一项由俄勒冈健康与科学大学研究员共同领导的新研究介绍了显微镜工具的一项突破，这可能极大扩展癌症生物学实验室研究活细胞内部工作机制的方法。这项研究发表在《自然·方法》上，介绍了一系列荧光染料，让拍摄活细胞的超精细图像更容易。这些工具让科学家能够实时观察重要的癌症相关过程，而不仅仅依赖固定细胞的静态图像。

研究人员用一种叫做超分辨显微镜的技术来观察细胞内部通常用标准光学显微镜无法看到的微小结构。尽管这种技术厉害，但在活细胞中很难用。传统方法通常需要特殊的光照模式或强效化学物质来强制荧光标签开关，这会损伤细胞，让许多实验室不愿用这项技术。

新开发的染料用更简单的办法解决了这个问题。它们自然地闪烁开关，无需强光或额外化学品。这让科学家更容易用标准实验室设备定位活细胞内的单个分子。这也让它们非常适合SOFI——超分辨光学波动成像——通过利用荧光强度的变化来构建高分辨率图像，速度比定位单个分子快得多。

这项研究由凯瑟琳·"凯茜"·加尔布雷思博士（Catherine "Cathy" Galbraith, Ph.D.，俄勒冈健康与科学大学生物医学工程系副教授兼奈特癌症研究所探索引擎研究员）和卢克·拉维斯博士（Luke Lavis, Ph.D.，霍华德·休斯医学研究所珍利亚研究园区高级组长兼珍利亚分子工具与成像研究领域负责人）共同领导。该项目由拉维斯、加尔布雷思、珍利亚高级科学家布莱恩·P·英格利什博士（Brian P. English, Ph.D.）以及北卡罗来纳大学教堂山分校助理教授韦斯利·R·莱根特博士（Wesley R. Legant, Ph.D.）共同构思。

"卢克的染料消除了一个主要障碍，这个障碍以前让很多生物学实验室没法做活细胞超分辨率成像，"加尔布雷思说。"我们把每种染料的闪烁特性和合适的成像环境搭配好，布莱恩和我让这些染料可用于观察动态生物过程的实时发生，就能回答癌症研究者想知道的各种问题。"

这一能力对癌症研究尤为重要。癌症不是静止不动的——肿瘤细胞会不断改变其生长、运动和对环境反应的方式。要理解这些变化，就得有能抓拍活细胞内部活动的工具。

新型染料让研究人员能研究跟癌症紧密相关的过程，比如DNA怎么打包和被读取、基因怎么开关、癌细胞怎么迁移，还有分子在细胞里怎么自己组织起来。

"这些工具让我们能实时看到关键的癌症相关过程，就在细胞内部做决定的那个微小尺度上，" 加尔布雷斯说。

《自然·方法》上的这篇论文是加尔布雷斯在短短两周内第二次在《自然》系列期刊发文章，说明她的实验室在细胞生物学、成像和癌症研究交叉领域越来越有影响力。

拉维斯（Lavis）主导了这些染料的化学设计，他的Janelia荧光染料已广泛应用于全球显微镜实验室。加尔布雷思（Galbraith）确定了在什么情况下用哪种染料——这套方法基于一个染料组合，并在活细胞、固定细胞以及肿瘤里常见的酸性区室中得到了验证，因为该系列的不同染料在这些环境中的表现各不相同。

研究人员预计这些工具将迅速得到采用，特别是那些想更简单地使用活体超分辨率成像的癌症实验室。

“新工具为生物学打开了新大门，”加尔布雷思说。

更多信息： Katie L. Holland 等人，《用于超分辨率显微镜的一系列自发闪烁染料》，《自然方法》（2026年）。DOI: 10.1038/s41592-026-03062-5