Sütunlar ve Katmanlar dendritik Morfoloji Analizi

Chun-Yuan Ting; Philip G. McQueen; Nishith Pandya; Evan S. McCreedy; Matthew McAuliffe; Chi-Hon Lee

doi:10.3791/55410

Method Article

Sütunlar ve Katmanlar dendritik Morfoloji Analizi

DOI:

10.3791/55410

⸱

March 23rd, 2017

Chun-Yuan Ting¹ , Philip G. McQueen² , Nishith Pandya³ , Evan S. McCreedy³ , Matthew McAuliffe³ , Chi-Hon Lee¹

¹Section on Neuronal Connectivity, Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development, National Institutes of Health (NIH), ²Mathematical and Statistical Computing Laboratory, Center for Information Technology, National Institutes of Health (NIH), ³Biomedical Imaging Research Services Section, Center for Information Technology, National Institutes of Health (NIH)

Summary

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

Burada, sütunlar ve katmanlar halinde Drosophila medulla nöronların dendritik yönlendirmesini nasıl analiz edileceğini göstermektir. iş akışı, izleme referans sütun dizisine dendritik milleri tescili için ve 3 boyutlu uzayda dendritik yapıların analizi için görüntü kalitesi ve hesaplama araçlarını geliştirmek için bir çift görünümü görüntüleme tekniği içerir.

Abstract

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

Böyle sinek optik loblar ve omurgalı korteks gibi merkezi sinir sistemi, birçok bölgesinde, sinaptik devreler gelişmiş hayvanlarda geliştirme ve bilgi işleme sırasında beyin kablolama kolaylaştırmak için katmanları ve sütunlar halinde düzenlenir. Belirli katmanlarda tip spesifik desen ayrıntılı dendritler postsinaptik nöronlar uygun presinaptik terminalleri ile sinaps için. Uçucu medulla nöropil 10 katman ve yaklaşık 750 sütun oluşmaktadır; her sütun bir tip spesifik biçimde afferentleri bazı 7 tip aksonal terminalleri ile maç medulla nöronların 38 üzerinde türleri, dendritler tarafından innerve edilir. Bu rapor görüntüye prosedürleri ayrıntıları ve medulla nöronların dendritler analiz. iş akışı üç bölümden oluşmaktadır: (i) çift görüntüleme görüntüleme bölümü dendritler bir yüksek çözünürlüklü 3 boyutlu görüntü içine dik yönlerde toplanan iki konfokal görüntü yığınları birleştirir; (Ii) dendrit izleme ve kayıt bölümü dendritik izleri3D milleri ve referans sütun dizisine dendritik izlerini kaydeder; (Iii) dendritik analiz bölümü dendritik milleri tabaka özel sonlandırma ve düzlemsel projeksiyon yönü de dahil olmak üzere sütun ve katmanlar, açısından dendritik desenleri analiz ve dendritik dallanma ve sonlandırma frekanslarının tahminleri türemiştir. protokoller matris laboratuvar dilinde açık kaynak MIPAV (Tıbbi Görüntüleme İşleme, Analiz ve Görselleştirme) platformu ve özel toolbox üzerine inşa özel eklentileri kullanmaktadır. Birlikte, bu protokoller hücre türlerini tanımlamak için, ve mutantlar kusurları tespit etmek, katmanlar ve sütunlarda Drosophila medulla nöronların dendritik yönlendirme analiz etmek tam bir iş akışı sağlar.

Introduction

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

gelişimi sırasında, karmaşık ama basmakalıp dallı desenleri nöronlar ayrıntılı dendrit kendi presinaptik ortakları ile sinaps oluşturur. Dendritik dallanma desen nöronal kimlik ve işlevleri ile ilişkilidir. dendritik karmaşıklığı ve saha boyutları giriş numarasını yöneten dallanma sırasında dendritik milleri yerleri, aldıkları presinaptik girdilerin türünü belirlemek. Böylece, dendritik morfolojik özellikleri sinaptik bağlantı ve nöronal hesaplanması için kritik belirleyicidir. Böyle sinek optik loblar ve gözdeki gibi karmaşık beyinleri, birçok bölgesinde, sinaptik devreler bilgi işlem ^{^1,} ² kolaylaştırmak içi....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

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

Not: Çift-view görüntüleme (bölümler 1-3), dendritik izleme ve kayıt (bölümler 4-6), ve dendritik analizi (bölümler 7-9) (Şekil 1): protokol üç bölümden oluşmaktadır. Kodlar ve örnek dosyalar Malzemeleri / Ekipman Tablo verilmektedir.

1. Çift görüntü Edinme

Not: Bu adım, iki dik (yatay ve frontal) yönlerde ilgi nöron iki görüntü yığınlarını elde etmek için tasarlanmıştır.

Seyrek medulla nöronlar etiketli içeren sinek beyinleri hazırlayın (~ 10 hücre / beyin lobu) bir membran GFP işaretleyici (mCD8GFP) ile, daha önce ¹² nitelendirdi. Daha önce....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

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

Burada sunulan çift görüntüleme görüntüleme prosedürü kullanarak, seyrek etiketli TM20 nöron içeren bir sinek beyin iki dik yönde görüntülendi. görüntüleme öncesi, beyin, zara bağlı GFP ve fotoreseptör aksonlar görselleştirmek için uygun birincil ve ikincil antikor ile boyandı. Görüntüleme için, beyin birinci yatay yönde monte edilmiştir (Şekil 2A, B). GFP-etiketli TM20 nöron ve çevresindeki fotoreseptör aksonlar konfokal mikroskop (Şekil 3A) kullanılara.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

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

Burada, nasıl görüntü ve Drosophila medulla nöronların dendritik milleri analiz göstermektedir. Birinci bölüm, çift görüntüleme görüntüleme, yüksek çözünürlüklü görüntü yığını haline dekonvulasyon ve iki görüntü yığınlarının kombinasyonunu açıklar. İkinci bölüm, dendrit izleme ve kayıt, referans sütun dizisine medulla nöronların Dendritlerin izleme ve kayıt açıklar. Üçüncü bölüm, dendritik analizi, dendritik kalıpları analiz etmek için özel komut kullanımını tarif eder. Birlikte bu protokoller katmanları ve süt.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

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

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Acknowledgements

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

Bu çalışma Ulusal Sağlık Enstitüleri İntramural Araştırma Programı tarafından desteklenen, Çocuk Sağlığı ve İnsan Gelişimi (C-HL hibe HD008913) Eunice Kennedy Shriver Ulusal Enstitüsü ve Bilgi Teknolojileri Merkezi (PGM, NP, ESM ve MM).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number	Comments
Software
Huygens Professional	Scientific Volume Imaging	sürüm 16.05	görüntü evrişimini giderme (https://svi.nl) için. ticari yazılım
Görüntü	birleştirme ve kayıt (http://mipav.cit.nih.gov/) için MIPAV		sürüm 7.3.0
MIPAV eklentisi: PlugInDrosophila RetinalRegistration.class			ücretsiz
MIPAV eklentisi: PlugInDrosophilaStandard ColumnRegistration.class			ücretsiz
Imaris	Nöritleri izlemek ve görüntü kaydı için referans noktaları atamak için	Bitplane
Vaa3D			( https://github.com/Vaa3D/release/releases/);
dendritlerin morfometrik analizi için	Matlab	Mathworks	R2014b
Matlab araç kutusu: dendritik	morfometrik parametreleri analiz etmek için		v1.14
Matlab araç kutusu: Dendritic_Tree_Toolbox		v1.0	Morfometrik parametreleri hesaplamak için (https://science.nichd.nih.gov/confluence/display/snc/Data+collections+for+imagines+combination+and+standardize+column+registration). Freeware
Name	Company	Katalog numarası<	strong>Comments
strong>
SWC dosya tanımı			http://www.neuronland.org/NLMorphologyConverter/MorphologyFormats/SWC/Spec.html
Görüntü kombinasyonu ve kaydı			https://science.nichd.nih.gov/confluence/display/snc/Data+collections+for+imagines+combination+and+standardize+column+registration
Referans noktası örneği			https://science.nichd.nih.gov/confluence/download/attachments/117216914/points.csv?version=1&modificationDate= 1471880596000&api=v2
Name	Company<	strong>Katalog numarası	Comments
>Bilgisayar sistemi
MS Windows 7 x64 veya Macintosh OS X 10.7 veya üstü			3GHz 64 bit dört çekirdekli işlemci, 16G RAM (minimum)
İsteğe bağlı: Quadro4000 (veya üstü)	dendritlerin stereografik görselleştirilmesi için	Nvidia
İsteğe bağlı: NVIDIA 3D vision2	Nvidia		http://www.nvidia.com/object/3d-vision-main.html
İsteğe bağlı: NVIDIA 3D vision2			http://www.nvidia.com/object/3d-vision-system-requirements.html
Name	>Company	Katalog numarası	Yorumlar
> < güçlü > görüntüleme için reaktifler< / güçlü >
24B10 antikoru	Gelişimsel Çalışmalar Hibridoma Bankası	24B10
GFP Etiket Antikoru	Thermofisher Scientific	G10362
Keçi Anti-Tavşan (H + L), Alexa Fluor 488	Thermofisher Scientific	A11034
Keçi anti-Fare (H + L), Alexa Fluor 568	Thermofisher Scientific	A21124
VECTASHIELD Antifade Montaj Ortamı	Vektör Laboratuvarları	H-1000
Montaj Kil	Fisher	S04179
1x PBS
, yüksek performans, D = 0.17 mm	Zeiss	474030-9000-000

, ; ücretsiz (http://www.bitplane.com);swc dosyalarını görselleştirmek için ticari yazılımücretsiz (http://www.mathworks.com); ticari yazılımTREES1.14 (http://www.treestoolbox.org/download.html); ücretsiz için kodlar ve örnek dosyalar grafik kartı . için 120 Hz LCD ekran Kapak camlarında% 70 gliserol

References

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

Kaas, J. H. Topographic maps are fundamental to sensory processing. Brain Res Bull. 44 (2), 107-112 (1997).
Sanes, J. R., Zipursky, S. L. Design principles of insect and vertebrate visual systems. Neuron. 66 (1), 15-36 (2010).
Huberman, A. D., Clandinin, T. R., Baier, H.....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Sütunlar ve Katmanlar dendritik Morfoloji Analizi

In This Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgements

Materials

References

Reprints and Permissions

Tags

Related Articles