設為首頁 | 添加收藏 |sitemap |百度地圖 |
貨真價實 坦誠無欺
新聞資訊

使用徠卡顯微鏡修複斑馬魚的心髒

2014-03-31  發布者:admin 

 在心髒組織再生驚人的發現是快速移動的研究人員更接近利用再生技術修複人體心髒的目的。 隻有十一年前,肯尼斯博士POSS ,細胞生物學杜克大學教授霍華德·休斯醫學研究所的早期職業科學家,出版了第一本研究清楚地看到用熒光顯微鏡心髒組織再生的一個例子。 他明確的發現,斑馬魚可以主要損傷後再生他們的心,顯著的浪湧電流在心髒再生的研究做出了貢獻。 “當時(2002年),心髒再生領域是相當困了。心髒病人不是想著再生。重點是移植和防止損壞。你能受損後的再生心髒的想法隻是不真的還上了現場。“ POSS說。

 

再生領域迅速推進

當他的團隊發表了他們的開創性文章 ,POSS說,他會預測這將需要至少40年後的再生技術,將準備用於人體應用。 但是,自那以後,在該領域的研究結果已經積累了在一個令人驚訝的快速發展。 “就在最近一兩年發現在心髒再生的速度都令人歎為觀止。現在我預測,在未來幾年,AG亚游集团將看到一些來自AG亚游集团的實驗室被用於開發人類再生應用的發現和其他“。

斑馬魚模型的優點

1:遊泳斑馬魚(由Greg Nachtrab)的渲染圖像。

一直以來,在​​治療人類疾病的最大的進步站在基礎研究的肩膀的情況。 POSS博士在過去的十年裏建立一個在美國最大的斑馬魚殖民地,誰與他合作,旨在發掘的生物機製,其中成年斑馬魚受損後重新長出的組織科學家組成的專門團隊。 這個不起眼的小魚以其特有的黑色和白色條紋提供了一個驚人的優雅典範再生的研究。 即使在非常嚴重的傷害,斑馬魚能夠快速生成各種複雜的結構,包括 ,視網膜,脊髓和心髒。 POSS解釋他的選擇,研究斑馬魚這種方式,“你可以從單細胞階段,通過幾天因為所有的器官係統可視化形式(斑馬魚)一路攀升 - 所以你幾乎可以看到細胞遷移和血管成長.. ,對其進行可視化的能力(斑馬魚模型)除了其人多力量大最大的力量。“ 換言之,它不僅是相對容易的圖像這些神奇的動物,但他們也方便小巧使研究人員能夠保持大量人口在有限的空間。 POSS的團隊保持5,300罐10〜30魚在每一個3000平方英尺的設施,這將增加一倍以上的規模,明年當兩個新的地點是完整的。

 

顯微鏡圖像心髒發育和修複

雖然大多數斑馬魚的研究主要集中在生命的第一天,心髒和其他器官的初始,胚胎發育,POSS的團隊是幾個看著在以後的生活心肌再生之一。 要做到這一點,他們製定學習成魚在內的數十轉基因品係,以幫助可視不同細胞類型的新工具。 維卡斯·古普塔研究生在POSS的實驗室,是第一個適應Brainbow技術 (最初開發用於小鼠的研究),以顏色編碼斑馬魚的心肌細胞-使他們從親代細胞分裂和遷移心髒周圍的後代細胞進行跟蹤。 古普塔開發的用於表達不同量的心肌細胞內的紅色,藍色和黃色的蛋白質,在超過20種不同的顏色標示他們的技術。 這個突破使得團隊形象心髒發育和出精致的細節再生過程,因為每個細胞永久保持其顏色,並將其傳遞給新細胞,從中分裂。 采用顯微成像,球隊可以清楚地記錄細胞分裂和遷移模式的魚從心內胚胎到成年和心髒損傷後發生的維修。 事實上,POSS的研究人員首次使用Brainbow定義細胞器官發育過程中的行為方式。

2:通過與肌肉細胞標記由一個多色標簽製度,用Leica TCS SP5激光共聚焦顯微鏡拍攝的斑馬魚的心髒A節。 使用激光線458納米,515納米和561納米至激發CFP,YFP,和RFP,分別獲得樣品。 渠道購入依次覆蓋,並導入到Adobe公司的Photoshop,在那裏被做了亮度和對比度均勻的調整(由維卡斯古普塔)。
 

負責心髒發育和修複心肌細胞

POSS博士屬性的最令人吃驚的發現,以這種能力為區分微觀和色彩跟蹤幾十個類型的細胞。 他解釋說,“這是AG亚游集团能夠追溯看著特別的細胞類型分化和心髒在斑馬魚胚胎形成過程中繁衍出來。平均而言,AG亚游集团發現,有通常隻有八心肌細胞的複製,形成大組織,最終使心髒的整麵牆的補丁。那真是令AG亚游集团吃驚。“ 這與其他研究結果掉轉研究者的關注,這已經成為越來越注重利用幹細胞來刺激再生,對新細胞的其他來源。 由於POSS說,“AG亚游集团已經在魚類中發現的是,心髒肌肉細胞 - 心肌細胞 - 是心髒肌肉細胞的不僅是胚胎心髒的初步形成過程中的來源,但它們也是新的心髒源再生過程中肌細胞的,因此,像幹細胞在這些情況下,擴大遠遠超過AG亚游集团原來以為個別的心肌細胞可以。AG亚游集团還沒有發現,但如何或為什麽發生這種情況,但這一發現在魚曾執導多注意看在肌肉細胞,而不是僅僅著重於幹細胞的途徑如何使再生發生,因為,在這些魚中,AG亚游集团已經能夠清晰圖像的心髒肌肉細胞本身如何是中央的再生過程“。3:與肌肉細胞標記由一個多色標簽製度,用Leica TCS SP5激光共聚焦顯微鏡拍攝的斑馬魚的心髒表麵的圖像。 使用激光線458納米,515納米和561納米至激發CFP,YFP,和RFP,分別獲得樣品。 渠道購入依次覆蓋,並導入到Adobe公司的Photoshop,在那裏被做了亮度和對比度均勻的調整(由維卡斯古普塔)。

 

以局部損傷廣泛響應

另一個意外的發現是響應於局部損傷的程度。 POSS說,“AG亚游集团預計,在受傷部位非常局部的反應,AG亚游集团期待所有的再生和信令在那個受傷的位置發生權利。AG亚游集团發現的是,它是一個更動態的過程,如果你在一個傷害心髒非常小的區域,你得到的信號和活化遠離損傷部位的途徑,AG亚游集团受傷的心室,發現損傷後數小時內信令中庭的反應。這裏也有一些機製,當心髒受到傷害非常本地有一個器官,在第一天給它廣泛響應然後組織識別出損傷是局部而這也正是信令和反應開始集中它比AG亚游集团預期的更加動態的同時,它不是漸進的 - 很早的一套器官寬在一個小時內發生的反應,AG亚游集团可以看到了某種特定的基因在受傷的心髒都隻是在受損區域開啟不到處。在一兩天這些基因在損傷部位打開隻有...AG亚游集团做了不期望找到這一點,認為這是為再生能力非常重要。'發現​​'的傷害這個過程可能是關鍵的目標,支持改革的組織在特定網站的信號。“

心肌組織的修複速度

該小組還繼續受到如何快速從傷病中,這將是致命的,在大多數其他脊椎動物斑馬魚的恢複感到驚訝。 “AG亚游集团最嚴重的傷害就是基因燒蝕或殺死超過三分之二的肌肉細胞在整個心髒的這是一個令人難以置信的嚴重傷害他們進入心髒衰竭與人類非常晚期心髒衰竭的所有經典標誌:水腫,敏感性鍛煉,休克,呼吸急促,嗜睡....在人類中,很少有AG亚游集团能為心髒衰竭的這個級別做。這些魚可以長肌肉的背部和扭轉的症狀!在一兩個星期你甚至不能告訴他們受傷。他們在坦克周圍疾飛的再生能力本身仍令我感到奇怪。“ POSS笑著說。

基礎研究的重要性

這些重要的和意想不到的發現強調基礎研究,最近在努力保持資金的重要性。 由於POSS所說的那樣,“當你看著一些東西是如何工作的基本層麵 - 它是如何發生的 - 你有機會找到任何這就是為什麽AG亚游集团很多人都真正堅持認為AG亚游集团需要繼續支持基礎研究AG亚游集团。需要研究的基本發育生物學 - 如何胚胎發育和器官如何形成的動物去從少年到成年階段會發生什麽 - AG亚游集团不知道很多關於這一點,當任何組織再生會發生什麽 - 鰭或心髒,視網膜,肌肉,肝髒,胰髒 - 通常這些事情,據AG亚游集团現在所知,共享信號,他們以不同的方式使用途徑的一個子集有將具體組織機製,以及這一切 - 身體工作 - 所有聯接在一起......這就是科學的應該是工作“。

關鍵的問題是

而且仍然有許多工作要做之前心髒再生的充分理解。 關鍵的問題是如如何新生成的細胞知道它們是什麽,去哪裏,以及如何發揮作用? 這是在心髒其中包括電耦合肌肉組織尤其混淆問題。 怎麽新的心髒細胞定位自己,並納入到一個受傷的,跳動的心髒,而不會導致心律失常? 什麽是防止過 ​​度增長告訴再生過程何時停止機製?4:斑馬魚尾鰭骨細胞通過熒光標記突出顯示時,用Leica M205 FA捕獲,顯示的mCherry和EGFP熒光(由Sumeet辛格)的圖像。

 

 

改進的工具發現驅動

現在有幾百個世界各地的實驗室的研究斑馬魚和開發新的遺傳工具來操縱它們有助於加速整個領域的研究結果。 特別是使用的蛋白標誌物和改進熒光立體成像的共焦色分離和定製波長的能力 - - 在顯微鏡的速度和靈敏度的改進也有助於發現的快節奏在再生醫學。

對於他們的零部件,POSS和他的團隊在杜克繼續努力解開再生的基本機製。 “最終的目標是要弄清楚如何再生發生在這些斑馬魚係統和這些概念應用到哺乳動物的上下文。看一個小鼠,大鼠或人的心髒後的任何類型的傷害,通常疤痕,並開始應用,AG亚游集团”因​​素已經在魚鑒定,以支持組織再生的另一種動物。“ 隨著正在再生速度比以前更快的新發現,有希望,AG亚游集团可能會達到這個目標遲早比任何人都曾經想過可能。



滬公網安備 31011202003519號