Hsiang-Ling Chuang, Yu-Chen Fa, Kum-Yi Cheng, Er-Chien Horng, Yi-Te Chou,
Richard P. Cheng, Li-Chen Wu, Ja-an Annie Ho, and Chun-hsien Chen
Sci. Adv. Vol 11, Issue 48, 2025
國立臺灣大學 化學系 陳平教授
國立暨南大學 應用化學系 吳立真教授
國立臺灣大學 生化科技學系 何佳安教授
國立臺灣大學 化學系 陳俊顯教授
細胞膜上的「脂筏」(membrane rafts)究竟存在否？自Simon與Ikonen於1997提出這個概念起，便是個長年爭論不休的熱門課題。脂筏被相信是細胞接收外界訊號的「入口」，具備重要的區隔化細胞程序功能，且為高度動態、異質性的結構。過去的間接證據推測脂筏的尺寸僅10−200奈米，小於傳統光學顯微鏡的解析極限(約200奈米)，因而缺乏直接的影像證據，使得脂筏的存在備受質疑。為了解決這項挑戰，這份研究發展出創新的「原子力顯微術」（AFM）成像策略，核心概念是壓抑關連性弱的影像資訊，以提高指認脂筏的依據。研究團隊透過Hadamard product處理同步擷取細胞膜的高度形貌與硬度資訊，突顯與細胞膜相比「既高且硬」的脂筏區域，有效地抑制無關的背景訊號，達到目視辨認脂筏受外界刺激前後的高度與硬度變化。
這項技術的突破包括呈現乳癌(MCF-7)活細胞上的脂筏動態。在無外加刺激的狀況，脂筏直徑約< 150奈米，高度約1.9奈米。當加入促轉移的纖維蛋白原後，脂筏聚集成直徑約1微米、高度達45奈米的特徵；加入促凋亡的Mn2+/白藜蘆醇則形成分散的小凸起，高度 > 10奈米，持續時間約10至60分鐘。此AFM方法能以約30秒每幀影像的時間解析度追蹤這些動態，為理解細胞訊號傳導途徑開啟了嶄新的分析平台。