《eLife》文獻：渦蟲神經(jīng)3D圖譜首現(xiàn)，光片顯微技術(shù)新突破
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，實現(xiàn)了對無性渦蟲的高分辨率三維成像。通過這種技術(shù)能夠在單細胞水平上對渦蟲的神經(jīng)元和肌肉纖維進行定量分析。他們首先對渦蟲進行固定和染色，然后通過組織膨脹技術(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渦蟲的神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉系統(tǒng)進行高分辨率成像。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。通過對這些神經(jīng)元的標記和成像，能夠詳細地分析神經(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)細胞有著密切的聯(lián)系。
03神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的相互作用
進一步探討神經(jīng)元和肌肉纖維之間的相互作用后會發(fā)現(xiàn)，膠質(zhì)細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程中的動態(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)的細胞動態(tài)和組織再生機制提供了新的視角。
創(chuàng)新與亮點
將組織膨脹技術(shù)和平鋪光片顯微鏡相結(jié)合，實現(xiàn)了對無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，自動化的細胞計數(shù)和分割流程，能夠準確地識別和分析單個細胞，這為研究生物體內(nèi)的細胞動態(tài)提供了強大的技術(shù)支持。
總結(jié)與展望
通過結(jié)合組織膨脹技術(shù)和平鋪光片顯微鏡，為無性渦蟲的神經(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)的細胞動態(tài)和組織再生機制提供了新的工具。未來，隨著光學成像技術(shù)的不斷發(fā)展，有望進一步探索渦蟲的再生機制，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)學提供了新的理論基礎(chǔ)，也為開發(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.
