典型應(yīng)用 | 典型樣本 | 任務(wù) |
活細(xì)胞成像 | √ 貼壁細(xì)胞 √ 懸浮細(xì)胞 | √?高速亞細(xì)胞過(guò)程的多維度成像:細(xì)胞器形態(tài)和動(dòng)態(tài)、細(xì)胞器-細(xì)胞器相互作用、囊泡運(yùn)輸 √?膜動(dòng)態(tài)的多維度成像 √?免疫細(xì)胞的多維度成像,例如T細(xì)胞遷移和激活 √?對(duì)活細(xì)胞進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天的溫和成像,光毒性和光漂白極小 √?細(xì)胞增殖和凋亡測(cè)定 |
3D細(xì)胞培養(yǎng) | √?球體 √?類(lèi)器官 √?囊腫 √?水凝膠中的細(xì)胞 | √?最大直徑達(dá)200μm的球體或類(lèi)器官的活體成像 √?類(lèi)器官自我組織 √?類(lèi)器官內(nèi)的細(xì)胞遷移和增殖 √?細(xì)胞間相互作用、3D組織、遷移和形態(tài)的成像 √?神經(jīng)元活性的體外成像 |
小型模式生物 | √?斑馬魚(yú)胚胎 √?秀麗隱桿線從胚胎 √?果蠅胚胎 | √?以近各向同性分辨率進(jìn)行結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的3D解析 √?胚胎和小型生物的細(xì)胞和亞細(xì)胞動(dòng)態(tài)快速成像,樣品直徑可達(dá)100μm √?細(xì)胞遷移、細(xì)胞間相互作用,細(xì)胞周期、囊泡運(yùn)輸 |
卵母細(xì)胞 |
| √?完整的卵母細(xì)胞3D實(shí)時(shí)成像,包含亞細(xì)胞細(xì)節(jié) |
膨脹化樣本 |
| √?基于水凝膠膨脹化的小型樣本 |
√ Lamin B1的作用
Lamin B1位于核膜,在有絲分裂期間參與核膜的分解和重組。在細(xì)胞周期不同階段的有絲分裂事件中,許多不同類(lèi)型的細(xì)胞都會(huì)形成“核內(nèi)陷”。核內(nèi)陷可表現(xiàn)為從核膜延伸并穿過(guò)核的管狀結(jié)構(gòu)。盡管經(jīng)常有關(guān)于這些獨(dú)特結(jié)構(gòu)的報(bào)告,但目前為止,大多數(shù)研究都是用固定細(xì)胞完成。因此,即使已經(jīng)提出了很多假設(shè),這些結(jié)構(gòu)的功能在很大程度上還是未知的。 | |
該數(shù)據(jù)集記錄的細(xì)胞系由西雅圖艾倫細(xì)胞科學(xué)研究所提供:人類(lèi)誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞,其內(nèi)源性表達(dá)mEGFP標(biāo)記的層粘連蛋白B1(AICS-0013)。記錄了近8小時(shí)的過(guò)夜實(shí)驗(yàn),每1.5分鐘1個(gè)體積的成像速度。在整個(gè)過(guò)程中都可以觀察到有絲分裂的細(xì)胞。在整個(gè)細(xì)胞周期的大多數(shù)細(xì)胞中,可以清楚地觀察到核內(nèi)陷的形成和動(dòng)態(tài)。
溫和照明對(duì)于有絲分裂的成像至關(guān)重要,因?yàn)樵撨^(guò)程極其精細(xì)且對(duì)光敏感。為了防止復(fù)制受損的DNA,一旦激發(fā)光造成任何損害,細(xì)胞就會(huì)阻止有絲分裂。如果要在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)對(duì)有絲分裂事件進(jìn)行成像,就需要溫和的Lattice Lightsheet 7成像和極為穩(wěn)定的系統(tǒng)??焖俚亩嗑S度成像與近各向同性分辨率相結(jié)合,可以從各個(gè)角度觀察樣本并研究每個(gè)細(xì)節(jié)中獨(dú)特的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。蔡司晶格層光顯微鏡Lattice Lightsheet 7是進(jìn)行此類(lèi)挑戰(zhàn)性實(shí)驗(yàn)的理想工具。讓此前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)——簡(jiǎn)單易用,也可以在您的研究中實(shí)現(xiàn)。 |
√ 快速多維度成像,觀察亞細(xì)胞動(dòng)態(tài)變化
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用Calnexinm-Emerald和EB3-tdTomato瞬時(shí)轉(zhuǎn)染的Cos 7細(xì)胞;EB3標(biāo)記微管的生長(zhǎng)端,對(duì)于調(diào)節(jié)微管動(dòng)態(tài)起到不可缺少。鈣聯(lián)結(jié)蛋白是一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)蛋白,蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成。每80秒對(duì)細(xì)胞成像一次,持續(xù)成像1.5小時(shí),成像體積:175×120×70μm3。 | 時(shí)間序列顯示了穩(wěn)定表達(dá)肌動(dòng)蛋白-GFP(細(xì)胞骨架,青色)的U2OS細(xì)胞動(dòng)態(tài),同時(shí)還使用MitoTracker?Red CMXRos(線粒體,綠色)和Draq 5(核仁,品紅色)標(biāo)記細(xì)胞。 |
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用Tomm20-mEmerald和Calreticulin-tdTomato瞬時(shí)轉(zhuǎn)染的Cos 7細(xì)胞。Tomm20標(biāo)記線粒體的外膜,Calreticulin是標(biāo)記ER的一種蛋白質(zhì),ER是蛋白質(zhì)合成的部位。兩者都是非常脆弱且對(duì)光敏感的細(xì)胞器,很難用常規(guī)方法成像。每30秒1個(gè)體積的采集速度,連續(xù)成像1小時(shí)15分鐘,成像體積:175 × 210 × 20 μm3??偣灿涗浟?5,800張圖像;150個(gè)時(shí)間點(diǎn)的572個(gè)體積平面。 | 表達(dá)Lifeact-GFP的Cos 7細(xì)胞。最大強(qiáng)度投影。對(duì)細(xì)胞連續(xù)成像9個(gè)小時(shí);每10秒1個(gè)體積(115×60×25μm3)??偣灿涗浟?,005,000張圖像; 5,000個(gè)時(shí)間點(diǎn)的201個(gè)體積平面。 |
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用mEmerald-Rab5a和Golgi7-tdTomato瞬時(shí)轉(zhuǎn)染的Cos 7細(xì)胞。Golgi7是與高爾基體和高爾基體囊泡有關(guān)的蛋白質(zhì)。Rab5a是早期的內(nèi)體標(biāo)記。以近各向同性分辨率在3D中跟蹤囊泡成為現(xiàn)實(shí)。追蹤處理在arivis Vision4D?中進(jìn)行。 |
√?早期階段的生命發(fā)展 | 卵母細(xì)胞
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在中期II中捕獲了活的小鼠卵母細(xì)胞,并進(jìn)行了線粒體(青色)、微管(品紅色)和染色體(黃色)染色。 | 固定的小鼠生發(fā)泡卵母細(xì)胞的核被膜(核纖層蛋白B抗體,青色)、肌動(dòng)蛋白(鬼筆環(huán)肽,品紅色)和微管(微管蛋白抗體,黃色)染色。使用Sinc3 100×1,800晶格光片對(duì)整個(gè)卵母細(xì)胞進(jìn)行成像。 | 固定的小鼠生發(fā)泡卵母細(xì)胞的核被膜(核纖層蛋白B抗體,青色)、肌動(dòng)蛋白(鬼筆環(huán)肽,品紅色)和微管(微管蛋白抗體,黃色)染色。Sinc3 15×650晶格光片用于微管和肌動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)的高分辨率成像。視頻中為微管的3D結(jié)構(gòu)。 |
√ 小型模式生物的生命發(fā)展 | 斑馬魚(yú)
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DeltaD-YFP轉(zhuǎn)基因斑馬魚(yú)胚胎(Liao等人,2016年,《自然通訊》)。由包含內(nèi)源調(diào)節(jié)區(qū)的轉(zhuǎn)基因驅(qū)動(dòng)的融合蛋白,在尾巴和前體節(jié)中胚層中表達(dá)。在細(xì)胞皮層以及與運(yùn)輸小泡相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)狀中可見(jiàn)的信號(hào)(綠色)。細(xì)胞核為洋紅色。對(duì)胚胎持續(xù)成像5分鐘,每8秒1個(gè)體積(150×50×90μm3)。樣本由瑞士EPFL的Andrew Oates教授提供。 | 斑馬魚(yú)胚胎的高速影片。運(yùn)輸mRNA分子的多維度成像(綠色)。細(xì)胞核顯示為洋紅色。數(shù)據(jù)顯示為高強(qiáng)度投影。每2.5秒采集1個(gè)體積(86 × 80 × 12 μm3)。樣本:由瑞士EPFL的Andrew Oates教授提供。 | 使用arivis Vision4D?軟件追蹤運(yùn)輸mRNA分子。首先使用核參考軌跡校正斑馬魚(yú)胚胎的運(yùn)動(dòng)。然后隨時(shí)間追蹤單個(gè)mRNA分子,得出統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),例如速度和方向性。樣本:由瑞士EPFL的Andrew Oates教授提供。 |
√ 小型模式生物的生命發(fā)展 | 秀麗隱桿線蟲(chóng)胚胎
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秀麗隱桿線蟲(chóng)胚胎的細(xì)胞核染色。影片顯示了胚胎帶顏色編碼的深度投影。對(duì)胚胎持續(xù)成像10分鐘以上;每700毫秒1個(gè)體積。成像的體積:115×50×30μm3。總共記錄了101.000張圖像; 1000個(gè)時(shí)間點(diǎn)的101個(gè)體積平面。 | 秀麗隱桿線蟲(chóng)胚胎的細(xì)胞核染色。影片顯示了胚胎帶顏色編碼的深度投影。每5分鐘對(duì)胚胎成像19個(gè)小時(shí)以上,可以觀察到其正常的睡眠-覺(jué)醒周期。成像的體積:115×50×30μm3??偣灿涗浟?3,836張圖像; 236個(gè)時(shí)間點(diǎn)的101個(gè)體積平面。 | 晚豆期的線蟲(chóng)胚胎(受精后約400分鐘),有?560個(gè)細(xì)胞核核,標(biāo)記為HIS-58 :: mCherry(品紅色),而中心粒則由GFP :: SAS-7(綠色)標(biāo)記。有絲分裂中的細(xì)胞在紡錘極上顯示出HIS-58 :: mCherry和中心粒的濃縮信號(hào)。樣本:由瑞士EPFLG?ncy實(shí)驗(yàn)室的N. Kalbfuss提供。 |
√ 小型模式生物的生命發(fā)展 | 果蠅胚胎
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果蠅是生物醫(yī)學(xué)研究等眾多研究領(lǐng)域的模型生物。研究人員可以獲得很多轉(zhuǎn)基因的變體。該視頻顯示了帶GFP標(biāo)記的果蠅胚胎隨時(shí)間推移而發(fā)生的變化。共拍攝了91,100張圖像、911個(gè)體積平面、100個(gè)時(shí)間點(diǎn)。每15秒一個(gè)體積;成像時(shí)間25分鐘,成像體積:300 × 455 × 145 μm3. |
√ 3D細(xì)胞模型發(fā)育
球體和類(lèi)器官是器官的體外模型——體積更小、更簡(jiǎn)單,但易于生產(chǎn),因此對(duì)于發(fā)育生物學(xué)家來(lái)說(shuō)球體和類(lèi)器官是研究器官發(fā)育的寶貴工具。與通常僅由單層細(xì)胞組成的細(xì)胞培養(yǎng)不同,細(xì)胞團(tuán)/類(lèi)器官中的細(xì)胞形成三維結(jié)構(gòu),從而可以研究3D細(xì)胞模型內(nèi)部的細(xì)胞遷移和分化。借助晶格層光顯微鏡,能夠?qū)︻?lèi)器官的發(fā)展和自組織進(jìn)行成像。在此我們可以看到3D渲染的細(xì)胞團(tuán),細(xì)胞團(tuán)由表達(dá)H2B-mCherry(品紅色)和α-Tubulin-mEGFP(青色)的細(xì)胞組成。并非每個(gè)細(xì)胞都被標(biāo)記。 | |
√ 植物和植物種子的發(fā)育 | 花粉粒和花粉管
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花粉管染有線粒體(MitoTracker Green,綠色)和溶酶體(Lysotracker Red,紅色)。觀察花粉管從花粉粒中的裂縫延伸(通過(guò)其自身熒光觀察)。線粒體并沒(méi)有完全到達(dá)花粉管的尖端,而是在尖端之前幾微米處停止。數(shù)據(jù)集的渲染在arivisVision4D?中進(jìn)行。樣本:由澳大利亞新南威爾士州悉尼的R. Whan提供。 | 觀察花粉管內(nèi)的線粒體動(dòng)態(tài)。線粒體在花粉管邊緣的尖端移動(dòng),并在花粉管中間回向移動(dòng)。在運(yùn)輸過(guò)程中,線粒體不斷融合并分裂以進(jìn)行修復(fù),并共享和分配生物分子。樣本:由澳大利亞新南威爾士州悉尼的R. Whan提供。 |