Mesoscopic Fluorescence טומוגרפיה עבור In-vivo הדמיה של פיתוח תסיסנית</em
Summary
Mesoscopic הקרינה טומוגרפיה פועלת מעבר לגבולות חדירה של מיקרוסקופיה רקמות חתך פלואורסצנטי. הטכניקה מבוססת על תאורה השלכה רב ותיאור תחבורה פוטון. אנו להדגים ב-vivo כל הגוף 3D להדמיה של המורפוגנזה ה-GFP-לבטא דיסקים דמותי האגף ב<em> תסיסנית melanogaster.</em
Abstract
חזותי היווצרות איברים פיתוח וכן progession והטיפול במחלות לעתים קרובות בכבדות מסתמך על היכולת לחקור אופטית השינויים המולקולריים ופונקציונלי אורגניזמים חיים שלמים. קיים רוב שיטות דימות אופטי אינם מספיקים עבור הדמיה בכל הממדים החבויים בין גבולות החדירה של מיקרוסקופיה אופטית מודרנית (0.5-1 מ"מ) לבין דיפוזיה שכפה מגבלות macroscopy אופטי (> 1cm) [1]. לכן, רבים אורגניזמים מודל חשוב, חרקים למשל, עוברים בעלי החיים או הגפיים חיים קטן, להישאר נגיש עבור הדמיה ב-vivo אופטי.
למרות שיש התעניינות גוברת לקראת פיתוח של ננומטר ברזולוציה שיטות הדמיה אופטית, לא נעשו מאמצים רבים מצליחים לשפר את עומק החדירה הדמיה. היכולת לבצע ב-vivo הדמיה מעבר לגבולות מיקרוסקופיה היא למעשה נפגש עם קשיים הקשורים פיזור פוטון נוכח ברקמות. מאמצים אחרונים כדי עוברי התמונה כולה, למשל [2,3] דורשים טיפול כימי מיוחד של הדגימה, כדי לנקות אותם מן הפיזור, הליך שגורם להם מתאים רק הדמיה פוסט מורטם. אולם שיטות אלו ראיות לצורך דגימות הדמיה גדולים מאלה מותר בדרך כלל על ידי מיקרוסקופ שני הפוטונים או confocal, בעיקר בביולוגיה התפתחותית של גילוי תרופות.
פיתחנו שיטה חדשה הדמיה אופטית בשם Mesoscopic Fluorescence טומוגרפיה [4], אשר מתאים הדמיה ב-vivo פולשני בכל הממדים של 1mm-5mm. בורסות שיטה ברזולוציה של עומק החדירה, אך מציע ביצועים חסרי תקדים טומוגרפית הדמיה והיא פותחה כדי להוסיף הזמן כמימד חדש תצפיות בביולוגיה התפתחותית (ובאזורים אחרים ואולי של המחקר הביולוגי) על ידי הקניית יכולת תמונת האבולוציה של הקרינה, מתויג התגובות לאורך זמן. ככזה הוא יכול להאיץ מחקרים של תלות מורפולוגית או תפקודית על מוטציות גנטיות או גירויים חיצוניים, והוא יכול חשוב, ללכוד את התמונה המלאה של התפתחות או תפקוד הרקמות בכך שהוא מאפשר הדמיית האורך זמן לשגות של האורגניזם, אותו פיתוח.
הטכניקה מנצלת מיקרוסקופ במעבדה שונה ורב הקרנת תאורה כדי לאסוף נתונים על 360 מעלות תחזיות. זה מחיל את פישוט פרמי לפתרון-Plank Fokker של המשוואה תחבורה פוטון, בשילוב עם עקרונות האופטיקה הגיאומטרית על מנת לבנות תוכנית היפוך ריאליסטי מתאים למגוון mesoscopic. זה מאפשר ב-vivo כל הגוף להדמיה הלא שקוף תלת מימדי מבנים בדגימות של עד מספר מ"מ בגודל.
אנחנו הוכיחו את הביצועים ב-vivo של הטכניקה על ידי הדמיה תלת ממדית של מבנים בפיתוח רקמות תסיסנית ב-vivo ועל ידי ביצוע המורפוגנזה של הכנפיים של אטום תסיסנית גלמים בזמן אמת במשך שש שעות רצופות.
Protocol
Discussion
In-vivo שחזורים של המקרה גלמי ו-GFP להביע בלוטות הרוק של ד melanogaster prepupa (סולם בר, 500 מיקרון) עם היסטולוגיה המקביל (כחול, מכתים dapi, ירוק, GFP פלואורסצנטי) מוצג באיור 1 (א). זמן לשגות הדמיה של סדרה ד ' melanogaster כנף דיסקים דמותי מוצגת תמונה 1 (ב). התמונות הן רכשה דגימה חיה אחת, ב…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ג Vinegoni מודה תמיכה של המכונים הלאומיים לבריאות (NIH) מענק 1-RO1-EB006432.
References
- Ntziachristos, V. Looking and listening to light: the evolution of whole-body photonic imaging. Nat. Biotechnol. 23, 313-320 (2005).
- J, . Optical projection tomography as a tool for 3D microscopy and gene expression studies. Science. 296, 541-545 (2002).
- Dodt, H. U. Ultramicroscopy: three-dimensional visualization of neuronal networks in the whole mouse brain. Nat. Methods. 4, 331-336 (2007).
- Vinegoni, C. In vivo imaging of Drosophila melanogaster pupae with mesoscopic fluorescence tomography. Nat. Methods. 5, 45-47 (2008).
