顯微鏡細(xì)胞相互作用時(shí)間序列動(dòng)態(tài)觀察分析是指通過顯微鏡對(duì)細(xì)胞間相互作用隨時(shí)間變化的過程進(jìn)行連續(xù)成像和分析，以揭示細(xì)胞間動(dòng)態(tài)關(guān)系和相關(guān)生物學(xué)機(jī)制，以下是具體介紹：

觀察方法：

熒光標(biāo)記法：利用熒光報(bào)告基團(tuán)對(duì)細(xì)胞或細(xì)胞表面分子進(jìn)行標(biāo)記，如將熒光標(biāo)記的蛋白質(zhì)加入到 supported lipid bilayers（SLBs）中，研究細(xì)胞間界面的配體 - 受體相互作用動(dòng)力學(xué)。也可使用熒光染料 - 蛋白偶聯(lián)物作為成像探針，提高細(xì)胞界面的成像分辨率，還可通過跨突觸的 GFP 蛋白片段重組（GRASP）方法，當(dāng)細(xì)胞發(fā)生緊密接觸時(shí)，重組后的 GFP 由非熒光切換為熒光狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間相互作用成像。

活細(xì)胞成像技術(shù)：借助活細(xì)胞成像系統(tǒng)，如 Incucyte? 實(shí)時(shí)活細(xì)胞分析系統(tǒng)、CytoSMART 活細(xì)胞顯微鏡等，可在不干擾細(xì)胞正常生理狀態(tài)的情況下，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間、實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)觀察。通過設(shè)定合適的時(shí)間間隔，自動(dòng)采集圖像，形成時(shí)間序列圖像數(shù)據(jù)，記錄細(xì)胞相互作用的動(dòng)態(tài)過程。

共聚焦顯微鏡技術(shù)：共聚焦掃描光場(chǎng)顯微鏡（csLFM）兼具光學(xué)層析能力和較高的三維成像速度，光毒性低，能在深層組織或密集標(biāo)記的熒光樣本中保持高對(duì)比度，可精確捕捉細(xì)胞器等亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)間的相互作用，適用于長(zhǎng)時(shí)間觀察細(xì)胞間相互作用。

介觀活體顯微技術(shù)：如清華大學(xué)戴瓊海院士團(tuán)隊(duì)研制的 RUSH3D，具有厘米級(jí)三維視場(chǎng)與亞細(xì)胞分辨率，能以 20Hz 的高速三維成像速度實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十小時(shí)的連續(xù)低光毒性觀測(cè)，可用于全景式動(dòng)態(tài)觀測(cè)哺乳動(dòng)物器官尺度細(xì)胞精度的組織異質(zhì)性，研究大規(guī)模多樣化細(xì)胞在完整生理與病理過程中的動(dòng)態(tài)交互行為。

數(shù)據(jù)分析：

細(xì)胞追蹤：通過圖像分析軟件，對(duì)時(shí)間序列圖像中的細(xì)胞進(jìn)行追蹤，確定每個(gè)細(xì)胞的位置、運(yùn)動(dòng)軌跡等信息，了解細(xì)胞的遷移、聚集等行為變化，如在髓鞘形成過程中，可追蹤少突膠質(zhì)細(xì)胞與軸突的相互作用，發(fā)現(xiàn)少突膠質(zhì)細(xì)胞的突起會(huì)不斷回縮和延伸，并呈螺旋狀圍繞軸突。

相互作用頻率和時(shí)長(zhǎng)分析：統(tǒng)計(jì)細(xì)胞間相互接觸的頻率、每次接觸的時(shí)長(zhǎng)等參數(shù)，評(píng)估細(xì)胞間相互作用的強(qiáng)度和動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。例如在免疫細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞的相互作用研究中，分析巨噬細(xì)胞與癌細(xì)胞的接觸頻率和時(shí)間，判斷巨噬細(xì)胞對(duì)癌細(xì)胞的攻擊效率等。

形態(tài)學(xué)變化分析：觀察細(xì)胞在相互作用過程中的形態(tài)學(xué)變化，如細(xì)胞的形狀、大小、偽足形成等。這些變化有助于了解細(xì)胞間相互作用的機(jī)制，如當(dāng)細(xì)胞發(fā)生融合時(shí)，可通過觀察細(xì)胞形態(tài)變化確定融合的起始和進(jìn)程。

熒光強(qiáng)度分析：如果是基于熒光標(biāo)記來觀察細(xì)胞相互作用，可分析熒光強(qiáng)度的變化，反映相關(guān)分子的表達(dá)水平、分布情況或活性變化等。例如，通過檢測(cè)熒光標(biāo)記的信號(hào)分子在細(xì)胞間的熒光強(qiáng)度變化，了解信號(hào)傳導(dǎo)過程。

應(yīng)用領(lǐng)域：

神經(jīng)科學(xué)：可用于研究神經(jīng)元之間的突觸形成、神經(jīng)信號(hào)傳遞等過程，如利用 RUSH3D 可實(shí)現(xiàn)對(duì)頭固定下清醒小鼠背側(cè)皮層 17 個(gè)腦區(qū)中十萬量級(jí)大規(guī)模神經(jīng)元的長(zhǎng)時(shí)間高速三維記錄，發(fā)現(xiàn)自發(fā)運(yùn)動(dòng)行為發(fā)起時(shí)，小鼠皮層神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)由尾側(cè)向鼻側(cè)傳導(dǎo)的發(fā)放模式。

免疫學(xué)：有助于研究免疫細(xì)胞之間的相互作用，如 T 細(xì)胞與 B 細(xì)胞、巨噬細(xì)胞與病原體等。通過時(shí)間序列動(dòng)態(tài)觀察，可了解免疫細(xì)胞的激活、增殖、遷移以及免疫突觸的形成等過程，如利用 RUSH3D 首次觀測(cè)到了小鼠免疫反應(yīng)過程中淋巴結(jié)內(nèi)多個(gè)生發(fā)中心的形成過程，以及 T 細(xì)胞在不同生發(fā)中心之間的遷移現(xiàn)象。

腫瘤學(xué)：可用于研究腫瘤細(xì)胞與免疫細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞之間的相互作用，揭示腫瘤的發(fā)生發(fā)展機(jī)制、腫瘤免疫逃逸機(jī)制等。例如通過活細(xì)胞成像觀察腫瘤 - 巨噬細(xì)胞互作，了解巨噬細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的吞噬作用或腫瘤細(xì)胞對(duì)巨噬細(xì)胞的免疫逃逸策略。