秀麗隱桿線蟲中自噬過程的高對比度成像
通過使用Small Volume Computational Clearing（SVCC）的THUNDER Imager Model Organism機型對模型生物秀麗隱桿線蟲（一種線蟲）進行高對比度成像,，可幫助更深入地理解自噬與老年病之間的關(guān)聯(lián),。自噬是一個自然的過程，細胞通過這個過程來自我毀滅,，以產(chǎn)生能量并維持細胞活性,。感染或癌癥等疾病引發(fā)的應(yīng)激通常會觸發(fā)以病原體或癌細胞為目標的自噬。自噬與年齡相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病之間的關(guān)系尚不清楚,，對這種關(guān)系的深入理解可能有助于維持長期健康,。使用高對比度THUNDER成像進行的秀麗隱桿線蟲自噬機制研究可能有助于將其推向臨床應(yīng)用，從而實現(xiàn)這一目標,。
引言
自噬是一種受調(diào)節(jié)的自我吞噬過程,，其能幫助細胞維持穩(wěn)態(tài)并重新獲得能量[1,2]。在基礎(chǔ)狀態(tài)下,，自噬可用于長壽命蛋白的降解等,，但它主要是在應(yīng)激反應(yīng)中被誘發(fā)。在感染這樣的應(yīng)激狀態(tài)下,，其會靶向病原體,，以進行溶酶體降解。在癌細胞引發(fā)的代謝應(yīng)激中,，自噬為細胞活性提供ATP,，保持細胞活力。癌細胞會誘導(dǎo)自噬,，使細胞吃掉自己,，從而保護其免于細胞死亡。自噬的特征是形成自噬體,，并涉及多個步驟：開始,、成核、延伸,、成熟和降解,。雖然自噬與健康有關(guān),，但自噬與老年病（如神經(jīng)退行性疾?。┲g的關(guān)系仍不清楚[2],。如果能更好地理解這種關(guān)系，就可能會開發(fā)出能促進長期健康的臨床應(yīng)用,。
線蟲秀麗隱桿線蟲是一種經(jīng)過充分研究的模型生物,，使得我們可以在整體生物中研究自噬和年齡相關(guān)的病理機制[3,4]。
本文介紹如何使用THUNDER Imager對自噬和老年病進行詳細的研究,。
挑戰(zhàn)
對秀麗隱桿線蟲成像時,，快速獲得銳利的高對比度3D成像，清晰展示重要細節(jié)的解決方案最為實用,。常規(guī)的寬場顯微成像速度快,，檢測靈敏度高，但是對厚標本的成像,，如整個生物體,，通常會出現(xiàn)離焦信號模糊導(dǎo)致的對比度降低[5]。
方法
本研究中使用表達MAH215 [6],、GFP和mCherry的秀麗隱桿線蟲,。MAH215是一種雙色熒光mCherry:GFP:LGG-1蛋白，其可對自噬體和自噬溶酶體進行可視化,，以監(jiān)測自噬流,。GFP（綠色）表示自噬體，而mCherry（紅色）表示自噬溶酶體,，后者可在酸性環(huán)境中淬滅GFP,，從而導(dǎo)致發(fā)射mCherry信號。使用THUNDER Imager Model Organism對線蟲進行成像,，應(yīng)用Small volume computational clearing（SVCC）處理圖像[5],，然后生成最大強度投影。
結(jié)果
與傳統(tǒng)的寬場顯微鏡相比,，THUNDER Imager Model Organism能夠清除非焦面信號,，對秀麗隱桿線蟲進行清晰的立體與宏觀成像[5]。這樣,，就可以更加詳細地研究細胞過程并對其定量,。
圖1：秀麗隱桿線蟲的宏觀擴展景深圖像：原始寬場數(shù)據(jù)（左）和應(yīng)用SVCC后的THUNDER數(shù)據(jù)（右）。MAH215：自噬流,，GFP（綠色）：自噬體，mCherry（紅色）：自噬溶酶體,。
圖片來源：Aditi U. Gurkar博士,，美國匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)系,。
結(jié) 論
與傳統(tǒng)的寬場成像相比，THUNDER的Small volume computational clearing（SVCC）技術(shù)[5]在對秀麗隱桿線蟲成像時會顯著增強對比度,，從而解析高度細節(jié)化和更加清晰的立體圖像,。THUNDER技術(shù)具備的zhuo越成像功能有助于對自噬和老年病之間的關(guān)系進行更深入的理解。
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