免疫标记电镜与FIB-SEM技术助力张宝荣/浦佳丽团队揭示帕金森病相关蛋白PLA2G6调控内质网-线

2026年3月19日，浙江大学张宝荣、浦佳丽共同通讯在Nature Communications在线发表题为Parkinson’s disease-associated PLA2G6 protects IP3R1 protein to control ER-mitochondria tethering and Ca2+ transfer的研究论文。

本研究通过体外及体内实验，尤其在帕金森病患者来源的多巴胺能神经元模型中证实：PLA2G6功能缺失会破坏线粒体相关内质网膜（MAM）结构，而该结构是调控钙离子转运与能量稳态的关键区域。

本研究表明PLA2G6蛋白定位于MAM并物理结合IP3R1-GRP75-VDAC1复合物。PLA2G6缺乏会导致该复合物稳定性下降，加速IP3R1降解，进而减少内质网-线粒体接触并损害钙离子转运。值得注意的是，引入MAM连接蛋白可逆转由PLA2G6缺失引起的表型。

在携带PLA2G6突变的帕金森病患者诱导多能干细胞分化而来的多巴胺能神经元中，进一步证实了MAM结构与功能受损，凸显其在帕金森病发病机制中的作用。上述发现揭示了PLA2G6在线粒体相关内质网膜中的核心功能，并提示调控细胞器间接触可作为纠正帕金森病离子通道功能异常与能量失衡的潜在治疗策略。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-70752-1

           免疫电镜（IEM）结果显示证实了 PLA2G6 存在于N2a 细胞中的内质网 - 线粒体连接处

透射电子显微镜（TEM）来评估单个线粒体相关膜结构（MAM）的长度（定义为内质网膜与线粒体膜之间距离在 30 纳米以内的部分）以及 MAM 长度与线粒体周长的比值。

在帕金森病（PD）发病机制研究中，内质网与线粒体接触位点的功能失调日益受到关注，但关键蛋白PLA2G6是否及如何在该接触位点发挥调控作用尚不明确。为解析PLA2G6在亚细胞水平的精确定位及其对细胞器互作的影响，研究团队综合运用免疫透射电镜（IEM）、聚焦离子束扫描电镜（FIB-SEM）和透射电镜（TEM）等技术，对细胞和小鼠脑组织进行高分辨率成像。免疫电镜结果显示，PLA2G6蛋白定位于内质网-线粒体膜接触部位（MAM）；FIB-SEM三维重构进一步量化证实，PLA2G6缺失使MAM接触面积减少约38.5%，结构完整性受损。结合透射电镜二维定量分析，研究首次从形态学层面明确PLA2G6通过稳定IP3R1-GRP75-VDAC1复合物，维持MAM结构完整与钙离子转移功能。该发现揭示了PLA2G6突变导致PD的细胞器互作新机制，为靶向MAM的干预策略提供了结构生物学依据。

         FIB-SEM提供了线粒体（绿色）与内质网（洋红色）之间相互作用的三维视图

关于我们：

Tecnai G2 Spirit 120kV冷冻电镜

主要用途：凭借稳定的系统保护外壳、恒定功率透镜提高操作稳定性，实现样品内部超微结构快速成像，可广泛应用于蛋白、病毒、细胞、组织树脂切片等样品常温电镜和冷冻电镜观察， 可以用于低电子剂量成像，电子断层成像。

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FIB Helios G3聚焦离子束扫描电子显微镜

主要用途：生物样品表面超微结构观察；生物样品多尺度大容量三维重构（SBFSEM技术）；生物样品冷冻切割加工；冷冻扫描电子显微成像与三维重构等。

仪器性能：结合AutoCuts连续切片收集系统，或借助FIB（聚焦离子束）自动化序列样本铣削和SEM（扫描电子显微镜）成像功能，创建二维序列图像，进而开展三维容积重建，可实现XY轴 0.6-1.5nm、Z轴2.5nm分辨率的大容量（微米至毫米级）超微结构拟合，揭示生物样本内部复杂结构和网络的三维精细信息；利用FIB对冷冻生物样本和材料的优质切割性能，结合扫描电镜冷冻传输系统，成为联系SEM（纳米表征和微米分析）和TEM（纳米和原子级别分析和表征）的桥梁，揭示生物样本在天然状态下的真实超微结构和活性功能状态。

 

浙江大学冷冻电镜中心主要仪器设备