高级显微镜不仅是通往细胞内部的窗口，还是一种揭示细胞层面塑造生命的隐藏机制的方法。我们采访了京都大学生物研究院研究生院的 Kazuhiro Aoki 博士，他的研究方向是决定细胞命运的机制：细胞如何处理信息并选择其未来的发展方向。

在使用 IXplore IX85™ 电动倒置显微镜平台后，青木博士分享了他对该系统如何支持他的当前研究、实现未来目标，并加深对细胞行为理解的体会。

Kazuhiro Aoki 博士简介

Kazuhiro Aoki 博士在大阪大学医学院研究生院获得博士学位。在国立自然科学研究机构从事研究和教育工作后，他现任京都大学生物研究院研究生院教授。Aoki 博士的研究领域是细胞生物学与系统生物学的交叉领域。他特别专注于利用荧光成像、光遗传学和生物传感器技术，在单细胞水平上可视化和量化信息处理及信号转导的动态过程。

问：您目前的研究重点是什么？

Aoki 博士：我目前主要研究决定细胞命运的机制：细胞如何从外部环境中接收各种刺激（如温度和营养），在细胞内部处理这些信息，并决定细胞的命运（如增殖、分化或死亡）。

即使细胞看起来相同，每个细胞也都有其自身的特性和异质性。传统的研究方法通常包括收集大约一百万个细胞，将其裂解，然后研究平均值。然而，这种方法无法把握每个细胞的个体性。为了捕捉由细胞个体差异引起的这些差异，我们使用显微镜逐个观察每个细胞。

“观察细胞的个体性”的强烈愿望是我的研究起点。我采用的方法既困难又耗时，但正是对研究的渴望激励我继续进行研究。

问：是什么促使您将研究重点放在研究决定细胞命运的机制上？

Aoki 博士：最初，我对癌症信号转导感兴趣，并尝试通过计算机重建细胞内发生的癌症信号通路。通过结合实验和计算机模拟，我们进行了预测并加以验证。然而，当我们试图观察细胞表型——也就是细胞实际的行为方式时，我们发现单一的计算机模拟模型无法解释许多现象。

即使在相同的条件下，有些细胞会分裂，而有些细胞不会；有些细胞会移动，而有些细胞则保持静止。即使对于癌症浸润细胞，浸润往往不是由单个细胞发生，而是以集体的方式移动。我对这样的问题越来越感兴趣：“细胞作为一个集体的行为是怎样的？”以及“谁是领导者，谁是追随者？”我强烈渴望利用显微成像技术来观察和研究这些问题，这使我对细胞命运的决定机制产生了兴趣。

问：在用显微镜进行实验时，您最看重什么？

Aoki 博士：只有通过显微镜直接观察，才能理解细胞的个体性和异质性。这就是为什么我非常重视在显微镜下精细观察每个细胞。

由于这往往是一项繁重且细致的工作，显微镜的易用性显得尤为重要。性能固然重要，但我同样重视直观的用户界面，例如符合我们特定风格的软件布局。

问：在您的实验中，新型 IXplore IX85 倒置显微镜的哪些方面表现有效？

Aoki 博士：IXplore IX85 提高了我们的通量，因为它具有宽广的视场，可以一次观察更多的细胞。以前，我们只能对视野中心进行成像，因此效率和信息量与现在相比是无法相提并论的。能够一次性获取大视场范围内的高分辨率图像数据，对于基于显微镜检查的研究来说极为有效。

用于图像拼接的智能光照校正功能也非常实用。过去，在观察培养的上皮细胞伤口愈合过程的实验中，我们不得不手动拍摄数十张图像并将它们拼接在一起。当时，图像边缘的光强度会下降，导致拼接时出现不均匀，我们不得不手动校正。IX85 能自动校正不均匀照明，这对研究大型样本或组织的科研人员来说是极大的优势。

除了以上几点，我觉得这台显微镜的图像质量也非常出色。即使是荧光表达较弱的癌症类器官，对获取的图像进行 3D 反卷积后，也能够清晰可视化细胞内聚集物。令我惊讶的是，我们竟然能从如此微弱的荧光样本中提取出如此多的信息。

问：采用硅胶垫的 LUPLAPO25XS 物镜在您的实验中发挥了哪些作用？

Aoki 博士：25X 物镜的放大倍率非常适合观察我们研究的深层组织——癌症类器官和囊肿。此外，它的设计具有较长的工作距离，并能抑制与样品之间的折射率不匹配，因此能够清晰观察以往无法观测到的样品深层区域，使其成为非常实用的物镜。

此外，硅胶垫无需油浸，对于显微镜成像实验来说具有显著的优势。例如，在 96 孔板中寻找样本时，很难知道像我们的类器官或囊肿这样的球形结构位于何处。这需要先用低倍进行搜索，然后再用高倍进行观察的工作流程。使用高倍油浸物镜时，擦拭和滴油的过程必须小心，而且还有产生气泡的风险。相比之下，使用硅胶垫可以实现从低倍到高倍的平滑切换，且不会污染样品，从而显著简化整个工作流程。

问：您希望在未来的研究中探索哪些新的方法？

_{免责声明：本次采访中表达的观点和陈述仅代表研究者个人，并不一定反映 Evident 的观点或主张。文中提及的产品和技术仅供研究用途，并非设计用于临床或诊断应用。}