在微米尺度上研究微生物分布與環境的關係。借助DNA測序提供的不同群體豐富的基因組序列信息，研究人員利用熒光原位雜交技術同時標記了9組微生物
，並通過激光共聚焦顯微鏡光譜成像
，發現人類牙菌斑是多屬的。並且高度組織化。微生物群落——獨特的“多屬聯合體”。

　　共聚焦多層采集重建的3D結果表明，複合物的大小從幾十微米到幾百微米不等，由9個放射狀排列的單元組成，周圍環繞著絲狀和棒狀細菌。並且聚生體在單個群體的空間排列上呈現出差異：例如，厭氧菌群傾向於位於內部，而兼性或專性需氧菌群傾向於排列在聚群之外;代謝產物乳酸的生產者和消費者經常相互靠近並等待。

　　豐富的結構差異影響微生物的生理生態特征

，為理解微生物的組織、代謝和係統生物學提供了重要的空間模型和組織框架。

　　亮點：在可見光範圍內選擇的多色熒光染料分別標記不同的細菌。本文選取了 9 種易發生串色的熒光標簽。利用西安蔡司激光西安共聚焦顯微鏡的光譜特性和光譜分辨率(點擊查看)，可以準確區分9種標記

，避免串色。同時，利用共焦良好的光切麵效果，進行多層掃描
，獲得xyz三維數據
，重建菌落三維結構。

　　牙菌斑中的“菜花”結構主要由樟腦菌
、鏈球菌、嗜血杆菌/聚集菌和血管菌組成，其中還散布有Prevobacteria、Rosia菌和Capphages。右圖：牙菌斑中複雜的“玉米芯”結構。設備：LSM 780

　　通過光學多色成像數據構建牙菌斑刺蝟狀菌落模型。鏈球菌和放線菌的生物膜與棒狀菌絲結合，在菌絲末端被球菌(鏈球菌、卟啉單胞菌等)包裹
，形成玉米穗狀結構。奈瑟菌群被菌落包圍。外麵。外麵的細菌創造了一個富含二氧化碳和低氧的環境，厭氧細菌在裏麵生長。

　　蔡司西安光學顯微鏡了(le)解(jie)到(dao)
，細(xi)胞(bao)熱(re)解(jie)是(shi)人(ren)體(ti)在(zai)感(gan)知(zhi)到(dao)病(bing)原(yuan)微(wei)生(sheng)物(wu)感(gan)染(ran)後(hou)發(fa)起(qi)的(de)一(yi)種(zhong)免(mian)疫(yi)防(fang)禦(yu)反(fan)應(ying)。它(ta)本(ben)質(zhi)上(shang)是(shi)一(yi)種(zhong)程(cheng)序(xu)性(xing)細(xi)胞(bao)壞(huai)死(si)

，表(biao)現(xian)為(wei)細(xi)胞(bao)膜(mo)上(shang)形(xing)成(cheng)孔(kong)洞(dong)
，並(bing)逐(zhu)漸(jian)膨(peng)脹(zhang)至(zhi)細(xi)胞(bao)膜(mo)破(po)裂(lie)。最(zui)終(zhong)導(dao)致(zhi)細(xi)胞(bao)內(nei)容(rong)物(wu)的(de)釋(shi)放(fang)並(bing)引(yin)起(qi)嚴(yan)重(zhong)的(de)炎(yan)症(zheng)反(fan)應(ying)。

　　細胞熱解進一步分為經典和非經典途徑。在非經典途徑中，以細菌脂多糖(LPS)為例。以往的研究表明
，它可以在不借助受體的情況下直接進入細胞質，從而使LPS受體——Caspase家族成員通過寡聚化、切割gasdermin-D、誘導細胞熱解而被激活。本研究發現，宿主細胞中的 GBP1 充當細菌脂多糖 (LPS) 的傳感器，並通過靜電相互作用以高親和力與沙門氏菌表麵的 LPS 結合。

　　“並且通過招募GBP2-4組裝成GBP外殼
，進一步促進了細菌表麵capspase-4的招募和激活，證實了細菌脂多糖膜的激活是開啟非經典炎症信號的第一步轉導途徑。

　　亮點：直徑2-3um的沙門氏菌，通過蔡司共聚焦配備的超高分辨率設備Airyscan(點擊查看)，有效實現2倍分辨率提升
，清晰定位GBPs在細菌表麵的結合(成像效果類似膜結構)並提高。

　　沙門氏菌(以 rsRED 標記，紅色)感染 Hela 細胞，細胞內非典型炎症小體 GBP1(以 eGFP 標記，綠色)與沙門氏菌表麵結合。細胞核(Hoechst 標簽，藍色)，比例尺：10um (C) 5um (F)。設備：帶 Airyscan 的 LSM 800。