發育生物學顯微成像案例集錦

利用徠卡顯微系統儀器探索復雜生物體的發育過程

發育生物學探索復雜生物體從胚胎到成年的發育過程，以詳細了解疾病的起源。圖庫的這一類別顯示有關發育生物學的圖像，即通常以昆蟲、蠕蟲、動物和植物為研究對象的圖像。

使用THUNDER成像儀拍攝的發育生物學圖像

了解徠卡顯微系統儀器如何幫助對不同生物的發育、再生、繁殖、生長、分化和變態進行成像。經常研究的生物包括小鼠、大鼠、雞、高線蟲（蛔蟲）、果蠅（果蠅）、授粉花、斑馬魚和人類。

Axolotl 神經管閉合

這段視頻捕捉了使用THUNDER模式生物體立體顯微鏡拍攝的一個發育中的美西鈍口螈（Axolotl）胚胎的全天延時記錄。

作為著名的冷泉港實驗室（CSHL）爪蛙課程的一部分，這段視頻標志著在該課程中首次使用美西鈍口螈胚胎。通過將美西鈍口螈的神經發生與常見的爪蛙胚胎進行比較，學生們能夠比較和對比兩種兩棲動物的發育過程。神經管閉合是發育的重要部分，不僅在兩棲動物中，在人類中也是如此。當神經管不能正確閉合時，會導致人類出生缺陷，如脊柱裂和無腦畸形。這段視頻由加州大學舊金山分校的Kate McCluskey提供。

神經嵴（NC）胚胎細胞群
神經嵴（NC）是一種胚胎細胞群，具有顯著的多能性和遷移能力，能夠形成多種器官系統，包括顱面骨骼和周圍神經系統。美國加州理工學院的布朗納實驗室對了解多種脊椎動物胚胎中神經嵴細胞的規范、遷移和分化機制很感興趣。

圖為雞胚中腦水平的橫截面，顯示神經嵴細胞（洋紅色）經歷上皮到間質的轉變并開始遷移。神經嵴細胞通常會下調細胞粘附分子 Cadherin-6B（綠色）的水平，然后開始橫向遷移（圖像左側）。在實驗中阻斷了上皮細胞向間質細胞轉變的神經嵴細胞（圖像右側）中，Cadherin-6B 水平仍然很高，神經嵴無法離開神經管上皮細胞。

該圖像使用THUNDER 3D細胞培養成像儀，1.3 NA 40x plan apo oil 物鏡拍攝。上圖為原始寬場數據。下圖是應用徠卡專有的小體積Computational Clearing (SVCC) 技術去除焦外模糊并更好地顯示樣本內部潛在結構后的結果。圖片由美國加利福尼亞州帕薩迪納市加州理工學院布朗納實驗室 Michael Piacentino 提供。

自噬與年齡相關病癥 - C. elegans

了解 DNA 損傷的積累與神經變性等與年齡有關的病癥之間的相互作用非常重要。自噬是一個高度調節的動態過程，可清除細胞中不需要的細胞器和蛋白質聚集體。被稱為自噬體的雙層膜會吞噬注定要被降解的貨物。自噬體與溶酶體融合，形成自溶酶體，降解自噬體運送的貨物。隨著年齡的增長，自噬功能會受到損害，而且已知在幾種與年齡有關的病癥中，自噬功能會出現失調。

菌株MAH215（Chang等人，Elife，2017）是一種雙熒光mCherry::GFP::LGG-1蛋白，通過可視化自噬體（APs）以及自溶酶體（ALs）來監測秀麗隱桿線蟲的自噬通量。綠色點狀物（GFP）是自噬體，而自噬體在酸性環境中會淬滅 GFP，只發出 mCherry 信號。圖片由美國賓夕法尼亞州匹茲堡大學 Aditi U. Gurkar 博士提供。

小鼠胚胎

在這只 E12-13 muose（wt 樣品）中，神經纖維被染成紅色，以評估神經元的生長情況。小鼠已用 ScaleS 試劑清除。用THUNDER成像儀模式生物成像。樣本由法國 IGBMC 成像中心的 Yves Lutz 提供。

轉基因圍產期小鼠心臟

夏威夷大學馬諾阿分校米歇爾-塔爾奎斯特實驗室的研究人員以發育中的小鼠胚胎為模型，旨在加深我們對人類先天缺陷和疾病的了解。在胚胎發育過程中，細胞的運動、增殖和分化必須緊密配合，才能產生健康的后代。塔爾奎斯特小組主要研究血小板衍生生長因子受體（PDGFRα和PDGFRβ）在哺乳動物發育和疾病中的功能。

發育生物學的一大挑戰是追蹤體內相關蛋白質或細胞。此外，像心臟這樣的器官往往具有很強的自發熒光，這就模糊了熒光標記蛋白質的可視化。利用THUNDER成像儀3D細胞培養技術，圍產期小鼠心臟的高背景熒光被大大降低，從而更容易識別 PDGFRα 陽性細胞。

這段視頻顯示的是表達 PDGFRα-GFP 的轉基因圍產期第 5 天小鼠心臟。將固定的心臟置于玻璃底皿中，用THUNDER 3D 細胞培養成像儀和 10X/0.32 物鏡進行成像。圖像為合并的 12 層馬賽克、740 微米厚 Z 疊的最大強度投影。圖片由夏威夷大學馬諾阿分校 Michelle Tallquist 博士提供。

C.elegans. 轉基因 GFP

C.elegans. 轉基因 GFP。視頻由中南大學生命科學學院馬龍教授提供。

斑馬魚胚胎

斑馬魚胚胎 6 dpf，HPCs 穩定表達 mCherry，VEC 穩定表達 GFP。THUNDER模式生物成像儀成像。中國閩南師范大學 Yu Xue 博士提供。

果蠅胚胎

在中樞神經系統中表達 GCaMP 的果蠅胚胎，用于觀察發育過程中的神經活動。視頻由美國 Arnaldo Carreira-Rosario 提供。

果蠅卵泡

卵泡在 THUNDER 3D細胞培養成像系統上以 63X/1.4 油浸物鏡成像。上面的圖像是 27.5 微米厚 Z 疊的三維最大投影。圖片由美國加州大學伯克利分校 Mark Khoury 和 David Bilder 提供。

脂肪組織的發育和擴張
對整塊脂肪標本進行清晰成像

使用 EDoF 通過 23 幅圖像（總高度為 186 微米）的 z 疊加拍攝的表達 RFP 的脂肪組織圖像：A）原始寬場圖像；B）THUNDER圖像（使用帶有 LVCC 的THUNDER模式生物成像儀拍攝）。圖片由美國達拉斯德克薩斯大學西南醫學中心試金石糖尿病中心 Rana Gupta 博士提供。

花粉

用 20x/0.8 物鏡拍攝，面積為 6mm²，深度為 100μm。15 幅 4 種顏色（DAPI/GFP/TRITC/Cy5）的拼接圖像，共計 13020 幅圖像。視頻由美國徠卡顯微系統公司 James Marr 提供。

成年小鼠卵巢 - 生殖細胞發育
加州大學舊金山分校戴安娜-萊爾德（Diana Laird）博士的研究小組主要研究三個相互關聯的問
題：是否所有發育中的生殖細胞都具有產生功能性卵子或精子的同等潛力；環境因素在發育過程中如何影響生殖細胞；生殖細胞在卵巢和全身衰老中的作用是什么？他們利用小鼠模型和人類細胞，在產前暴露于干擾內分泌的化學物質和社會心理壓力以及脆性X原發性卵巢發育不全等不孕癥遺傳原因的現實環境中探索這些問題。

大容量Computational Clearing

萊爾德實驗室的一個研究領域是衰老和卵巢儲備。博士后研究員 Bikem Soygur 博士以小鼠卵巢為模型，研究從胚胎發育到成年各個時間點的生殖細胞維持和衰老。其中一個挑戰是成年卵巢很難成像，即使用光學折射率匹配方法也很難清除。NOBOX是一種卵母細胞特異性同工酶基因，在早期卵泡生成過程中起著關鍵作用，是非綜合征性卵巢功能衰竭的候選基因。

利用THUNDER成像儀的3D細胞培養技術，可以在幾分鐘內對整個小鼠卵巢成像，然后進行大體積計算清除（LVCC），以獲得對比度更高的圖像，而不會出現傳統寬場圖像的混濁現象。

將成年小鼠卵巢固定并用抗-NOBOX 染色，然后用改良 3DISCO 清除。將卵巢放入一個自制的孔中，孔底鋪上蓋玻片，然后在THUNDER成像儀三維細胞培養成像系統上用 10X/0.32 物鏡進行成像。視頻顯示了合并的 4 層馬賽克、586µm 厚的 Z 疊的三維投影，即原始外熒光圖像和 LVCC 后的THUNDER處理圖像。視頻由美國加州大學舊金山分校 Diana Laird 和 Bikem Soygur 博士提供。

★

相關產品

THUNDER Imager Model Organism

全自動宏觀顯微成像系統

THUNDER Imager Tissue全景組織顯微成像系統

了解更多：徠卡顯微