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细胞信号转导系统是由细胞内多种不同的信号蛋白组成的信号传递链，它对于细胞间功能的协调、控制细胞的生长和分裂、组织发生与形态建成是必需的。自20世纪80年代以来，虽然对细胞信号系统的研究有了长足进展，但由于技术手段的限制，对于亚细胞乃至分子水平上信号的传递过程以及各种信号蛋白的分布和结构，还无法直接的观测到。而近来发展的超分辨显微技术正好解决了这一难题，它不仅继承了普通荧光显微镜可以对细胞的成分进行特异性标记的特点，而且在空间分辨率上突破了光的衍射极限，实现了纳米级尺度的成像，对于阐明生物学和化学过程中的细节问题具有重要作用。因此，我们利用此项技术，对JAK/STAT通路中涉及到的膜受体与信号蛋白进行了一系列研究，取得的主要研究进展如下: 1.利用dSTORM方法我们研究了膜受体蛋白表皮生长因子受体(EGFR)的质膜分布。结果显示，EGFR在细胞膜上主要以蛋白簇的形式分布，而且簇的数量、尺寸和簇内分子数目不仅取决于细胞的类型，而且与细胞的极性、外界环境因素及配体结合有关。同时，EGFR在肺癌细胞膜上聚集成簇的特征比正常肺细胞膜上更显著这一结果，也暗示了EGFR的成簇可能在EGFR的激活和下游信号传递过程中起着关键性作用。 2.利用dSTORM方法，我们进一步探索了EGFR成簇的调控机制。通过双色dSTORM成像我们发现脂筏和EGFR蛋白簇具有明显的共定位，而且这种共定位不受配体结合的影响。经环糊精处理破坏脂筏后，EGFR蛋白簇也明显减少和减小，提示脂筏可能对EGFR聚集成簇有重要作用。这一工作加深了我们对于受体酪氨酸激酶激活方式的认识和了解。 3.通过dSTORM方法我们观察了在IL-6刺激下，信号蛋白STAT3在细胞不同位置的分布和定位特点。结果显示未活化的STAT3以蛋白簇的形式存在于胞质内;而且在IL-6刺激后，STAT3蛋白簇明显变大并迁移至细胞核内。另外，我们也对EGF激活的STAT3和STAT1进行了双色dSTORM成像，发现了二者之间形成的共簇，比较了这种共簇在细胞核与细胞质中分布的差别，并进一步分析了共簇的分子组成，将这种共簇结构与STAT的功能联系起来。 4.STAT作为一种重要的转录因子，而转录发生在细胞周期的间期，因此我们利用dSTORM方法研究STAT1在不同细胞周期时的分布。我们发现了在细胞不同周期STAT1都能形成不同数量和尺寸的蛋白簇，STAT1的胞内定位和分布方式与细胞周期有紧密的联系。转录和其他相关的生命活动可能增强STAT1的表达水平并促进蛋白簇的形成，由此赋予STAT1更强的传导信号的能力。这一工作为今后深入研究细胞周期调控的STAT1成簇分布的机理打下了基础，同时对开发新的靶向治疗STAT疾病的药物有启示作用。