徠卡體視顯微鏡觀察斑馬魚活體細胞

徠卡體視顯微鏡在特殊照明、電腦程序和樣品制備的幫助下，觀察細胞特別是活體內(nèi)細胞，能得到細胞結構和細胞動力學的寶貴信息。不過，這對于高等生物尤其困難。德國卡爾斯魯厄理工學院（KIT）、馬克斯·普朗克協(xié)會高分子研究所,以及美國國家衛(wèi)生研究所（NIH）的研究人員，通過一種新觀察方法觀察到八分之一微米大小的幼魚細胞結構。該研究發(fā)表在NatureMethods雜志上。

“斑馬魚的幼魚是*透明的，特別適合細胞遺傳學研究，”KIT的MarinaMione解釋道。徠卡體視顯微鏡為了觀察其特定結構，研究人員通常通過基因工程方法對幼魚進行熒光染料染色。Mione研究了斑馬魚細胞骨架的一部分，微管。這些線狀微管長約100µm直徑約20nm，相當于人類頭發(fā)的十萬分之一。“細胞中微管無處不在，并且細胞需要通過微管進行分裂和運動。”

 
徠卡體視顯微鏡在這項新觀察方法中，樣品不是*被照明，而是特定點由特殊光照明。散射光被降至zui低，樣品細節(jié)非常清晰。隨后，電腦控制拍攝多種照明的一系列照片，從而得到一個總體圖片。這種巧妙的照明方式甚至允許調(diào)節(jié)景深，電腦控制能對多種景深進行拍照，然后將其結合為三維圖像。“同時，這種顯微技術平面分辨率能達到145nm而軸向分辨率能達到400nm，”MarinaMione說。該技術能在幾秒內(nèi)完成拍照，這樣細胞活動就不會引起清晰度下降。

研究人員使用徠卡體視顯微鏡，得到了活體多細胞生物的超分辨率3D圖像。DMD產(chǎn)生的多交點照明模式使研究者能排除焦外光干擾，從而使3D成像的樣品厚度比普通SIM成像厚八倍。研究人員每秒拍攝一次2D圖像，分辨率低至水平145nm軸向400nm。研究人員在活體轉(zhuǎn)基因斑馬魚胚胎超過45μm深處，得到了GFP標記的微管圖像。拍攝到了斑馬魚側線的動力學變化，并觀察到了包裹在膠原內(nèi)的細胞中myosinIIA與F-actin相互作用。

 
研究人員基于一系列的顯微圖片，得到了微管運動的動態(tài)視頻。徠卡體視顯微鏡實驗中，對斑馬魚皮下約45µm的側線發(fā)育情況進行了超過60分鐘的觀察。斑馬魚通過側線感知水流刺激。這種生活器官的圖像也為研究脊椎動物細胞水平發(fā)育提供了寶貴信息。生活在淡水中的熱帶斑馬魚，作為一種遺傳學模型生物有許多優(yōu)勢。其大小易于培養(yǎng)，同時也足夠研究人員分辨單獨的器官。斑馬魚的繁殖周期短，能產(chǎn)生大量后代。做為一種脊椎動物，它也具有一些和人類相同的生物學特性。

備注：徠卡體視顯微鏡觀察斑馬魚活體細胞部分新聞由http://www.cnnoptics.com/，編輯上傳。