Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Forskere ser blodkar udvikle sig i hele zebrafiskembryoner

Ved hjælp af optisk opløsning fotoakustisk mikroskopi, forskere foretog etiketfri billeddannelse af den vaskulære udvikling i zebrafiskembryoets hjerte- og hjerneområder. Billeder a-c viser hjertet ved 22, 25 og 28 timer efter befrugtning, henholdsvis. I d-f, den mikrovaskulære udvikling i hjernen er vist ved 36, 48 og 72 timer efter befrugtning, henholdsvis. (H:Hjerte E:Øje) Kredit:Lei Xi, Kinas universitet for elektronisk videnskab og teknologi

For første gang, forskere har fulgt udviklingen af ​​blodkar i zebrafiskembryoner uden at bruge mærker eller kontrastmidler, som kan forstyrre de undersøgte biologiske processer.

"Vi har med held visualiseret udviklingen af ​​det kardio-cerebrovaskulære system i den tidlige embryonale fase af zebrafisk, "sagde Lei Xi fra University of Electronic Science and Technology of China." Da zebrafisken fortsat er en af ​​de vigtigste modeller til undersøgelse af menneskelige sygdomme, vi mener, at vores arbejde er vigtigt for at forstå både hjernesygdomme og hjerte -kar -sygdomme hos mennesker. "

Zebrafiskembryoner er gennemsigtige, hvilket gør dem til en glimrende model for forskere, der ønsker at studere, hvordan hvirveldyrsorganismer udvikler sig og vokser. Men indtil nu, visualisering af biologiske processer med optiske billeddannelsesteknikker i høj opløsning, såsom konfokal fluorescensmikroskopi og to-fotonmikroskopi, har typisk krævet en fluorescensmærke eller kontrastmiddel. At få disse midler ind i en zebrafisk er ikke kun kompleks og tidskrævende, men kan nogle gange ændre de naturlige fysiologiske processer, der finder sted i zebrafisken.

I tidsskriftet The Optical Society (OSA) Biomedicinsk optik Express , Xi og kolleger rapporterer ved hjælp af optisk opløsning fotoakustisk mikroskopi (ORPAM) til etiketfri billeddannelse af fartøjsudvikling over hele kroppen af ​​et zebrafiskembryo med teknikkens lavopløselige tilstand. De zoomede også ind for at følge dannelsen af ​​de fartøjer, der er forbundet med hjerte og hjerne ved hjælp af højopløsningsfunktionen.

Brug af lyd til at lave billeder

ORPAM kræver ingen kontrastmidler, fordi det danner billeder ved at detektere ultralydsbølger, der skabes, når molekyler absorberer lys. Denne relativt nye mikroskopiteknik kan give tredimensionelle billeder med en indtrængningsdybde og rumlig opløsning, der kan sammenlignes med to-fotonmikroskopi.

I den nye undersøgelse, forskerne brugte et ORPAM-system med transmissionstilstand med en lavopløselig målsætning til at forestille sig fartøjets udvikling på forskellige tidspunkter for hele zebrafisken med en opløsning på 3,5 mikron. De gennemførte også ORPAM med et mål i høj opløsning for at følge udviklingen af ​​hjernen og hjertekaret med en opløsning på 1,5 mikron. Billederne afslørede den nøjagtige timing af hjertekarrets udvikling samt detaljer om, hvordan hele kroppen vaskulatur udvikler sig i zebrafisken.

"Evnen til at visualisere dynamisk udvikling under embryonale stadier, når blodkarrene i første omgang dannes og udvikler sig, bringer potentiale til at bruge zebrafisk til at undersøge forskellige menneskelige hjerte- og cerebrovaskulære sygdomme i fremtiden, "sagde Xi. Fremgangsmåden kan være nyttig til at studere epilepsi, hjerte sygdom, hærdning og indsnævring af arterierne, højt blodtryk, hjerteanfald, slagtilfælde og blodpropper i hjernen.

Forskerne arbejder på at forbedre billedhastigheden af ​​metoden, som i øjeblikket kræver 25 minutter til en zebrafisk-embryoscanning af hele kroppen. De vil også gerne kombinere ORPAM med nye genekspressionsteknikker for at studere de genetiske årsager til vaskulære sygdomme.

Varme artikler