​α-突触核蛋白（αS）、Tau蛋白和β-淀粉样蛋白（Aβ）的异常聚集，是帕金森病（PD）等多种神经退行性疾病的标志性特征。然而，这些蛋白在纳米尺度（50~400 nm）上形成的“共组装体”究竟是否存在、丰度如何、性质怎样，长期以来因检测技术的灵敏度与分辨率限制而难以回答。近日，发表于《Nature Communications》的一项研究通过单分子拉下（SiMPull）成像技术，对人脑组织与生物体液中的纳米级αS–Tau共组装体进行了分析。值得关注的是，该研究的相关荧光成像，包括衍射极限单分子成像与dSTORM超分辨成像，均依托同一套光学系统完成，其中561 nm与638 nm两个波段的激发光源均来自Cobolt激光器。

论文研究工作概述

研究目的：​ 探明αS、Tau、Aβ纳米级共组装体在人体样本（脑组织匀浆、脑可溶性组分、血清、脑脊液、唾液）中的存在情况、丰度与生物物理特性，为理解神经退行性疾病的早期分子事件提供依据。

方法概述：​ 研究采用优化的SiMPull单分子成像平台，通过表面化学修饰抑制非特异性结合，利用特异性抗体捕获并可视化目标蛋白聚集体；同时结合免疫耗竭（immunodepletion）、蛋白酶K（PK）消化、dSTORM超分辨成像与体外聚集实验等多种手段进行交叉验证。

图1：​ 该图展示了三通道SiMPull成像的代表性结果——Tau信号（AF647–HT7抗体）显示为红色，Aβ信号（AF488–6E10抗体）为绿色，αS信号（AF546–Syn211抗体）为黄色。图注说明：由于成像表面选择性捕获含Tau的物种，未经共聚集时几乎检测不到αS或Aβ信号；48小时共聚集后αS与Aβ信号明显增强，支持稳定的Tau相关共组装体形成。红色与黄色通道的荧光激发正对应实验中Cobolt 638 nm与561 nm激光器所在的成像光路。

图2：​ 该图对比了单抗体与双抗体成像条件下纳米级聚集体的荧光表现，其中D、E面板为dSTORM超分辨成像结果：重组αS–Aβ共组装体的平均尺寸约为133~134 nm。图注指出，尽管额外检测抗体会部分抑制主抗体的结合，剩余的荧光探针仍足以完成可靠的形貌测量。dSTORM成像与衍射极限成像共用同一套光学系统（含Cobolt激光器），体现了该光源配置在超分辨尺度测量中的适用性。

图4：​ 该图对6例PD与4例对照脑匀浆中的αS与Tau物种进行了单分子定量。结果显示两组间总体计数与强度无显著差异，但PD样本中保留了更亮的PK抗性αS聚集体（图4G、H）；dSTORM测得的四类物种尺寸在164~238 nm范围。论文“Discussion”部分据此指出，αS–Tau共组装体的表位暴露程度低于一般αS或Tau聚集体，是结构与组成上具有自身特征的群体。上述单分子计数、强度与超分辨尺寸数据均产自含Cobolt 561 nm与638 nm光源的成像平台。

主要结果：​

检出情况。​ αS–Tau共组装体在所检测的各类样本中均可被特异性检出，约占αS聚集体总量的10%~70%，且在PD患者与对照组中均有检出（论文摘要及“Discussion”部分）。

PK抗性差异。​ 对照组脑可溶性组分中的αS–Tau共组装体表现出比PD样本更高的PK抗性，提示PK抗性、疾病关联性与毒性并非可互换的属性。

体外聚集实验。​ 体外实验中，Tau可在简单体系内加速αS聚集，但该效应在含BSA的复杂蛋白环境中被明显抑制（Fig. 9）。

图9：​ 该图展示了体外条件下重组αS聚集的单分子成像定量：添加0.05 mg/ml Tau后，αS聚集体计数相近但平均荧光强度明显升高；而在高Tau基础上加入BSA，聚集体数量减少约60%，αS–Tau共组装体数量仅减少约20%。图注说明相关成像均基于同一单分子平台完成，为“Tau促进αS聚集的效应依赖环境背景”这一结论提供了直接的光学证据。

结论：​ αS–Tau共组装体并非单一、均一的毒性分子实体，而是随生化组分、组织环境和疾病状态而变的异质性群体。该研究建立了一套在人体样本中检测与比较纳米级共组装体的实验框架。

Cobolt激光器

Cobolt产品在本项研究中承担的职能：​

双波长激发支持。​ Cobolt Jive提供561 nm激发光，Cobolt MLD 638提供638 nm激发光，与488 nm光源共同构成三通道激发配置。对照论文中使用的荧光标记抗体——AF488（绿色，标记Aβ的6E10抗体）、AF546（黄色，标记αS的Syn211抗体）、AF647（红色，标记Tau的HT7抗体），561 nm与638 nm两个波段分别对应αS与Tau信号通道的激发需求，为多色单分子成像提供了光源支持。

覆盖两类成像模式。​ 论文明确指出，衍射极限成像（单分子计数与强度定量）与dSTORM超分辨成像（聚集体尺寸测量，如Fig. 2、Fig. 4中的费雷特直径分析）使用同一套光学装置完成，即Cobolt激光器同时服务于常规单分子检测和超分辨成像两种实验场景。

适配单分子级检测灵敏度要求。​ 本研究的核心挑战在于纳米级聚集体的低丰度与弱信号——论文指出血清来源αS物种的信号强度仅约为重组蛋白的30%（Fig. 2B、C相关章节），部分样品中αS–Tau物种甚至接近检测限（“Screening αS-Tau co-assemblies in the soluble fraction”章节）。这类测量对激发光源的可用性提出了较高要求。

这项发表于《Nature Communications》的研究，将单分子成像技术的应用范围拓展至人体样本中纳米级蛋白共组装体的直接观测，为神经退行性疾病的分子机制研究提供了新的实验框架。从方法学角度看，能够在脑组织匀浆、可溶性组分、血清、脑脊液、唾液等多种复杂基质中实现可重复的单分子计数与超分辨尺寸测量，需要性能稳定的多波长激发光源。论文记载的光学系统中，Cobolt Jive（561 nm）与Cobolt MLD 638（638 nm）激光器承担了αS与Tau荧光通道的激发任务，并同时支撑衍射极限成像与dSTORM超分辨成像两类实验，参与了该研究的数据产出过程。

Cobolt长期专注于单波长固体激光器的研发与制造，产品应用于荧光成像、单分子检测、流式细胞分析与超分辨显微等领域。本论文的应用实例，为科研人员在对灵敏度要求较高的生物成像场景中选择合适的光源方案提供了一份来自实际研究的参考。

参考文献

Zhang, Y. P. et al. Imaging nanoscopic co-assemblies of α-synuclein and Tau in human samples. Nature Communications (2026) 17:10951. https://doi.org/10.1038/s41467-026-77728-1