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《eLife》文獻(xiàn):渦蟲神經(jīng)3D圖譜首現(xiàn),光片顯微技術(shù)新突破

瀏覽次數(shù):350 發(fā)布日期:2025-6-5  來(lái)源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
在生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域,光學(xué)成像技術(shù)因其高分辨率和非侵入性而備受關(guān)注。近期,浙江大學(xué)和西湖大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在《eLife》雜志上發(fā)表了一項(xiàng)創(chuàng)新研究,他們結(jié)合了組織膨脹技術(shù)和平鋪光片顯微鏡(TLSM),對(duì)無(wú)性渦蟲(Schmidtea mediterranea)的神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉系統(tǒng)進(jìn)行了高分辨率的三維重建。這一技術(shù)突破不僅為研究渦蟲的神經(jīng)再生和肌肉結(jié)構(gòu)提供了新的工具,也為理解生物體內(nèi)的細(xì)胞動(dòng)態(tài)和組織再生機(jī)制開(kāi)辟了新的途徑。

重要發(fā)現(xiàn)
01組織膨脹與平鋪光片顯微鏡的結(jié)合
研究人員采用了一種創(chuàng)新的成像協(xié)議,將組織膨脹技術(shù)與平鋪光片顯微鏡相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了對(duì)無(wú)性渦蟲的高分辨率三維成像。通過(guò)這種技術(shù)能夠在單細(xì)胞水平上對(duì)渦蟲的神經(jīng)元和肌肉纖維進(jìn)行定量分析。他們首先對(duì)渦蟲進(jìn)行固定和染色,然后通過(guò)組織膨脹技術(shù)使樣本體積增大,最后利用平鋪光片顯微鏡進(jìn)行成像。不僅提高了成像的分辨率,還大大縮短了數(shù)據(jù)采集的時(shí)間。


02
神經(jīng)元和肌肉纖維的高分辨率成像
 利用平鋪光片顯微鏡對(duì)渦蟲的神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉系統(tǒng)進(jìn)行高分辨率成像。觀察到渦蟲的神經(jīng)系統(tǒng)由多種神經(jīng)元組成,包括膽堿能、GABA能、章魚胺能、多巴胺能和血清素能神經(jīng)元。通過(guò)對(duì)這些神經(jīng)元的標(biāo)記和成像,能夠詳細(xì)地分析神經(jīng)元的分布和數(shù)量變化。此外,渦蟲的肌肉系統(tǒng)由四層纖維組成,包括環(huán)形、對(duì)角線、縱向和背腹纖維。這些肌肉纖維不僅在渦蟲的體壁中形成了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),還與神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞有著密切的聯(lián)系。

03神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的相互作用
進(jìn)一步探討神經(jīng)元和肌肉纖維之間的相互作用后會(huì)發(fā)現(xiàn),膠質(zhì)細(xì)胞與肌肉纖維緊密接觸,并且可能在神經(jīng)元的投射中起到引導(dǎo)作用。通過(guò)基因RNA干擾技術(shù),還能觀察到神經(jīng)元和肌肉纖維在再生過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化。這些發(fā)現(xiàn)不僅揭示了渦蟲神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的復(fù)雜性,還為理解生物體內(nèi)的細(xì)胞動(dòng)態(tài)和組織再生機(jī)制提供了新的視角。

創(chuàng)新與亮點(diǎn)
將組織膨脹技術(shù)和平鋪光片顯微鏡相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了對(duì)無(wú)性渦蟲的高分辨率三維成像。這種技術(shù)不僅提高了成像的分辨率和速度,還為研究渦蟲的神經(jīng)再生和肌肉結(jié)構(gòu)提供了新的工具。此外,自動(dòng)化的細(xì)胞計(jì)數(shù)和分割流程,能夠準(zhǔn)確地識(shí)別和分析單個(gè)細(xì)胞,這為研究生物體內(nèi)的細(xì)胞動(dòng)態(tài)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。

總結(jié)與展望
通過(guò)結(jié)合組織膨脹技術(shù)和平鋪光片顯微鏡,為無(wú)性渦蟲的神經(jīng)肌肉系統(tǒng)研究提供了新的視角。這一技術(shù)不僅提高了成像的分辨率和速度,還為理解生物體內(nèi)的細(xì)胞動(dòng)態(tài)和組織再生機(jī)制提供了新的工具。未來(lái),隨著光學(xué)成像技術(shù)的不斷發(fā)展,有望進(jìn)一步探索渦蟲的再生機(jī)制,并將其應(yīng)用于其他生物模型的研究中。這一研究不僅為再生醫(yī)學(xué)提供了新的理論基礎(chǔ),也為開(kāi)發(fā)新的治療策略提供了可能。

論文信息
聲明:本文僅用作學(xué)術(shù)目的。
Lu J, Xu H, Wang D, Chen Y, Inoue T, Gao L, Lei K. 3D reconstruction of neuronal allometry and neuromuscular projections in asexual planarians using expansion tiling light sheet microscopy. Elife. 2025 Mar 28;13:RP101103. 

DOI: 10.7554/eLife.101103.

發(fā)布者:羅輯技術(shù)(武漢)有限公司
聯(lián)系電話:13260667811
E-mail:logiscience@163.com

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