课堂 | 如何轻松观察类器官?SP8 DIVE 告诉您!

来源: 徕卡显微系统(上海)贸易有限公司   2020-1-9   访问量:602评论(0)


肾脏要正常发挥功能,需要多个高度特异性的不同细胞类型之间相互作用来完成。肾小球是肾的组成单元,由足细胞和肾小球血管组成。随着一系列足细胞表达的基因突变导致的慢性疾病的深入研究,加强对足细胞发育和功能的理解、建立相关的体外足细胞模型是临床前的当务之急。



近日发表于“Developmental Cell”上的一项研究 In Vivo Developmental Trajectories of Human Podocyte Inform In Vitro Differentiation of Pluripotent Stem Cell-Derived Podocytes,分析了人类胚胎肾脏的单细胞转录谱数据,并与肾脏类器官来源的足细胞转录谱进行对比,揭示两者的相似性,建立了从肾前体细胞到足细胞的发育轨迹和调节机制。



类器官(organoid)是一类干细胞在体外培养时形成的能够进行自我组装的微观三维结构与对应的器官拥有类似的空间组织并能够重现部分生理功能,被认为是检测人类生物学和疾病方面的新模型。但是体外培养的类器官通常没有血管系统,功能成熟受到限制。


为了确定类器官与血管细胞共同培养能使足细胞成熟,作者将体外培养的肾脏类器官(来源于 MAFB-P2A-eGFP H9 人胚胎干细胞)植入到 NOD SCID 小鼠肾包膜下,10 天之后,暴露移植的类器官,注射 Alexa594 偶联的牛血清白蛋白标记血浆(红)。使用 Leica SP8 DIVE 多光子显微镜观察在体血管生成和足细胞的发育。血流实时显像显示,移植 10 天后,宿主小鼠的循环系统对类器官有良好的血管形成作用(图 1,视频 1)。

▲ 图 1.多光子图像显示移植 10 天后体外来源的足细胞周围有明显的血管包绕。Scale bars: 50 μm

得益于 Leica 新式的光谱式多光子显微镜 SP8 DIVE,研究者可以非常轻松实现偏红染料 Alexa594 和 eGFP 的同时成像。


随着生命科学的不断发展,在体水平观察生物活体内多组分之间的相互关系,已经成为生物学家们的更高追求。SP8 DIVE 中的创新技术——4 Tune NDD 光谱检测器可以灵活调节检测范围,轻松实现 4 种荧光的同步成像,也可避免相近染料的串色干扰,如 GFP 与 YFP 等(图 2)。相较传统的外置滤片式检测,在检测范围、成像速度、同时检测的荧光种类上有了质的飞跃,实现了多光子同步跟踪活体内多组分变化的科学难题(图 3)。

▲图 2. 徕卡 SP8 DIVE 4 Tune NDD 检测器

▲图 3. 4 Tune NDD 实现了新的染料组合

左:小鼠大脑,绿色(小神经胶质,GFP)、黄色(神经元,YFP)和蓝色(星形胶质细胞,磺酰罗丹明),血液系统(红色,Alexa680 葡聚糖)

右:Confetti 小鼠小肠,结肠癌研究,青色:CFP ;绿色:GFP ;黄色:YFP ;红色:RFP



此外,德国波恩科学家使用 SP8 DIVE 还拍摄到了 Thy1-eYFP 小鼠脑皮层血细胞的三次谐波成像(THG,视频2)。同样是利用了检测光谱自由可调的优点,准确地得到了荧光和 THG 信号的同一空间结构信息。

SP8 DIVE 激发和发射两端光谱自由可调在多色活体快速成像方面具备先天的优势;可轻松实现对活体动物体内深处的快速生理过程,如钙离子、血管和组织内物质代谢、神经环路等,进行高速成像。


SP8 DIVE 是高分辨率快速深度活体成像的理想选择!







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