이 연구 murine 마음 공부 광 청소와 함께 양면 조명 빛 시트 형광 현미경 검사 법 (LSFM) 기법을 사용 합니다.
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이 연구 murine 마음 공부 광 청소와 함께 양면 조명 빛 시트 형광 현미경 검사 법 (LSFM) 기법을 사용 합니다.
빛 시트 형광 현미경 검사 법은 축 고해상도 마이크로미터에서 밀리미터 규모와 빠른 이미지 수집을 위해 널리 사용 되었습니다. 전통적인 빛 시트 기술 샘플 조직에서 기가 감독 단일 조명 광속의 사용을 포함 한다. 단일 조명 광선을 사용 하 여 생성 되는 큰 샘플의 이미지 줄무늬 또는 아티팩트를 포함 하 고는 조직에 의해 빛의 흡수와 산란 감소 해상도에서 고통. 이 연구 양면 조명 광속 및 단순화 된 선명도 광학 기술 murine 마음에 대 한 삭제를 사용 합니다. 이러한 기술은 마음에서 지질을 제거 하 여 깊은 이미징에 대 한 허용 하 고 영상, 10 x 10 x 10 m m3보다 더 큰 분야를 생산. 결과적으로,이 전략을 수 있습니다 계량 실의 크기, 심장 계보를 추적 하 고 심장 특정 단백질 및 충분 한 대비와 성인 쥐 심 혼에는 출생에서 이온 채널의 공간 분포를 지역화 하 고 해상도입니다.
빛-시트 형광 현미경 검사 법 1903 년에 처음 개발 하는 기술 이었고, 유전자 발현을 연구 하 고 조직 샘플1,2,3또는 4 차원 3 차원 모델을 생성 하는 방법으로 오늘 사용 된다. 이 이미징 방법만 그 비행기는 검출기에 의해 캡처 있도록 샘플의 단일 면을 밝히는 빛의 얇은 시트를 사용 합니다. 샘플 다음 이동할 수 있습니다 축 방향으로 각각 캡처 레이어, 한 번에 하나의 섹션 및 인수 이미지4의 후 처리 후 3 차원 모델을 렌더링. 그러나, 흡수 및 산란 광자의 LSFM 되었습니다 샘플 중 몇 미크론 두께 또는 광학 투명1을 제한.
LSFM의 한계는 제 브라 같은 광학 투명 한 조직 있는 생물의 광범위 한 연구를이 끌고있다. 심장 개발 및 차별화는 종종 연구 zebrafish에 있기 때문에 인간과 zebrafish5,6보존된 유전자. 이러한 연구는 cardiomyopathies6,7에 관련 된 심장 연구에 발전을 이끈, 비록 여전히 포유류와 같은 수준의 유기 체에 유사한 연구 수행 필요가 하다.
포유류 심장 조직의 두께와 불투명도 조직, 전통적인 LSFM 방법1 아래 샘플의 단면 조명으로 인해 발생 하는 스트라이핑에 붉은 혈액 세포, 헤모글로빈 때문 흡수의 과제를 안으십시오 , 8. 이러한 제한에 대 한 보상, 우리 양면 조명과 선명도 기법9 일치 하는 솔루션 (RIMS) 굴절 인덱스와 결합의 단순화 된 버전을 사용 하 여 제안. 따라서,이 시스템은8비행기 축과 측면에서 좋은 품질의 해상도 유지 하면서 10 m m3 x 10 x 10 보다 크면 시료의 이미징에 대 한 수 있습니다.
이 시스템은 먼저 유리 튜브 내에서 다른 구성에서 배열 하는 형광 구슬을 사용 하 여 보정 됩니다. 그런 다음, 시스템 출생 및 성인 murine 마음을 이미지를 사용 되었다. 첫째, 출생 후 마우스 마음은 7 일 (P7) 심 실 구멍, 심 실 벽, 밸브 구조 및 trabeculation의 존재의 두께 공개에 몇 군데. 둘째, 연구 cardiomyocytes Cre 표시와 노란 형광 성 단백질 (YFP) 1 일 (P1)에서 출생 마우스 마음을 사용 하 여 cardiomyocytes에 분화 것 셀을 식별 하기 위해 실시 됐다. 마지막으로, 7.5 개월에서 성인 쥐 유전자 치료8후 신장 외부 골 수 칼륨의 존재 (ROMK) 채널을 관찰 하는 몇 군데 했다.
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동물의 사용을 포함 하는 모든 절차는 캘리포니아 대학, 로스 앤젤레스, 캘리포니아에서 기관 검토 위원회 (IACUC)에 의해 승인 되었습니다.
1. 영상 시스템 설치
주: 그림 1 과 그림 2를 참조 하십시오.
2. 이미징 시스템 교정
3. 샘플 준비
4. 성인 심장 이미징
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설명 하는 기술은 여기 깊은 이미징 깊이 및 충분 한 이미지 해상도 (그림 1) 더 큰 이미징 볼륨 마우스 심장 조직 샘플의 광학 청소와 함께 양면 조명 광선을 사용. 시스템 보정, 형광 구슬 유리 튜브 내부와 이미징 시스템 내에서 배치 했다. 구슬에 몇 군데 했다 그리고 x y 평면, y z 평면, 시각 그리고 포인트를 x-z 평면에서 시스템8기능 (PSF)를 확산. 시스템 보정 d측면 ≈의 측면 방향에서 해결 생산 2.8 µ m 및 dXZ ≈ 17.4 µ m 및 dYZ ≈ 17.9 µ m 포함 중간8로 글리세롤을 사용 하는 경우의 축 방향에서 해결.
형광 구슬 캘리...
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LSFM 시스템 및 여기에 설명 된 기술 개발의 출생 및 성인 단계에서 이미지 마우스 마음에 광 청소와 함께 양면 조명 광속을 이용 한다. 전통적인 단일 조명 광선은 광자 산란 및 흡수 두꺼운 및 더 큰 조직 샘플1,3에서 겪고 있다. 양면 보 샘플, 스트라이핑 및 종종 한 면 조명에 의해 생산 하는 이미지에 표시 되는 다른 아티팩트 효과 최소화의 더 심지어 조명을 제공 합니다. 이 기술은 또한 듀얼 가우스 빔8의 위치를 조정 하 여 몇 군데 수 샘플의 크기를 증가 시킵니다. 단일 조명 제 브라와 초파리 의 마음 같은 작은 마음에 샘플의 크기를 제한 하는 반면이 광선의 최대 분리 조직 샘플 성인 마우스 마음 처럼 크기가 몇 밀리미터 이미징에 대 한 허용 .
형광 이미징 광학 투명 하지 않은 조직에 더 도전 산란 조직 ...
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저자는 공개 없다.
저자는 마우스 샘플 이미지를 제공 하기 위한 UCLA에서 타오 구 엔과 아츠 시 나카노에 게 감사를 표현 하 고 싶습니다. 이 연구는 NIH (Tzung K. Hsiai)에 HL118650, HL083015 (Tzung K. Hsiai)를, (N. C. 치 및 Tzung K. Hsiai)에 HD069305, HL111437 (Tzung K. Hsiai N. C. 치)를, (에 Tzung K. Hsiai), HL129727 및 텍사스 대학교 시스템 교부 받음 (지주에 자금에 의해 지원 되었다 리)입니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| CW Laser | Laserglow Technologies | LMM-GBV1-PF3-00300-05 | 형광단의 여기 |
| 중성 밀도 필터 | Thorlabs | NDC-50C-4M | 시스템에 들어가는 빛의 양 제어 |
| 무채색 빔 확장기 | Thorlabs | GBE05-A | 광선 확장 |
| 기계식 슬릿 | Thorlabs | VA100C | 빔 |
| 빔 스플리터 | Thorlabs | BS013 | 형태 이중 조명 빔 |
| 1X 대물 렌즈가 있는 실체 현미경 | Olympus | MVX10 | 샘플 관찰에 사용 |
| ORCA-Flash4.0 LT sCMOS 카메라 | Hamamatsu Photonics | C11440-42U | 이미지 캡처에 사용 |
| 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), | Stratasys | uPrint | , 샘플 홀더를 3D 프린팅하는 데 사용되는 재료 |
| 형광 폴리스티렌 비드 | Spherotech Inc | PP-05-10 | 이미징 시스템 보정에 사용 |
| 붕규산 유리 튜브 | Corning | Pyrex 7740 | 샘플 임베딩용 튜빙 |
| 글리세롤 | Fisher Scientific | BP229-4 | 샘플 챔버 채우기 |
| 인산염 완충 식염수 | Fisher Scientific | BP39920 | 마우스 심장용 헹굼 용액 |
| 파라포름알데히드 | 전자 현미경 과학 | RT-15700 | 첫 번째 배양 용액 |
| 아크릴아미드 | Wako Chemicals | AAL-107 | 마우스 심장용 두 번째 배양 용액을 위해 2,2'-Azobis dihydrochloride와 혼합 |
| 2,2'-Azobis dihydrochloride | Wako Chemicals | VA-044 | 마우스 심장 |
| 용 두 번째 배양 용액을 위해 아크릴아미드와 혼합소듐 도데실 설페이트 | Sigma Aldrich | 71725 | 마우스 심장용 3차 배양 용액을 위해 붕 |
| Boric acid | Fischer Scientific | A74-1 | 마우스 심장용 3차 배양 용액을 위해 도데실황산나트륨과 혼합 |
| Sigma D2158 | Sigma Aldrich | D2158 | 굴절률 정합 용액으로 PB, Tween-20 및 아지드화나트륨과 혼합 |
| Tween-20 | Sigma Aldrich | 11332465001 | 굴절률 정합 용액으로 Sigma D2158, PB 및 Sodium azide와 혼합 |
| azide | Sigma Aldrich | S2002 | 굴절률 정합 용액으로 Sigma D2158, PB 및 Tween-20과 혼합 |
| Vector Biolabs | VB2045 | 로 태그된 심장 특이적 트로포닌 T 프로모터가 있는 Adeno-associated virus vector 9 | 에 결합 시 GFP를 발현 |
| Z825B | 라이트 시트 내에서 축 방향으로 샘플의 이동에 사용 | ||
| K-Cube 브러시 DC 서보 모터 컨트롤러 | Thorlabs | KDC101 | 모터 액추에이터에 연결하여 액추에이터의 움직임을 제어 |
| Amira | FEI 소프트웨어 | N/A | 2D 및 3D 이미지 생성을 위한 시각화 소프트웨어 |
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