典型應(yīng)用 | 典型樣本 | 任務(wù) |
活細(xì)胞成像 | √ 貼壁細(xì)胞 √ 懸浮細(xì)胞 | √?高速亞細(xì)胞過程的多維度成像：細(xì)胞器形態(tài)和動(dòng)態(tài)、細(xì)胞器-細(xì)胞器相互作用、囊泡運(yùn)輸 √?膜動(dòng)態(tài)的多維度成像 √?免疫細(xì)胞的多維度成像，例如T細(xì)胞遷移和激活 √?對(duì)活細(xì)胞進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天的溫和成像，光毒性和光漂白極小 √?細(xì)胞增殖和凋亡測(cè)定 |
3D細(xì)胞培養(yǎng) | √?球體 √?類器官 √?囊腫 √?水凝膠中的細(xì)胞 | √?最大直徑達(dá)200μm的球體或類器官的活體成像 √?類器官自我組織 √?類器官內(nèi)的細(xì)胞遷移和增殖 √?細(xì)胞間相互作用、3D組織、遷移和形態(tài)的成像 √?神經(jīng)元活性的體外成像 |
小型模式生物 | √?斑馬魚胚胎 √?秀麗隱桿線從胚胎 √?果蠅胚胎 | √?以近各向同性分辨率進(jìn)行結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的3D解析 √?胚胎和小型生物的細(xì)胞和亞細(xì)胞動(dòng)態(tài)快速成像，樣品直徑可達(dá)100μm √?細(xì)胞遷移、細(xì)胞間相互作用，細(xì)胞周期、囊泡運(yùn)輸 |
卵母細(xì)胞 |
| √?完整的卵母細(xì)胞3D實(shí)時(shí)成像，包含亞細(xì)胞細(xì)節(jié) |
膨脹化樣本 |
| √?基于水凝膠膨脹化的小型樣本 |
√ Lamin B1的作用
Lamin B1位于核膜，在有絲分裂期間參與核膜的分解和重組。在細(xì)胞周期不同階段的有絲分裂事件中，許多不同類型的細(xì)胞都會(huì)形成“核內(nèi)陷”。核內(nèi)陷可表現(xiàn)為從核膜延伸并穿過核的管狀結(jié)構(gòu)。盡管經(jīng)常有關(guān)于這些獨(dú)特結(jié)構(gòu)的報(bào)告，但目前為止，大多數(shù)研究都是用固定細(xì)胞完成。因此，即使已經(jīng)提出了很多假設(shè)，這些結(jié)構(gòu)的功能在很大程度上還是未知的。 |  |
該數(shù)據(jù)集記錄的細(xì)胞系由西雅圖艾倫細(xì)胞科學(xué)研究所提供：人類誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞，其內(nèi)源性表達(dá)mEGFP標(biāo)記的層粘連蛋白B1（AICS-0013）。記錄了近8小時(shí)的過夜實(shí)驗(yàn)，每1.5分鐘1個(gè)體積的成像速度。在整個(gè)過程中都可以觀察到有絲分裂的細(xì)胞。在整個(gè)細(xì)胞周期的大多數(shù)細(xì)胞中，可以清楚地觀察到核內(nèi)陷的形成和動(dòng)態(tài)。
溫和照明對(duì)于有絲分裂的成像至關(guān)重要，因?yàn)樵撨^程極其精細(xì)且對(duì)光敏感。為了防止復(fù)制受損的DNA，一旦激發(fā)光造成任何損害，細(xì)胞就會(huì)阻止有絲分裂。如果要在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)對(duì)有絲分裂事件進(jìn)行成像，就需要溫和的Lattice Lightsheet 7成像和極為穩(wěn)定的系統(tǒng)?？焖俚亩嗑S度成像與近各向同性分辨率相結(jié)合，可以從各個(gè)角度觀察樣本并研究每個(gè)細(xì)節(jié)中獨(dú)特的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。蔡司晶格層光顯微鏡Lattice Lightsheet 7是進(jìn)行此類挑戰(zhàn)性實(shí)驗(yàn)的理想工具。讓此前無法實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)——簡(jiǎn)單易用，也可以在您的研究中實(shí)現(xiàn)。 |
√ 快速多維度成像，觀察亞細(xì)胞動(dòng)態(tài)變化
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| 用Calnexinm-Emerald和EB3-tdTomato瞬時(shí)轉(zhuǎn)染的Cos 7細(xì)胞；EB3標(biāo)記微管的生長(zhǎng)端，對(duì)于調(diào)節(jié)微管動(dòng)態(tài)起到不可缺少。鈣聯(lián)結(jié)蛋白是一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）蛋白，蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成。每80秒對(duì)細(xì)胞成像一次，持續(xù)成像1.5小時(shí)，成像體積：175×120×70μm3。 | 時(shí)間序列顯示了穩(wěn)定表達(dá)肌動(dòng)蛋白-GFP（細(xì)胞骨架，青色）的U2OS細(xì)胞動(dòng)態(tài)，同時(shí)還使用MitoTracker?Red CMXRos（線粒體，綠色）和Draq 5（核仁，品紅色）標(biāo)記細(xì)胞。 |
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| 用Tomm20-mEmerald和Calreticulin-tdTomato瞬時(shí)轉(zhuǎn)染的Cos 7細(xì)胞。Tomm20標(biāo)記線粒體的外膜，Calreticulin是標(biāo)記ER的一種蛋白質(zhì)，ER是蛋白質(zhì)合成的部位。兩者都是非常脆弱且對(duì)光敏感的細(xì)胞器，很難用常規(guī)方法成像。每30秒1個(gè)體積的采集速度，連續(xù)成像1小時(shí)15分鐘，成像體積：175 × 210 × 20 μm3。總共記錄了85,800張圖像；150個(gè)時(shí)間點(diǎn)的572個(gè)體積平面。 | 表達(dá)Lifeact-GFP的Cos 7細(xì)胞。最大強(qiáng)度投影。對(duì)細(xì)胞連續(xù)成像9個(gè)小時(shí)；每10秒1個(gè)體積（115×60×25μm3）。總共記錄了1,005,000張圖像； 5,000個(gè)時(shí)間點(diǎn)的201個(gè)體積平面。 |
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| 用mEmerald-Rab5a和Golgi7-tdTomato瞬時(shí)轉(zhuǎn)染的Cos 7細(xì)胞。Golgi7是與高爾基體和高爾基體囊泡有關(guān)的蛋白質(zhì)。Rab5a是早期的內(nèi)體標(biāo)記。以近各向同性分辨率在3D中跟蹤囊泡成為現(xiàn)實(shí)。追蹤處理在arivis Vision4D?中進(jìn)行。 |
√?早期階段的生命發(fā)展 | 卵母細(xì)胞
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| 在中期II中捕獲了活的小鼠卵母細(xì)胞，并進(jìn)行了線粒體（青色）、微管（品紅色）和染色體（黃色）染色。 | 固定的小鼠生發(fā)泡卵母細(xì)胞的核被膜（核纖層蛋白B抗體，青色）、肌動(dòng)蛋白（鬼筆環(huán)肽，品紅色）和微管（微管蛋白抗體，黃色）染色。使用Sinc3 100×1,800晶格光片對(duì)整個(gè)卵母細(xì)胞進(jìn)行成像。 | 固定的小鼠生發(fā)泡卵母細(xì)胞的核被膜（核纖層蛋白B抗體，青色）、肌動(dòng)蛋白（鬼筆環(huán)肽，品紅色）和微管（微管蛋白抗體，黃色）染色。Sinc3 15×650晶格光片用于微管和肌動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)的高分辨率成像。視頻中為微管的3D結(jié)構(gòu)。 |
√ 小型模式生物的生命發(fā)展 | 斑馬魚
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| DeltaD-YFP轉(zhuǎn)基因斑馬魚胚胎（Liao等人，2016年，《自然通訊》）。由包含內(nèi)源調(diào)節(jié)區(qū)的轉(zhuǎn)基因驅(qū)動(dòng)的融合蛋白，在尾巴和前體節(jié)中胚層中表達(dá)。在細(xì)胞皮層以及與運(yùn)輸小泡相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)狀中可見的信號(hào)（綠色）。細(xì)胞核為洋紅色。對(duì)胚胎持續(xù)成像5分鐘，每8秒1個(gè)體積（150×50×90μm3）。樣本由瑞士EPFL的Andrew Oates教授提供。 | 斑馬魚胚胎的高速影片。運(yùn)輸mRNA分子的多維度成像（綠色）。細(xì)胞核顯示為洋紅色。數(shù)據(jù)顯示為高強(qiáng)度投影。每2.5秒采集1個(gè)體積（86 × 80 × 12 μm3）。樣本：由瑞士EPFL的Andrew Oates教授提供。 | 使用arivis Vision4D?軟件追蹤運(yùn)輸mRNA分子。首先使用核參考軌跡校正斑馬魚胚胎的運(yùn)動(dòng)。然后隨時(shí)間追蹤單個(gè)mRNA分子，得出統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，例如速度和方向性。樣本：由瑞士EPFL的Andrew Oates教授提供。 |
√ 小型模式生物的生命發(fā)展 | 秀麗隱桿線蟲胚胎
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| 秀麗隱桿線蟲胚胎的細(xì)胞核染色。影片顯示了胚胎帶顏色編碼的深度投影。對(duì)胚胎持續(xù)成像10分鐘以上；每700毫秒1個(gè)體積。成像的體積：115×50×30μm3。總共記錄了101.000張圖像； 1000個(gè)時(shí)間點(diǎn)的101個(gè)體積平面。 | 秀麗隱桿線蟲胚胎的細(xì)胞核染色。影片顯示了胚胎帶顏色編碼的深度投影。每5分鐘對(duì)胚胎成像19個(gè)小時(shí)以上，可以觀察到其正常的睡眠-覺醒周期。成像的體積：115×50×30μm3。總共記錄了23,836張圖像； 236個(gè)時(shí)間點(diǎn)的101個(gè)體積平面。 | 晚豆期的線蟲胚胎（受精后約400分鐘），有?560個(gè)細(xì)胞核核，標(biāo)記為HIS-58 :: mCherry（品紅色），而中心粒則由GFP :: SAS-7（綠色）標(biāo)記。有絲分裂中的細(xì)胞在紡錘極上顯示出HIS-58 :: mCherry和中心粒的濃縮信號(hào)。樣本：由瑞士EPFLG?ncy實(shí)驗(yàn)室的N. Kalbfuss提供。 |
√ 小型模式生物的生命發(fā)展 | 果蠅胚胎
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| 果蠅是生物醫(yī)學(xué)研究等眾多研究領(lǐng)域的模型生物。研究人員可以獲得很多轉(zhuǎn)基因的變體。該視頻顯示了帶GFP標(biāo)記的果蠅胚胎隨時(shí)間推移而發(fā)生的變化。共拍攝了91,100張圖像、911個(gè)體積平面、100個(gè)時(shí)間點(diǎn)。每15秒一個(gè)體積；成像時(shí)間25分鐘，成像體積：300 × 455 × 145 μm3. |
√ 3D細(xì)胞模型發(fā)育
球體和類器官是器官的體外模型——體積更小、更簡(jiǎn)單，但易于生產(chǎn)，因此對(duì)于發(fā)育生物學(xué)家來說球體和類器官是研究器官發(fā)育的寶貴工具。與通常僅由單層細(xì)胞組成的細(xì)胞培養(yǎng)不同，細(xì)胞團(tuán)/類器官中的細(xì)胞形成三維結(jié)構(gòu)，從而可以研究3D細(xì)胞模型內(nèi)部的細(xì)胞遷移和分化。借助晶格層光顯微鏡，能夠?qū)︻惼鞴俚陌l(fā)展和自組織進(jìn)行成像。在此我們可以看到3D渲染的細(xì)胞團(tuán)，細(xì)胞團(tuán)由表達(dá)H2B-mCherry（品紅色）和α-Tubulin-mEGFP（青色）的細(xì)胞組成。并非每個(gè)細(xì)胞都被標(biāo)記。 |  |
√ 植物和植物種子的發(fā)育 | 花粉粒和花粉管
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| 花粉管染有線粒體（MitoTracker Green，綠色）和溶酶體（Lysotracker Red，紅色）。觀察花粉管從花粉粒中的裂縫延伸（通過其自身熒光觀察）。線粒體并沒有完全到達(dá)花粉管的尖端，而是在尖端之前幾微米處停止。數(shù)據(jù)集的渲染在arivisVision4D?中進(jìn)行。樣本：由澳大利亞新南威爾士州悉尼的R. Whan提供。 | 觀察花粉管內(nèi)的線粒體動(dòng)態(tài)。線粒體在花粉管邊緣的尖端移動(dòng)，并在花粉管中間回向移動(dòng)。在運(yùn)輸過程中，線粒體不斷融合并分裂以進(jìn)行修復(fù)，并共享和分配生物分子。樣本：由澳大利亞新南威爾士州悉尼的R. Whan提供。 |