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研究人脑发育和疾病

人类皮质球体的高分辨率成像

具体地,由于球状样品的厚度,当用常规显微镜方法对这种活的3D样品进行成像时,通常遇到雾度和对比度损失。在这里,证明了THUNDER Imager模型生物以及与大容量计算清除(LVCC)一起使用的THUNDER Imager 3D细胞培养物能够提供清晰且高对比度的荧光标记皮质球体图像。

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Introduction

研究人脑发育的最大挑战之一是获取完整且功能正常的人脑组织 [1]。源自3D hiPSC的开发的最新进展 neural in 与传统的2D单层神经元培养相比,体外培养允许对体内组织进行更准确的建模 [1,2]。神经球体是3D iPSC衍生的神经元培养物,概述了人脑的细胞结构,可用于在发育过程中对脑组织进行建模 [1,2]。例如,在体外组装的神经球体可用于研究神经元如何在发育中的大脑皮层中迁移,成熟并整合到功能网络中。神经球的成像和研究方面的进展具有巨大的潜力,可以获得对神经发育障碍以前难以接近的方面的机械见解,开发新的疗法并促进神经再生研究。

Challenges

厚厚的3D生物样本(例如神经球体)的成像需要一种成像解决方案,该解决方案可以在大面积上进行快速筛选,同时在样本内部的深点产生具有良好对比度的清晰图像。因此,使用基于照相机的宽视场荧光显微镜对活球体成像会带来一些重要挑战。尽管它具有易用性,速度和检测灵敏度,但是当用于可视化厚样本时,宽视野显微镜通常会产生散焦模糊或“模糊”的图像。由于从样本内的失焦平面发出的检测到的荧光信号而产生这种效果,并且显着降低了图像对比度。此外,共聚焦显微镜可用于捕获球状体的3D图像,但是,通常需要很长的扫描时间才能捕获整个神经球的图像。

Methods

用1.7毫米直径的活的完整皮质球体成像 THUNDER Imager模型生物THUNDER成像仪组织。使用2倍0.15 NA物镜和3.4倍变焦倍数获取THUNDER Imager模型生物的皮质球体图像。使用THUNDER成像仪组织拍摄的球状图像是使用10倍物镜捕获的,该物镜无法对整个神经球成像。对于这两个THUNDER成像仪,均采用大容量计算清除(LVCC)[3]来清除雾度并提高原始原始图像的对比度和分辨率。

 

Results

使用光片显微镜对皮质球体成像的过程需要大量的时间投入。相反, THUNDER成像仪 由于宽视野立体显微镜的更快速度以及计算清除功能的结合,提供了一种快速筛选和成像神经球体的方法 。图1中显示的清除皮质球状体的图像是用 THUNDER Imager模型生物。此外,图2中显示的类似皮质球体是通过 THUNDER成像仪组织。两种类型的THUNDER Imager均可用于神经球成像,而THUNDER Imager模型生物(立体显微镜结合计算清除 [3]),使用户可以观察整个球体以及球体的不同区域,从而使标本筛查变得更快,更容易。

Conclusions

用一个 THUNDER Imager模型生物 要么 THUNDER成像仪组织 和大容量计算清算(LVCC) [3] 对皮质球体成像可以产生清晰清晰的图像,同时消除了广角镜系统典型的散焦模糊或混浊。此外,THUNDER Imagers可以轻松筛查大面积的球体,从而在用于3D图像重建的整个Z堆栈中具有更高的对比度和更清晰的细节。对于皮质球体的成像,THUNDER Imager模型生物体(基于立体显微镜)提供了自由缩放和放大标本的功能,从而易于观察整个球体和不同区域。此功能可进行更快速,更直接的筛选  of specimens.