倒立共焦点顕微鏡での上皮組織動態を長期モニタリングするための合理化された生体内イメージングアプローチ
June 30th, 2023
このプロトコルは、倒立共焦点顕微鏡を使用して生体内イメージングを簡素化する新しいツールを提供します。
倒立共焦点顕微鏡を用いて生きたマウスの生体内イメージングを行うツールを開発しました。これにより、ホメオスタシス(恒常性)を通じて皮膚細胞の動態を追跡し、疾患の発症と進行における細胞の挙動を比較することができます。多光子顕微鏡は、生体内細胞追跡を実現するために適用される主要なアプローチです。
しかし、これらの顕微鏡の欠点には、日常的なイメージングの汎用性が限られていること、コストが高いこと、技術的な複雑さなどがあります。当社の新しいツールは、in vivo生体内イメージングのための汎用性の高い倒立共焦点顕微鏡の使用を可能にします。デザインファイルを変更することで、ステージインサートの寸法をカスタマイズして、あらゆるメーカーの倒立顕微鏡に適合させることができます。
対物レンズの穴は、任意の動物モデルや組織に合わせてサイズや位置を変えることができます。
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概要
この研究では、生きているマウスで、反転型共焦点顕微鏡を用いた生体内イメージングを行う新しいツールを紹介しています。これにより、研究者はホメオスタシスと疾患進行中の皮膚細胞のダイナミクスを追跡することができます。この新しいツールは多光子顕微鏡の限界に対処し、生体内イメージングをより使いやすく多用途にします。
主要な研究要素
研究分野
- 生体内イメージング
- 皮膚細胞のダイナミクス
- 顕微鏡技術
背景
- 多光子顕微鏡の現在の限界には、高コストと技術的複雑さが含まれます。
- 反転型共焦点顕微鏡は、生きた組織のための多用途なイメージングオプションを提供します。
- カスタマイズされた設計により、異なる動物モデルへの適応が可能になります。
使用した方法
- カスタム3Dプリントされた挿入物を使用した反転型共焦点顕微鏡
- 生物学的システムとしての生きたマウス
- 様々な組織のためのカスタマイズ可能なイメージングセットアップ
主な結果
- 最小限のドリフトで蛍光標識された耳組織のZ-スタックの取得に成功しました。
- 長期間にわたる皮膚細胞（mCherryとGFP陽性）の連続イメージングが可能になりました。
- 安定したイメージングのための3Dプリントされた生体内イメージング挿入物の有効性が検証されました。
結論
- この研究は、生体内イメージング能力を向上させる革新的なアプローチを示しています。
- このツールは、生きたモデルにおける細胞ダイナミクスの研究能力を向上させ、細胞生物学研究を進めます。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Long-term intravital imaging of epithelial tissue dynamics is critical for understanding cellular behaviors underlying disease initiation and progression. This streamlined approach using inverted confocal microscopy lowers technical and cost barriers, enabling broader adoption of in vivo imaging in discovery-stage biopharma research. Enhanced accessibility to stable, quantitative live-cell imaging supports predictive confidence in early target validation and mechanistic studies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct observation of live cell behaviors in intact tissue environments.
- Supports mechanistic de-risking by tracking cellular responses during disease onset.
- Facilitates functional target validation through longitudinal monitoring of cell dynamics.
- Improves predictive confidence for early-stage portfolio triage.
Screening & Assay Development
- Provides validated, reproducible imaging of fluorescently labeled cells in vivo.
- Delivers quantitative Z-stack outputs for robust assay development.
- Supports standardization and scalability across multiple tissue types and animal models.
- Enables reliable evaluation of compound effects on tissue-level cell dynamics.
Translational & Preclinical Research
- Aligns in vivo imaging outputs with disease-relevant models for translational continuity.
- Enables risk-adjusted advancement decisions based on real-time tissue responses.
- Supports biomarker discovery by correlating dynamic cell behaviors with disease progression.
- Provides mechanistic insights that inform preclinical model selection.
Pipeline & Workflow Integration
This imaging platform integrates from early discovery through preclinical research, supporting hypothesis testing, target validation, and translational studies.
- Discovery Biology: Enables hypothesis-driven interrogation of cell dynamics in native tissue context.
- Screening: Provides reproducible, quantitative imaging outputs for assay readiness.
- Analytics: Supports longitudinal measurement of cellular behaviors and tissue stability.
- Translational Research: Bridges discovery and preclinical validation with disease-relevant imaging data.
- Enterprise Reuse: Customizable design allows adaptation across platforms and organ systems.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in live tissue studies.
- Operational Value: Streamlines imaging workflows with standardized, reusable components.
- Strategic Value: Enables better go/no-go decisions and capital efficiency by reducing technical barriers.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of discovery programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in live animal handling and confocal microscopy operation.
- Needs access to inverted confocal microscopes and compatible 3D-printed stage inserts.
- Demands cross-team standardization for imaging protocols and data analysis.
- Adaptable to various animal models and tissue types with design modifications.
- Practical limitations include maintaining animal viability and imaging stability over extended sessions.
