查凝血应用什么仪器研究前沿：牛津仪器跨尺度成像解决方案助力清华大学团队揭示中性粒细胞迁移体在凝血系统中的新功能

凝血系统是一个复杂的、相互关联的基本系统，在保持血液流动性的同时允许快速修复受伤的血管。通常，凝血系统的组成部分包括血小板、血管壁和凝血因子等公认的组成部分。除此之外，目前尚不清楚凝血系统是否还有其他重要组成部分。

迁移体（Migrasome）是一种由迁移细胞产生的细胞器。它是清华大学俞立教授团队于2014年发现并命名的一种新型细胞器^[1]。细胞在迁移时，其后缘会留下收缩丝，收缩丝的顶端或分叉处，会形成大囊泡样结构的迁移体。目前，俞立课题组已揭示，迁移体参与了细胞间mRNA的转运^[2]、线粒体质量控制^[3]及器官发育^[4]等多种生理过程。

2024年7月12日，清华大学俞立教授团队在国际知名期刊《Nature Cell Biology》 上发表了题为“Neutrophil-derived migrasomes are an essential part of the coagulation system”的研究论文，该研究揭示了中性粒细胞来源的迁移体在凝血系统中的关键作用。

作者首先活体成像了小鼠肝脏中的中性粒细胞。使用牛津仪器Dragonfly共聚焦显微成像系统（图1）观察发现，中性粒细胞在血液中产生了大量的迁移体。进一步，对小鼠血液中分离出的迁移体和血小板进行探究，共聚焦成像等分析表明中性粒细胞衍生的迁移体在其表面吸附并富集了血浆中的凝血因子。这暗示着迁移体可能参与了凝血过程。故而，作者继续开展了体外血小板活化测定实验，借助共聚焦显微镜观察到CD62P（血小板活化标志物）易位至表面，表明中性粒细胞衍生的迁移体可在体外激活血小板。

图1.小鼠肝脏中性粒细胞的显微成像

随后，为了直接探究迁移体在体内凝血中的作用，作者建立了在体观测系统，通过在小鼠肝脏、肺或肾脏上切开一个浅伤口后，对伤口和周围的非受伤区域进行大视野（图2）及ROI成像。基于牛津仪器IMARIS的数据分析表明，在远离伤口的位置，血小板和迁移体随血流在血管内高速流动，而在伤口位置，大量的中性粒细胞迁移体聚集并与血小板聚团形成团块，这证实了中性粒细胞衍生的迁移体在损伤部位的迅速积累。

图2.伤口成像

接下来，为研究中性粒细胞迁移体对凝血的直接调控作用，作者利用小鼠尾尖流血法评估了凝血系统的状态。当小鼠体内中性粒细胞被清除，其尾尖流血量明显增加，而将迁移体通过尾静脉注射回小鼠后，流血量的增加得到缓解。这证实了中性粒细胞迁移体可以直接促进凝血反应以阻止出血。并且，在构建的迁移体调控基因Tspan9全身敲除和条件性敲除的小鼠模型中，活体成像、成像流式和蛋白免疫印记等实验都验证了中性粒细胞迁移体在凝血中的重要作用。

图3.从人类血液中分离的中性粒细胞的显微成像及分析

此外，作者从人外周血中分离了原代中性粒细胞（图3），并在体外观察发现，与小鼠中观察相一致，人体中性粒细胞同样具备产生迁移体的能力，同时也富集凝血因子且能有效激活人血小板。

  
综上，俞立教授团队揭示了中性粒细胞衍生的迁移体在血液凝固系统中发挥关键作用的新发现（图4）。此工作不仅为理解血液凝固系统的复杂性提供了新的视角，也为治疗相关凝血障碍提供了潜在的新策略。

图4.中性粒细胞衍生的迁移体参与凝血系统的示意图

在整个迁移体与凝血系统相关性的突破性研究当中，作者大量使用牛津仪器的Dragonfry共聚焦成像系统获得了出色的多色荧光图像，并利用IMARIS软件处理并分析了从Dragonfly显微镜获取的图像。Dragonfly和Imaris软件在以下方面为研究助力：

Dragonfly 600转盘共聚焦成像系统

Imaris多维图像分析软件

1．Ma, L. et al. Discovery of the migrasome, an organelle mediating release of cytoplasmic contents during cell migration. Cell Res., 2015, 25, 24-38.

2. Zhu, M. et al. Lateral transfer of mRNA and protein by migrasomes modifies the recipient cells. Cell Res., 2021 31, 237-240.

3. Jiao, H. et al. Mitocytosis, a migrasome-mediated mitochondrial quality-control process. Cell 2021, 184, 2896-2910.

4. Jiang, D. et al. Migrasomes provide regional cues for organ morphogenesis during zebrafish gastrulation. Nat. Cell Biol., 2019, 21, 966-977.