单整合素张力的活细胞成像：以极低背景荧光噪声揭示细胞力学奥秘

在活细胞单分子水平监测受体介导的力是研究细胞机械生物学的重要方法。但张力探针（TP）存在背景荧光斑点（BFSs）问题。研究人员开发双淬灭剂 TP（dqTP）并结合 Tween-20 处理，使 BFS 水平降低 10 倍，为监测活细胞单分子力提供近乎无假信号的平台。

　　研究细胞机械生物学的一种强大方法是在活细胞中以单分子水平监测受体介导的力。用猝灭剂 - 染料对标记的发夹 DNA 已被用作张力探针（TP）来实时成像细胞力。当细胞力使 DNA 发夹展开并使染料去猝灭时，TP 会发出荧光，从而将力信号转换为荧光。然而，当用于在单分子水平监测细胞力时，TP 常常受到由于未猝灭染料产生的背景荧光斑点（BFSs）的影响，这干扰了分子力成像和分析。在这项工作中，我们发现 BFSs 主要是由一些 TP 构建体中缺失猝灭剂以及表面吸附的染料标记 DNA 链引起的。为了解决这些问题，我们开发了一种双猝灭剂 TP（dqTP），并在表面制备过程中加入 Tween-20 处理。这两种简单的策略使 BFS 水平降低了 10 倍，显著提高了单分子力成像的信噪比。我们通过监测血小板和 HeLa 细胞中整合素张力的时间动态来展示 dqTP 的性能，结果表明在野生型 HeLa 细胞中单个整合素张力至少在 100 秒内保持稳定。相比之下，在敲除纽蛋白（vinculin）后，一部分整合素张力，尤其是在细胞周边区域，表现出分子力波动，平均力持续时间短于 10 秒。总体而言，这项工作提供了一种方便实用的方法来显著降低 TP 表面的 BFS 水平，为监测活细胞中的单分子力提供了一个近乎无假信号的平台。