Live-Cell Imaging van Drosophila melanogaster Derde Instar Larvale Hersenen
23 juni 2023
Hier bespreken we een workflow om levende explant-hersenen van Drosophila melanogaster derde instarlarven voor te bereiden, te ontleden, te monteren en in beeld te brengen om de cellulaire en subcellulaire dynamiek onder fysiologische omstandigheden te observeren.
Ons onderzoek richt zich op het bestuderen van de impact van asymmetrische celdeling of ACD, op stamcelproliferatie en differentiatie. We gebruiken Drosophila neurale stamcellen of neuroblasten als een model om de mechanismen, voorschriften en effecten van asymmetrische celdeling op ontwikkeling en neurogenese te begrijpen. De recente ontwikkelingen in kunstmatige intelligentie hebben grote vooruitgang geboekt in beeldkwantificering en -analyse, wat het gebied van beeldvorming van levenscellen aanzienlijk heeft verbeterd.
Het handhaven van de samplekwaliteit voor een langetermijnfilm is een langdurige uitdaging. Hoewel het inzichtelijk is om een monster acht tot 10 uur te observeren, maken logistieke beperkingen, zoals de beeldvormingsvereisten van het monster en de beschikbare beeldvormingstools, het moeilijk. Ons protocol pakt dit aan door langetermijnbeeldvorming aan te tonen zonder de kwaliteit van het monster te beïnvloeden.
Onze techniek kan gemakkelijk worden overgenomen en toegepast op het veld door nieuwkomers. Met enige tijd en oefening kan men op korte en lange termijn films genereren, die het potentieel hebben om inzichtelijke en zinvolle gegevens op te leveren.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel bespreekt een workflow voor het prepareren, dissekeren, monteren en afbeelden van levende explant-hersenen van Drosophila melanogaster larven in het derde stadium. De focus ligt op het observeren van cellulaire en subcellulaire dynamiek onder fysiologische omstandigheden, in het bijzonder in de context van asymmetrische celdeling in neurale stamcellen.
Belangrijke studieonderdelen
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Celbiologie
- Ontwikkelingsbiologie
Achtergrond
- Asymmetrische celdeling (ACD) is essentieel voor de proliferatie en differentiatie van stamcellen.
- Drosophila-neuroblasten dienen als model voor het bestuderen van ACD-mechanismen.
- Langdurige beeldvorming van levende cellen brengt uitdagingen met zich mee bij het behouden van de monsterkwaliteit.
- Vooruitgang in AI heeft de kwantificering en analyse van beelden verbeterd.
Doel van de studie
- Om de impact van ACD op neurogenese te onderzoeken.
- Om een protocol te ontwikkelen voor langetermijnbeeldvorming van levende monsters.
- Om het begrip van de dynamiek van neurale stamcellen te verbeteren.
Gebruikte methoden
- Voorbereiding en dissectie van Drosophila-hersenen.
- Montage- en beeldvormingstechnieken voor levende explantaten.
- Toepassing van AI-tools voor beeldanalyse.
- Protocollen voor langetermijnobservatie om de integriteit van de monsters te behouden.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle beeldvorming van levende hersenexplantaten over langere perioden.
- Inzichten in de cellulaire dynamiek tijdens ACD.
- Aantoonde dat langetermijnbeeldvorming haalbaar is zonder kwaliteitsverlies.
- Bijgedragen aan het begrip van de rol van ACD bij neurogenese.
Conclusies
- De ontwikkelde workflow maakt effectieve langetermijnbeeldvorming van neurale stamcellen van Drosophila mogelijk.
- De bevindingen verbeteren het begrip van ACD in de stamcelbiologie.
- Deze aanpak kan worden toegepast op andere live-cell imaging-studies.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Leidinggevenden
Live-cell imaging van de hersenen van Drosophila-larven in het derde instarstadium maakt directe observatie van de asymmetrische deling van neurale stamcellen mogelijk, wat bijdraagt aan mechanische risicoreductie en targetvalidatie in neuro-ontwikkelingsonderzoek. Deze workflow pakt de uitdaging aan om de levensvatbaarheid van monsters tijdens langdurige imaging te behouden, waardoor robuuste, kwantitatieve gegevens over celpolariteit, spoeloriëntatie en differentiatie worden verkregen. De methode vergroot het voorspellende vertrouwen bij vroege ontdekkingspunten en ondersteunt de translationele continuïteit voor portfolio's die gericht zijn op neurogenese.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt real-time ondervraging mogelijk van delingsmechanismen van neurale stamcellen die relevant zijn voor targetvalidatie.
- Ondersteunt biologisch de-risking door de spatiotemporele dynamiek van celbestemmingsbepaling te visualiseren.
- Faciliteert voorspellend vertrouwen bij de selectie van signaalroutes voor neurodevelopmentale targets.
Screening & Assayontwikkeling
- Bereidt gevalideerde explant-systemen voor voor downstream kwantitatieve imaging-assays.
- Standaardiseert de monsterbereiding om reproduceerbaarheid en robuuste data-acquisitie te waarborgen.
- Maakt schaalbare imaging-workflows mogelijk voor de evaluatie van verbindingen in neurale contexten.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Lijnt live-cell imaging-resultaten uit met ziekterelevante neurogenese-modellen.
- Biedt continuïteit van mechanistische ontdekking tot preklinische validatie van neurale targets.
- Ondersteunt risico-gecorrigeerde beslissingen over verdere ontwikkeling door cellulaire dynamiek te koppelen aan functionele uitkomsten.
Integratie van pipeline en workflow
Dit protocol voor live-cell imaging is geïntegreerd vanaf de vroege ontdekking via lead-identificatie tot preklinisch onderzoek in pipelines gericht op neurobiologie.
- Discovery Biology: Maakt hypothesetoetsing mogelijk voor mechanismen van asymmetrische deling en neurale differentiatie.
- Screening: Levert reproduceerbare, kwantitatieve imaging-resultaten voor comparatieve analyse.
- Analytics: Biedt high-content, tijdsondersteunde gegevens voor statistische evaluatie van delingsdynamiek.
- Translationeel Onderzoek: Slaat een brug tussen mechanistische inzichten en ziekterelateerde neurale modellen wanneer ondersteund door imaging-resultaten.
- Enterprise Reuse: Vestigt een herbruikbaar imaging-platform voor diverse neuro-ontwikkelingsstudies.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit bij de validatie van neurale targets.
- Operationele waarde: Standaardiseert langetermijn-imaging en monsterverwerking voor reproduceerbaarheid en schaalbaarheid.
- Strategische waarde: Verbetert go/no-go-beslissingen en kapitaalefficiëntie door vroeg in de pipeline robuuste, kwantitatieve gegevens te leveren.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van programma's en targets gerelateerd aan neurogenese mogelijk.
Overwegingen bij de implementatie
- Vereist expertise in Drosophila-neurobiologie en live-cell imaging technieken.
- Vereist toegang tot geavanceerde microscopie en infrastructuur voor beeldanalyse.
- Noodzaak tot cross-team standaardisatie van dissectie- en imagingprotocollen.
- Aanpassing kan nodig zijn voor verschillende neurale populaties of imagingplatforms.
- De levensvatbaarheid van monsters en de imagingduur worden beperkt door de kwaliteit van de preparatie en supplementen in het medium.
Veelgestelde vragen over biofarmaceutica
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:20
Staging and Collecting Drosophila melanogaster Third Instar Larvae
2:06
Fat Body Collection from Drosophila melanogaster Third Instar Larvae
2:55
Dissection of Drosophila melanogaster Third Instar Larval Brain for Live‐Cell Imaging
4:30
Mounting and Live‐Cell Imaging of Drosophila melanogaster Third Instar Larval Brain
