriScope助力RAS突变肿瘤过程中特异性自噬的调控机制研究

发布时间:2025-03-12

ELI TriScope是由金沙集团1862cc蛋白质科学研究平台生物成像中心自主研发的三束(电子束Electron beam, 光束Light beam,离子束Ion beam)共焦荧光实时监控的聚焦离子束精准减薄系统。ELI-TriScope在商用双束扫描电子显微镜内部整合了一个基于冷冻样品杆的传输系统(cryo-transfer system),以及一个内嵌的光学成像系统(cryogenic SimulTAneous monitoR system, cryo-STAR),将电子束,光束和离子束同时聚焦在样品台上同一位置,实现了聚焦离子束减薄样品的同时进行荧光实时监控成像,通过监测目标分子的实时荧光信号,能够精确且高效地制备包含目标结构的冷冻含水切片。


2025年3月7日,清华大学葛亮课题组、张敏课题组广州医科大学冯杜课题组携手合作,在Cell Research上发表了题为Oncogenic RAS Induces a Distinctive Form of Non-Canonical Autophagy Mediated by the P38-ULK1-PI4KB Axis的研究论文。报道了RAS突变肿瘤过程中异常自噬的调控机制。在该项研究中,研究者以RAS突变的癌症模型探索自噬在肿瘤中的详细分子机制。通过使用ELI TriScope荧光实时监控的聚焦离子束精准减薄系统,帮助研究者们成功解析了由RAS突变表达诱导的非经典自噬RINCAA形成的ATG8家族蛋白(如LC3和GABARAP)标记的多膜泡和多层结构的非经典自噬体结构RIMMBA的原位高分辨率超微结构。

.ELI TriScope荧光实时监控指导聚焦离子束精准靶向制备包含LC3阳性和PI4P阳性信号的冷冻含水切片,开展冷冻电子断层扫描成像及三维重构,可视化渲染展示KRAS(G12V) FHC细胞中LC3阳性和PI4P阳性区域冷冻原位高分辨三维结构。

ELI TriScope技术的突破性应用 

研究团队采用ELI TriScope精准捕捉了RAS突变细胞中自噬小体的形成与降解过程。该研究技术团队表示:“ELI TriScope集成了荧光精准定位与聚焦离子束精准靶向减薄,提高了冷冻电子断层成像的样品制备效率与质量,使我们能够解析传统技术难以观测的动态过程及其原位超微结构。未来,我们计划将这一技术拓展至其他致癌信号通路的研究中。”研究者设计并合成的Tat-Pep1底物肽可以靶向抑制PI4KB在S256与T263位点的磷酸化进而抑制RINCAA活性,最终抑制裸鼠成瘤以及KPC胰腺癌模型的肿瘤生长,效果与自噬通用药物氯喹相当或者更好。Tat-Pep1底物肽靶向RINCCA的高特异性同时保持机体的免疫活性,奠定了PI4KB磷酸化可作为一种非常有潜力的靶向自噬的肿瘤治疗靶点。未来基于靶向PI4KB在S256和T263磷酸化的小分子药物也将为临床RAS突变肿瘤病人带来新的希望。

Oncogenic RAS Induces a Distinctive Form of Non-Canonical Autophagy Mediated by the P38-ULK1-PI4KB Axis的原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41422-025-01085-9


ELI TriScope技术简介 

ELI TriScope在双束扫描电镜内部实现电子束(E)、光束(L)和离子束(I)三束共焦,通过监测目标分子真实的荧光信号,实现实时、精准地导航聚焦离子束减薄。使用ELI-TriScope,不需要添加荧光珠等基准标记,也避免了冷冻样品在冷冻光镜和冷冻扫描电子显微镜之间的传输以及图像对齐,有效提高了冷冻聚焦离子束减薄的效率、准确性、成功率和样品制备通量。

图.ELI TriScope的设计原理。(a)ELI TriScope的光路原理图(上)及系统设计图(下)。IB,离子束。LB,光束。EB,电子束。FIB,聚焦离子束。(b) ELI TriScope的工作原理示意图。离子束和光束同时聚焦在冷冻样品中感兴趣的区域,反射光成像(灰色)显示细胞轮廓,荧光信号(红色)用于实时监控cryo-FIB精准减薄。

ELI TriScope关键性能参数:

(1)荧光监控通道:405nm/470nm/555nm/640nm

(2)样品工作温度:-170℃

(3)切割精度:靶向尺度不小于200nm目标物的捕获精度优于90%

(4)切片厚度:小于200nm

(5)离子源类型:镓

(6)减薄速度:45min/片

ELI-TriScope文章链接:

https://www.nature.com/articles/s41592-022-01748-0


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