Визуализация живых клеток личинки Drosophila melanogaster третьего возраста
23 июня 2023 г.
Здесь мы обсуждаем рабочий процесс подготовки, препарирования, монтажа и изображения живого мозга эксплантата личинок третьего возраста Drosophila melanogaster для наблюдения за клеточной и субклеточной динамикой в физиологических условиях.
Наше исследование сосредоточено на изучении влияния асимметричного деления клеток или ACD на пролиферацию и дифференцировку стволовых клеток. Мы используем нервные стволовые клетки или нейробласты дрозофилы в качестве модели, чтобы понять механизмы, регуляции и влияние асимметричного деления клеток на развитие и нейрогенез. Последние разработки в области искусственного интеллекта добились значительных успехов в количественной оценке и анализе изображений, что значительно продвинуло вперед область визуализации живых клеток.
Поддержание качества сэмплов для долгосрочного фильма — давняя задача. Несмотря на то, что наблюдение за образцом в течение восьми-10 часов является проницательным, логистические ограничения, такие как требования к визуализации образца и доступные инструменты визуализации, затрудняют его. Наш протокол решает эту проблему, демонстрируя долгосрочную визуализацию, не влияя на качество образца.
Наша техника может быть легко принята и применена в этой области новичками. С некоторым временем и практикой можно реально создавать краткосрочные и долгосрочные фильмы, которые могут дать проницательные и значимые данные.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной статье рассматривается рабочий процесс подготовки, препарирования, монтирования и визуализации живых эксплантатов мозга личинок Drosophila melanogaster третьей стадии развития. Основное внимание уделяется наблюдению за клеточной и субклеточной динамикой в физиологических условиях, в частности, в контексте асимметричного деления нейральных стволовых клеток.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Клеточная биология
- Биология развития
Теоретические основы
- Асимметричное деление клеток (ACD) имеет решающее значение для пролиферации и дифференцировки стволовых клеток.
- Нейробласты Drosophila служат моделью для изучения механизмов ACD.
- Длительная визуализация живых клеток создает сложности в поддержании качества образцов.
- Достижения в области ИИ улучшили количественную оценку и анализ изображений.
Цель исследования
- Изучить влияние ACD на нейрогенез.
- Разработать протокол для длительной визуализации живых образцов.
- Углубить понимание динамики нейральных стволовых клеток.
Используемые методы
- Подготовка и диссекция головного мозга Drosophila.
- Методы монтажа и визуализации живых эксплантатов.
- Применение инструментов ИИ для анализа изображений.
- Протоколы длительного наблюдения для сохранения целостности образцов.
Основные результаты
- Успешная визуализация живых эксплантов мозга в течение длительного периода времени.
- Получение данных о клеточной динамике во время ACD.
- Демонстрация возможности проведения длительной визуализации без потери качества.
- Вклад в понимание роли ACD в нейрогенезе.
Выводы
- Разработанный рабочий процесс обеспечивает эффективную долгосрочную визуализацию нейральных стволовых клеток Drosophila.
- Полученные результаты расширяют понимание ACD в биологии стволовых клеток.
- Данный подход может быть применен в других исследованиях по визуализации живых клеток.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Визуализация живых клеток мозга личинок Drosophila третьей стадии позволяет напрямую наблюдать асимметричное деление нейральных стволовых клеток, что способствует механистическому снижению рисков и валидации мишеней в исследованиях нейроразвития. Данный рабочий процесс решает проблему поддержания жизнеспособности образцов при длительной визуализации, обеспечивая получение надежных количественных данных о полярности клеток, ориентации веретена деления и дифференцировке. Этот метод повышает прогностическую уверенность на ранних этапах поиска и обеспечивает трансляционную преемственность для портфелей исследований, сфокусированных на нейрогенезе.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичное обнаружение и валидация мишени
- Позволяет в режиме реального времени изучать механизмы деления нейральных стволовых клеток, что имеет важное значение для валидации мишеней.
- Способствует снижению биологических рисков за счет визуализации пространственно-временной динамики определения судьбы клеток.
- Повышает прогностическую уверенность при выборе путей для нейроонтогенетических мишеней.
Скрининг и разработка анализа
- Подготовка валидированных систем эксплантатов для последующих количественных методов визуализации.
- Стандартизация подготовки образцов для обеспечения воспроизводимости и надежного сбора данных.
- Обеспечение масштабируемых рабочих процессов визуализации для оценки соединений в нейронном контексте.
Трансляционные и доклинические исследования
- Сопоставляет результаты визуализации живых клеток с моделями нейрогенеза, имеющими значение для изучения заболеваний.
- Обеспечивает преемственность от выявления механизмов к доклинической валидации нейрональных мишеней.
- Поддерживает принятие решений о дальнейшем продвижении с учетом рисков, связывая клеточную динамику с функциональными результатами.
Интеграция в конвейер и рабочий процесс
Данный протокол визуализации живых клеток интегрируется в рабочие процессы нейробиологических исследований: от этапа первичного поиска до идентификации ведущих соединений и доклинических исследований.
- Фундаментальная биология: позволяет проверять гипотезы о механизмах асимметричного деления и нейрональной дифференцировки.
- Скрининг: обеспечивает воспроизводимые количественные результаты визуализации для сравнительного анализа.
- Аналитика: предоставляет высококонтентные данные с временным разрешением для статистической оценки динамики деления.
- Трансляционные исследования: позволяет перенести понимание механизмов на релевантные модели заболеваний нервной системы при наличии данных визуализации.
- Корпоративное повторное использование: создает многократную платформу визуализации для различных исследований нейроразвития.
Операционное и корпоративное влияние
- Научная ценность: Повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неопределенность при валидации нейронных мишеней.
- Операционная ценность: Стандартизирует долгосрочную визуализацию и работу с образцами для обеспечения воспроизводимости и масштабируемости.
- Стратегическая ценность: Оптимизирует принятие решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и повышает эффективность использования капитала за счет получения надежных количественных данных на ранних этапах процесса.
- Влияние на портфель: Позволяет осуществлять приоритезацию программ и мишеней, связанных с нейрогенезом, с учетом скорректированных рисков.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области нейробиологии Drosophila и методов визуализации живых клеток.
- Необходим доступ к передовой инфраструктуре микроскопии и анализа изображений.
- Требуется стандартизация протоколов диссекции и визуализации между исследовательскими группами.
- Может потребоваться адаптация для различных популяций нейронов или платформ визуализации.
- Жизнеспособность образцов и продолжительность визуализации ограничены качеством подготовки и составом добавок в среду.
Часто задаваемые вопросы о биофармацевтике
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
