顯微課堂：從細胞層面探索神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能

使用徠卡顯微系統(tǒng)儀器從細胞層面探索神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能

神經(jīng)科學(xué)通常使用顯微鏡來研究神經(jīng)系統(tǒng)的功能和了解神經(jīng)退行性疾病

使用Mica拍攝的神經(jīng)科學(xué)圖像

Mica幫助科學(xué)家以不同的成像模式（如寬視場和共聚焦）對人腦進行成像。

人類海馬體：

倫敦弗朗西斯·克里克研究所的Piero Rigo對人腦從神經(jīng)干細胞發(fā)展的過程很感興趣。他的研究工作包括觀察18周胎齡時人類新皮質(zhì)的發(fā)育。

在皮質(zhì)板區(qū)域觀察到回旋化現(xiàn)象，同時，Ki67、MCM2和SOX2標記的增殖性神經(jīng)祖細胞充滿了腦室-次腦室區(qū)。在海馬區(qū)，高度增殖的神經(jīng)干細胞（綠色）正在形成齒狀回。

在多個神經(jīng)干細胞（綠色）中可觀察到Ki67（灰色）和/或MCM2（品紅色）標記的增殖狀態(tài)。左側(cè)：使用Mica搭配PL APO 20x/0.75 CS2物鏡在寬視場模式下迅速獲取馬賽克圖像，300張原始圖像在幾秒鐘內(nèi)完成拍攝。右側(cè)：未移動樣本的情況下，使用共聚焦模式高分辨率拍攝同一樣本的海馬齒狀回。圖片由英國倫敦弗朗西斯·克里克研究所的博士生Piero Rigo提供。

使用THUNDER Imagers 拍攝的神經(jīng)科學(xué)圖像

了解THUNDER Imager 如何幫助成像人腦皮層區(qū)域、阿爾茨海默病斑塊和小鼠大腦中的D2多巴胺表達、神經(jīng)球體和嵴細胞、顱神經(jīng)發(fā)育、軸突再生以及在受傷、疾病或衰老后的大腦功能。

小鼠大腦皮層：

小鼠大腦皮層，血管周圍空間顯示 500 nm 綠色熒光珠。血管用與 Alexa 594 熒光團連接的 WGA 凝集素染色。樣本由芬蘭奧盧大學(xué)奧盧生物中心 Mika Kaakinen 博士和 Abhishek Singh 碩士提供。樣品由 Immuno Diagnostic Oy 的 Janne Ylärinne 博士提供。

病毒標記神經(jīng)元：

人類誘導(dǎo)多能干細胞衍生的皮質(zhì)球體中病毒標記的神經(jīng)元（紅色）和星形膠質(zhì)細胞（綠色）。使用THUNDER模式生物成像儀搭載2x 0.15 NA物鏡，3.4倍變焦產(chǎn)生了這個425微米的Z堆疊（26位置），呈現(xiàn)為擴展景深（EDoF）投影。THUNDER Imager 模式生物提供自由變焦功能，方便全面觀察球體和不同區(qū)域。圖像由美國加州Sergiu Pasca實驗室的Fikri Birey博士提供。

在小膠質(zhì)細胞（IBA-1+，綠色）中表達 AMPK（紅色）的小鼠大腦：

在德克薩斯農(nóng)工大學(xué)的Ashok K. Shetty實驗室專注于開發(fā)能有效增強受傷、疾病或衰老后大腦功能的臨床應(yīng)用策略。一個核心研究方向是通過使用藥物和生物制劑刺激大腦神經(jīng)源區(qū)的內(nèi)源性神經(jīng)干細胞/祖細胞，為老齡化和阿爾茨海默病模型中的海馬神經(jīng)發(fā)生以及記憶和情緒功能的改善開發(fā)臨床可行策略。實驗室成員Maheedhar Kodali博士的最新項目是檢測老化過程中小膠質(zhì)細胞（IBA-1+）中AMPK的表達，以了解他們研究化合物的效果。

這些圖像顯示了小鼠大腦中小膠質(zhì)細胞（IBA-1+，綠色）表達的AMPK（紅色）。圖像是在THUNDER Imager 3D細胞培養(yǎng)上，使用40x/1.30油物鏡拍攝的。兩幅圖像分別代表了28層平面（總共27微米厚度）的z堆棧的最大強度投影。左側(cè)圖像是原始的熒光顯微圖像，右側(cè)圖像是經(jīng)THUNDER處理的LVCC算法圖像。圖像由德克薩斯農(nóng)工大學(xué)的Maheedhar Kodali博士提供。

海馬區(qū)的小膠質(zhì)細胞：

野生型小鼠的免疫染色顯示了海馬CAB區(qū)域。染色：小膠質(zhì)細胞（綠色）、神經(jīng)元（品紅色）、細胞核（青色）。圖像由奧地利因斯布魯克醫(yī)學(xué)大學(xué)的Jenny Luna-Choconta提供。

皮層神經(jīng)元:

皮層神經(jīng)元在微流控室內(nèi)培養(yǎng)10天，使用4%的PFA固定。免疫熒光包括Tubulin alpha（綠色）、Tau（紅色）、DAPI（藍色）。圖像由美國的Wei Wang提供。

小鼠大腦 1 mm 血管和細胞核 CUBIC:

1毫米厚的小鼠大腦切片，CUBIC處理后清晰可見。染色血管和細胞核。視頻由中國上海交通大學(xué)的李曉偉教授提供。

小鼠胚胎腎:

12.5天大的小鼠胚胎腎臟樣本。E-Cadherin（紅色）、非特異性（綠色）。樣本由芬蘭赫爾辛基大學(xué)腎臟發(fā)育組的Kristen Kurtzeborn碩士制備，并由Satu Kuure教授提供。樣本影像由Janne Ylärinne博士，Immuno Diagnostic Oy拍攝。

小鼠皮質(zhì)神經(jīng)元：

小鼠皮層神經(jīng)元。轉(zhuǎn)基因GFP（綠色）。圖像由中國中南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的郭輝教授提供。

成年大鼠大腦：

成年大鼠大腦。神經(jīng)元（Alexa Fluor488，綠色）、星形膠質(zhì)細胞（GFAP，紅色）、細胞核（DAPI，藍色）。圖像由中國廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院神經(jīng)科學(xué)研究所和神經(jīng)內(nèi)科的許恩教授提供。

未經(jīng)證實的人腦類器官：

未透明化的人腦類器官。細胞核（DAPI）、Pevimentin（AF488）、Dcx（AF568）、Pax6（AF647）。圖片由德國埃爾蘭根大學(xué)診所理學(xué)碩士 Atria Kavyanifar（Lie 教授、Wiener 教授指導(dǎo)）提供。

使用 STELLARIS 共聚焦平臺拍攝的神經(jīng)科學(xué)圖像

研究神經(jīng)科學(xué)需要多種共聚焦成像技術(shù)，以便于研究神經(jīng)系統(tǒng)。例如，多光子和光片技術(shù)可以研究大腦切片等大型和深層組織；STED超分辨率顯微技術(shù)關(guān)鍵在于解析神經(jīng)元棘突的結(jié)構(gòu)、突觸可塑性以及突觸水平上的蛋白質(zhì)相互作用。熒光壽命成像能夠報告鈣和pH值的微環(huán)境變化。

水螅蟲的輕柔三維實時成像：

在神經(jīng)發(fā)生相關(guān)基因標記控制下表達 eGFP 的蒼術(shù)。用 DLS 和 LIGTHNING 成像。

小鼠大腦皮層的 4 色實時成像：

神經(jīng)退行性疾病通常是由多種不同因素共同導(dǎo)致的。能夠同時對多種因素進行可視化，大大有助于研究和了解不同成分是如何相互作用和相互影響的。為此，STELLARIS 8 DIVE顯微鏡是很好的選擇，它結(jié)合了深層組織穿透力和光譜靈活性，能夠進行多色成像。

活體小鼠大腦皮層。多光子 DIVE 顯微鏡采集的圖像。星形膠質(zhì)細胞用磺基羅丹明（藍色）標記；小膠質(zhì)細胞用 GFP（綠色）標記；神經(jīng)元用 YFP（黃色）標記；血管用 Alexa680-Dextran（紅色）標記。樣品由德國 DZNE LMF 提供 。

多色深度體內(nèi)成像揭示神經(jīng)退行性疾病中各種角色的相互作用：

神經(jīng)退行性疾病通常是由多種不同因素共同導(dǎo)致的。能夠同時對多種因素進行可視化，大大有助于研究和了解不同因素之間是如何相互作用和相互影響的。要做到這一點，像 STELLARIS 8 DIVE 這樣兼具深層組織穿透力和光譜靈活性以實現(xiàn)多色成像的顯微鏡是很好的選擇.

活體小鼠大腦皮層： 小膠質(zhì)細胞標記為 GFP（綠色），神經(jīng)元標記為 YFP（黃色），血管標記為 Alexa680-Dextran（紅色）。樣本由德國 DZNE LMF 提供

成年果蠅大腦石蠟切片的平鋪掃描概覽顯示了內(nèi)源性熒光的單通道獲�。�

STELLARIS 共聚焦平臺

成年果蠅大腦石蠟切片的平鋪掃描概覽顯示了內(nèi)源性熒光的單通道獲取。TauContrast圖像展示了大腦不同部位內(nèi)源信號的不同到達時間。此圖像由淡馬錫生命科學(xué)實驗室的Tong-Wey Koh提供。

成年果蠅大腦未染色石蠟切片平鋪掃描的細節(jié)視圖：

STELLARIS 共聚焦平臺

成年果蠅大腦石蠟切片的平鋪掃描概覽顯示了內(nèi)源性熒光的單通道獲取。TauContrast圖像展示了大腦不同部位內(nèi)源信號的不同到達時間。此圖像由淡馬錫生命科學(xué)實驗室的Tong-Wey Koh提供。

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