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应用资料

使用SLIDEVIEW VS200研究级全玻片扫描系统研究数字化特厚荧光样品


Digitizing Very Thick Fluorescent Samples with the SLIDEVIEW VS200 Research Slide Scanner

引言

在德国德累斯顿的马克斯·普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所(MPI-CBG),研究人员正在使用奥林巴斯SLIDEVIEW VS200研究级全玻片扫描系统研究微型真涡虫Schmidtea meterraterranea的再生能力。S. mediterranea是研究系统再生生物学最常使用的模型。

使用S. mediterranea的好处包括:

  1. 能够以较低成本在实验室内保留和维持足够数量的生物样品
  2. 近期完成了基因组全部测序
  3. 这种模型是当前可以通过RNA干扰(RNAi)进行基因功能丧失研究的现有的工具和方法

了解Schmidtea Mediterranea的再生能力

MPI-CBG的研究人员正在利用Schmidtea mediterranea的非凡特质。即使切成小片,每一片也能够重新再生成为完整且成比例的微型真涡虫。成体干细胞在该过程中起着重要作用,而单个干细胞就可以复原完整的涡虫。

如今,很多研究人员正在致力于了解S. mediterranea究竟是如何再生的。向这一目标迈出的重要一步,是第一个高度连续的S. mediterranea基因组成功组装,该项研究由MPI-CBG的研究人员与海德堡理论研究所(HITS)合作在《自然》杂志上发表。*

该组装揭示了存在一个包含新的巨型重复元素和新的扁虫特异性基因的基因组。但不存在被认为对于保持动物存活绝对必不可少的其他基因。这一发现在再生研究、干细胞生物学和生物信息学领域具有潜在的重要意义。

采集Schmidtea Mediterranea的高分辨率荧光图像

MPI-CBG的研究人员在研究中利用了玻片扫描系统的强大功能。他们使用VS200全玻片扫描系统采集高分辨率的荧光图像。

MPI-CBG的Tobias Boothe博士解释说:“奥林巴斯VS200扫描系统不仅让我们能够轻松获取高分辨率图像,而且还具备实时去模糊的功能—TruSight Live。

所制备的标本由于固定在玻片上之前没有进行切割,因此非常厚。该系统的TruSight Live或Z-stack功能对于厚度达到200–300μm的标本非常关键。

TruSight Live功能让研究人员能够减少来自焦平面上下区域的散射光。随后,使用特殊的2D反卷积算法再次计算图像数据。这样就可以让图像更加清晰和锐利。

在本研究中,他们将S. mediterranea固定在玻片上,并在性成熟个体内的两个卵黄腺标记物中,用原位杂交的方法进行双重荧光(红色和绿色)染色,之后在VS200玻片扫描系统上以10倍倍率进行扫描。另外还采集了使用DAPI的核复染色图像。两种标记物为铁蛋白和表面活性剂b,其均用于涡虫样品中,标记涡虫的卵黄。

下面的左图为没有使用实时去模糊处理功能的扫描。在右图中,扫描期间对所有三个通道(DAPI、FITC和CY3)应用TruSight Live

左:没有进行在线去模糊处理。右:对所有三个通道(DAPI、FITC和CY3)均应用了在线去模糊处理。

使用双重荧光(红色和绿色)原位杂交染色,并使用DAPI复染,以10X倍率扫描的S. mediterranea。左:没有进行在线去模糊处理。右:对所有三个通道(DAPI、FITC和CY3)均应用了在线去模糊处理。由于消除了每个信号周围的耀斑,因此右侧图像比左侧图像更为清晰。样品由MPI-CBG的Miquel Vila-Farré提供。

“对于正在进行的成年涡虫生殖组织丰度与动物再生能力之间关系的研究而言,我们现在所采集的图像和数据成为其重要的来源。为此,我需要诸如表面活性剂B和铁蛋白基因等多种标记物,就像图中所示。” MPI-CBG的Miquel Vila-Farré博士说。

作为TruSight Live功能的替代方案,您还可以获得一个最多包含31个平面的虚拟Z-stack,如下图所示。

左:包含31个平面的虚拟Z-stack。右:一个平面的图像。

使用双重荧光(红色和绿色)原位杂交染色,并以10X倍率扫描的S. mediterranea。左:包含31个平面的虚拟Z-stack。右:一个平面的图像。样品由MPI-CBG的Miquel Vila-Farré提供。

采集图像之后,您就可以通过Z-stack进行平滑聚焦,查看整个样品厚度范围内的信号分布。

在下面的成像示例中,您可以看到在真涡虫Schmidtea mediterranea、Smed-cubilin-1(FITC,绿色)和一个新基因(dd_2920,CY3红色)中两个排泄系统标记物的双重荧光原位杂交。DAPI(蓝色)用于核染色。

“为了比较涡虫排泄系统和脊椎动物肾单位的结构组织,我们使用Smed-cubilin-1和dd_2920作为标记物分别观察涡虫排泄系统、近端肾小管细胞和过滤细胞的两种不同细胞类型”,来自MPI-CBG的Hanh Vu博士说。

微型真涡虫S. mediterranea两个排泄系统标记物的双重荧光(红色和绿色)原位杂交。

微型真涡虫S. mediterranea两个排泄系统标记物的双重荧光(红色和绿色)原位杂交。

结论

奥林巴斯VS200研究级全玻片扫描系统能够采集诸如Schmidtea Mediterranea等特厚样品的高分辨率荧光图像。其TruSight Live和Z-stack功能成为帮助研究人员观察和分析此类较厚样品细节部分必不可少的功能。


致谢
本应用指南的编写获得德国萨克森州德累斯顿马克斯·普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所的研究人员,以及德国明斯特奥林巴斯软成像解决方案应用专家Daniel Göttel博士的帮助:

  • Tobias Boothe博士,马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所博士后,德国萨克森州德累斯顿
  • Miquel Vila-Farré博士,马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所博士后,德国萨克森州德累斯顿
  • Hanh Vu博士,马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所博士后,德国萨克森州德累斯顿
  • Daniel Göttel博士,应用专家,奥林巴斯软成像解决方案有限公司,̈德国明斯特

参考文献
*Nature; 2018年1月24日(DOI:10.1038/nature25473)。

Products used for this application

研究级全玻片扫描系统

VS200

  • 2倍到100倍全玻片成像的出色图像质量
  • 具有载玻片尺寸和观察方法选择的全面灵活性
  • 从明场到荧光多色标记简单强大的工作流程
  • 从手动明场扫描到AI识别和全自动扫描均可在软件和硬件进行特别配置

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