Live-Cell Imaging van Drosophila melanogaster Derde Instar Larvale Hersenen
June 23rd, 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.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Overzicht
Dit artikel bespreekt een werkstroom voor het voorbereiden, dissekeren, monteren en beeldvorming van levende explantaat hersenen van Drosophila melanogaster derde instar larven. De focus ligt op het observeren van cellulaire en subcellulaire dynamica onder fysiologische omstandigheden, met name in de context van asymmetrische celdeling in neurale stamcellen.
Belangrijke onderdelen van het onderzoek
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschap
- Celbiologie
- Ontwikkelingsbiologie
Achtergrond
- Asymmetrische celdeling (ACD) is cruciaal voor stamcelproliferatie en differentiatie.
- Drosophila neuroblasten dienen als model voor het bestuderen van ACD mechanismen.
- Langdurige beeldvorming van levende cellen presenteert uitdagingen bij het behoud van monsterkwaliteit.
- Vorderingen in AI hebben de beeldkwantificering en analyse verbeterd.
Doel van het onderzoek
- Om de impact van ACD op neurogenese te verkennen.
- Om een protocol te ontwikkelen voor langdurige beeldvorming van levende monsters.
- Om het begrip van de dynamica van neurale stamcellen te verbeteren.
Gebruikte methoden
- Voorbereiding en dissectie van Drosophila hersenen.
- Monteer- en beeldvormingstechnieken voor levende explantaten.
- Toepassing van AI-tools voor beeldanalyse.
- Long-term observatieprotocollen om de monsterintegriteit te behouden.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle beeldvorming van levende explantaat hersenen over langere perioden.
- Inzichten in de cellulaire dynamica tijdens ACD.
- Aangetoond de haalbaarheid van langdurige beeldvorming zonder kwaliteitsverlies.
- Heeft bijgedragen aan het begrip van de rol van ACD in neurogenese.
Conclusies
- De ontwikkelde werkstroom maakt effectieve langdurige beeldvorming van Drosophila neurale stamcellen mogelijk.
- Bevindingen verbeteren het begrip van ACD in de stamcelbiologie.
- Deze aanpak kan worden toegepast op andere onderzoeken met levende celbeeldvorming.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Live-cell imaging of Drosophila third instar larval brains enables direct observation of neural stem cell asymmetric division, supporting mechanistic de-risking and target validation in neurodevelopmental research. This workflow addresses the challenge of maintaining sample viability for extended imaging, providing robust, quantitative data on cell polarity, spindle orientation, and differentiation. The method enhances predictive confidence at early discovery inflection points and supports translational continuity for neurogenesis-focused portfolios.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables real-time interrogation of neural stem cell division mechanisms relevant to target validation.
- Supports biological de-risking by visualizing spatiotemporal dynamics of cell fate determination.
- Facilitates predictive confidence in pathway selection for neurodevelopmental targets.
Screening & Assay Development
- Prepares validated explant systems for downstream quantitative imaging assays.
- Standardizes sample preparation to ensure reproducibility and robust data acquisition.
- Enables scalable imaging workflows for compound evaluation in neural contexts.
Translational & Preclinical Research
- Aligns live-cell imaging outputs with disease-relevant neurogenesis models.
- Provides continuity from mechanistic discovery to preclinical validation of neural targets.
- Supports risk-adjusted advancement decisions by linking cellular dynamics to functional outcomes.
Pipeline & Workflow Integration
This live-cell imaging protocol integrates from early discovery through lead identification and preclinical research in neurobiology-focused pipelines.
- Discovery Biology: Enables hypothesis testing on asymmetric division and neural differentiation mechanisms.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative imaging outputs for comparative analysis.
- Analytics: Provides high-content, time-resolved data for statistical evaluation of division dynamics.
- Translational Research: Bridges mechanistic insights to disease-relevant neural models when supported by imaging outputs.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable imaging platform for diverse neurodevelopmental studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in neural target validation.
- Operational Value: Standardizes long-term imaging and sample handling for reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by providing robust, quantitative data early in the pipeline.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of neurogenesis-related targets and programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in Drosophila neurobiology and live-cell imaging techniques.
- Demands access to advanced microscopy and image analysis infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization of dissection and imaging protocols.
- Adaptation may be needed for different neural populations or imaging platforms.
- Sample viability and imaging duration are limited by preparation quality and medium supplementation.
Biopharma FAQs
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
