Методическая статья

Визуализация проекций моторных нейронов и ветвления аксонов с помощью флуоресцентной микроскопии световых листов

29 мая 2025 г.

В этой статье

Аннотация

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Source: Liau, E. S. et al. визуализация моторной навигации по аксонам и количественная оценка арборизации аксонов у эмбрионов мышей с использованием флуоресцентной микроскопии светового листа. J. Vis. Exp. (2018).

Это видео демонстрирует использование флуоресцентной микроскопии светового листа для отображения проекций моторных нейронов и ветвления аксонов в трансгенные эмбрионы мышей. В нем описаны шаги, связанные с подготовкой образцов, визуализацией и 3D-реконструкцией разветвления аксонов для оценки роста и связности моторных нейронов.

Протокол

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Все процедуры, связанные с образцами животных, были рассмотрены и одобрены соответствующим комитетом по этической экспертизе животных.

1. Флуоресцентная микроскопия световых листов (LSFM) (2–3 ч)

  1. }{{}}
    1. Настройка световой оптики 5X/0.1 и оптики обнаружения 5X/0.16. Соберите держатель образца и капилляр для образца (внутренний диаметр 1,5 мм, зеленого цвета) и поместите их в микроскоп.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Обратитесь к руководству по эксплуатации микроскопа для получения подробных процедур настройки.
    2. Установите эмбрион следующим образом:
      1. Подготовьте наконечник пипетки P200, отрезав верхнюю часть так, чтобы она соответствовала диаметру капилляра, и удалите заостренную часть (~ 3 мм) для насадки образца.
      2. Расплавьте затупленный конец наконечника пипетки с помощью небольшого пламени.
      3. Потушите пламя и быстро приложите зародыш вертикально к расплавленному концу.
      4. Подогните верхнюю часть наконечника пипетки к капилляру для образца.
    3. Дайте буферу камеры уравновеситься с эмбрионом в течение 1 минуты, чтобы очистить его от мусора или пузырьков.
    4. Используя программное обеспечение для визуализации, выберите Найдите капилляр } под Найдите {{}} и отрегулируйте оси x, y и z для позиционирования капилляра образца.
    5. Выберите Найдите образец и увеличьте масштаб до 0,6 раза, чтобы сфокусироваться на эмбрионе. Поверните эмбрион так, чтобы длинная ось изображенной конечности совпала со световой траекторией двух источников света (Рисунок 1B).
  2. Получение изображений
    1. В вкладке ) определите параметры пути света, такие как цели обнаружения, фильтр блокировки лазера, светоделитель, камеры и лазеры.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В этом эксперименте используется канал зеленого флуоресцентного белка (GFP) (длина волны возбуждения: 488 нм; эмиссионный фильтр: полоса пропускания (BP) от 505 до 545 нм; светоделитель: SPS LP 560).
    2. Установите флажок Pivot scan для уменьшения теней.
    3. Определите параметры сбора данных: глубина цвета, 16 бит; зум, 0,36-0,7X; Односторонняя подсветка (левая/правая) или двухсторонняя подсветка.
    4. Нажмите Непрерывный и установите интенсивность лазера, время экспозиции, мощность лазера и положение светового листа для получения более четких изображений.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Мощность лазера поддерживается как можно ниже, чтобы свести к минимуму фотоповреждения.
    5. Нажмите СТОП , чтобы завершить получение изображения.
  3. Многомерное получение
    1. Определите z-стек, переместив позицию Z для первого и последнего изображения. Нажмите Оптимальный ), чтобы задать номер среза.
    2. Нажмите Начать эксперимент), чтобы получить выбранный z-стек.
    3. Когда это будет сделано, сохраните изображение в формате .czi.
  4. Обработка изображений (опционально)
    1. Продолжайте использовать под каналом , если применяется двусторонняя подсветка. {Многооконная обработка}необходима, если для объединения изображений с нескольких ракурсов получено несколько ракурсов.
    2. Создайте 2D-изображение, используя данные из пикселей максимальной интенсивности вдоль оси проекции в канале Проекция максимальной интенсивности.
    3. В канале Copy} нажмите Подмножество), чтобы выбрать поднаборы изображений из исходного набора.

2. Количественная оценка арборизации аксонов (30 мин для каждого отдельного нерва)

  1. Откройте файл изображения в программном обеспечении для анализа изображений (по умолчанию изображение, содержащее данные XYZ, открывается в режиме Surpass и в виде 3D-рендеринга).
  2. Отрегулируйте цвет, яркость и контрастность изображения с помощью окна Настройка дисплея} (Редактировать | Show Display Adjustment) для обнаружения нитей накала на основе контраста локальной интенсивности.
  3. Нажмите на иконку Добавить новые нити} и выберите алгоритм Автопуть (без цикла)} в выпадающем меню.
  4. Выберите область интереса (в данном случае сегментирующий аксон интереса). Нажмите Далее когда закончите.
  5. Определите начальную и исходную точки, назначив самые большие и тонкие измерения диаметра, которые можно измерить с помощью режима Slice .
  6. Назначьте начальную точку на краю области интереса. Чтобы вручную добавить или удалить начальные точки, сначала измените режим указателя (Navigate | Выберите), а затем Shift + щелчок правой кнопкой мыши в точках интереса.
  7. Выберите ручные пороговые значения для начальных точек, чтобы убедиться, что все видимые арборизации помечены. Изменение режима указателя (Navigate | Выберите), а затем Shift + щелчок левой кнопкой мыши в точках интереса, чтобы вручную добавить или удалить начальные точки.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Важно вручную удалять фоновые шумы и сигналы от соседних нервов.
  8. Установите флажок Удалить начальные точки вокруг начальных точек.
  9. Установите флажок Удалить разъединенные сегменты ), чтобы исключить точки, которые находятся слишком далеко и могут представлять собой фоновый шум. Укажите Максимальная длина промежутка на следующем шаге, чтобы определить верхний предел для исключения.
  10. Настройте порог для вычитания фона, который использует фильтр Гаусса для оценки интенсивности фона каждого воксела.
  11. Установите автоматический порог диаметра дендрита с помощью алгоритма Приблизительная площадь сечения.
  12. Пропустите шаги по расчету позвоночника.
  13. Завершите процесс и выберите нужный стиль и цвет.
  14. Снимите галочку с поля объема в Свойства , чтобы просмотреть только восстановленные аксоны.
  15. На вкладке Статистика ) выберите Подробное. Используйте Номер нити. Дендритные концевые точки для количественной оценки двигательных нервных окончаний в качестве индикатора арборизации моторных аксонов.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Статистическая аннотация может быть добавлена при желании.
  16. Экспортируйте изображение восстановленного аксона в виде файла .tif.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

figure-results-1

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Hb9::GFPЛаборантия Джексона005029Соберите эмбрионы эмбрионального дня 13.5 (E13.5)
4% Параформальдегид (PFA) <
Фосфатный буфер солевой 10X (PBS 10X) For 1L: добавьте 80 г NaCl, 2 г KCl, 14,4 г гидрофосфата натрия, 2,4 г дигидрофосфата калия и долейте воду двойной дистилляции. Автоклав и хранить в компании RT.
Triton X-100SigmaX100-500ML
Фетальная сыворотка крупного рогатого скотаThermoFisher26140079 <
Sheep polyclonal anti-GFPAbD Serotec4745-10511:1000
Alexa Fluor 488 donkey anti-sheepInvitrogenA-110151:1000
RapiClear 1.47 очищающий реагентSunJin LabRC147001
1.5ml micro tubeSarstedt72.690.001 <
24 колодца plateThermoFisher142475
5 SA Tweezerideal-tek3480641 <
Iris Scissors striaght sharp/sharpAesculapBC110R
Microsurgery Scalpels, single useAesculapBA365
Disputing microscopeNikonSMZ800<
ShakerTKSRS-01
Lightsheet Z.1 microscopeCarl Zeiss Microscopy
Bitplane, Цюрих, Швейцария<
B6.Cg-Tg(Hlxb9-GFP)1Tmj/J (Hb9::GFP мыши)Лаборатория Джексона005029
td style='border-bottom:1px solid #000000;border-right:1px solid #000000;overflow:hidden;padding:0px 3px; vertical-align:bottom;white-space:normal;word-wrap:break-word;wrap-strategy:4;'>For 200ml: Добавьте 20мл 10X PBS, 8g PFA в воду двойной дистилляции. Отрегулируйте pH до 7,4 с помощью NaOH (10N). Фильтр простерилизовать и хранить при температуре -20 °C.tr style='height:20px;'>tr style='height:20px;'>tr style='height:20px;'>td style='border-bottom:1px solid #000000;border-right:1px solid #000000;overflow:hidden;padding:0px 3px;vertical-align:bottom;'> <tr style='height:20px;'>td style='border-bottom:1px solid #000000;border-right:1px solid #000000;overflow:hidden;padding:0px 3px;vertical-align:bottom;'>

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Light Sheet Fluorescence MicroscopyMotor Neuron ProjectionsAxon Branching3D ReconstructionSample PreparationGFP ExpressionImaging AnalysisFilament DetectionMotor Axon ArborizationMouse Embryos

Похожие статьи