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神经嵴(NC)

鸡胚NC细胞迁移和分化研究

Chicken-embryo cross section at the level of the midbrain showing neural crest cells and cadherin-6B molecules. Raw widefield data (top) and THUNDER image (bottom). Chicken-embryo_cross_section_midbrain_neural_crest_cells_cadherin-6B_molecules_widefield_THUNDER_teaser.jpg

本文主要讨论如何使用THUNDER Imager 3D Assay进行高清成像来助力鸡胚神经嵴(NC)发育的研究。在发育过程中,NC细胞的适当特化、迁移和分化对于防止颅面畸形和神经病变至关重要。使用具有computational clearing功能的THUNDER Imager对NC细胞上皮-间充质转化,以及钙粘蛋白-6B粘附分子的迁移过程进行清晰的成像,较之传统的宽场显微镜能够获得更多细节。

神经嵴细胞

神经嵴(NC)是一种胚胎细胞群,具有显著的多潜能性和迁移能力,使其能够促进包括颅面骨骼(即面部和颅骨的骨骼和软骨)在内的多种器官系统以及周围神经系统的发育[1,2]。颅骨NC发育失调通常会导致颅面发育异常,因此,研究NC有助于更深入地理解如何预防神经病变[1,2]。发育生物学与胚胎学的研究人员对多种脊椎动物胚胎中NC细胞的特化、迁移和分化机制非常感兴趣。众所周知,NC细胞通常会下调钙粘蛋白-6B粘附分子(CAM)的水平。

胚胎成像时的挑战

在发育生物学研究中,使用宽场显微镜观察厚胚胎样本面临着巨大的挑战,因为成像中存在的光散射通常会出现失焦模糊 [3]。去模糊后,就能更好地揭示样本内部深处的结构。

方法

研究的标本是中脑水平的鸡胚胎横截面。NC细胞显示为品红色,而钙粘蛋白-6B粘附分子显示为绿色。通过使用THUNDER Imager 3D Assay的Small Volume Computational Clearing(SVCC)方法进行了荧光成像。物镜使用的是40x、数值孔径(NA)1.3的平场复消色差油浸物镜 [3,4]。

神经嵴细胞成像结果

下图为鸡胚的原始宽场成像和THUNDER成像结果。NC细胞(品红色)经历上皮-间充质转化并开始迁移。钙粘蛋白-6B(绿色)开始向图像左侧横向迁移。实验阻断上皮-间充质转化的NC细胞位于图像的右侧。钙粘蛋白-6B的水平仍然很高,NC无法离开神经管上皮。

结论

图像结果证明,与传统的宽场显微镜系统相比,THUNDER Imager 3D Assay能够更清晰地展示胚胎样本中的神经嵴细胞和钙粘蛋白分子的荧光信号。

References

  1. M.L. Piacentino, E.J. Hutchins, M.E. Bronner, Essential function and targets of BMP signaling during midbrain neural crest delamination, Developmental Biology (2021) vol. 477, pp. 251-261, DOI: 10.1016/j.ydbio.2021.06.003.
  2. M.L. Piacentino, Y. Li, M.E. Bronner, Epithelial-to-mesenchymal transition and different migration strategies as viewed from the neural crest, Current Opinion in Cell Biology (2020) vol. 66, pp. 43-50, DOI: 10.1016/j.ceb.2020.05.001.
  3. J. Schumacher, L. Bertrand, Real time images of 3D specimens with sharp contrast free of haze: Technology Note THUNDER Imagers: How Do They Really Work? Science Lab (2019) Leica Microsystems.
  4. L. Felts, V. Kohli, J.M. Marr, J. Schumacher, O. Schlicker, An Introduction to Computational Clearing: A New Method to Remove Out-of-Focus Blur, Science Lab (2020) Leica Microsystems. 

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