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新型IR-LEGO系统可对斑马鱼胚胎进行单细胞标记和追踪

作者: 沈阳新闻网 更新时间: 2020年03月13日 09:35:32 游览量: 126

简述:

异质性在发育过程中和稳态中广泛存在于各种细胞类型中。研究异质性对于理解个体发育的复杂性,动力学和特定细

异质性在发育过程中和稳态中广泛存在于各种细胞类型中。研究异质性对于理解个体发育的复杂性,动力学和特定细胞类型的功能至关重要。

新型IR-LEGO系统可对斑马鱼胚胎进行单细胞标记和追踪

然而,传统的批量标记技术无法解析细胞群体中的异质性,而近十年来发明的新的单细胞谱系追踪方法几乎无法同时实现高保真度的单细胞标记和长期体内观察。

为了解决这些问题,由香港科技大学(HKUST)的屈建安教授和温子龙教授领导的一组科学家开发了一种新颖的光学技术,使他们能够标记单个血源性内皮细胞。斑马鱼胚胎中的细胞,并跟踪该细胞及其后代。

“我们开发了一种红外激光诱发基因操纵子(IRLEGO)技术,其中利用两光子荧光温度计测量体内温度升高,以实现精确的单细胞标记,”该教授的Qu教授说。香港科技大学电子与计算机工程系。“基于双光子显微镜的测温法可以对红外激光焦点周围区域的温度上升进行体内和非侵入式成像在组织中的准确度约为0.5°C。使用这种最先进的荧光温度计,我们成功地测量了活斑马鱼中靠近红外激光焦点的区域的温度分布。结果表明,在定义明确的3-D小体积(〜15-20μm)中,热激感应的温度可以升高到40-50°C,大约是一个或两个单元的大小。”

此外,背景噪声是各种单细胞谱系追踪技术中常见的问题,即斑马鱼中绿色荧光蛋白信号的出现而没有热冲击,这对单细胞谱系追踪提出了重大挑战。为了最大程度地减少这种背景噪音的影响,研究小组开发了一种统计算法来确定从单个细胞衍生的谱系分布。

“使用此工具,我们记录了斑马鱼后血岛中的造血内皮(HE)细胞在造血潜能方面是异质的。我们的研究表明,高精度单细胞IRLEGO技术具有出色的执行单核细胞技术的能力细胞标记和长期体内谱系追踪,”科大生命科学系教授温教授说。

该研究小组与华南理工大学医学院细胞发展与整合生物学系的徐进教授合作,还发现至少有两个不同的造血内皮细胞群。其中一个可以同时产生淋巴样和髓样细胞,而另一个只能同时产生髓样细胞。

“这些发现揭示了血液形成的机制,并有可能为研究诸如白血病等疾病的发展提供有用的工具。此外,单细胞标记技术可以应用于研究其他组织和器官的发育,并可以回答许多与干细胞生物学有关的重要问题,包括癌症干细胞。”

该研究结果最近发表在科学杂志《eLife》上。

“将来,我们的目标是应用单细胞标记技术来回答基本的生物学问题,并制定针对多种疾病的治疗策略,例如不同类型组织的发育起源,追踪体内单细胞运动,例如免疫细胞对各种诱导信号的反应,监测组织动态平衡中的细胞竞争和癌症形成等。”

文章链接:http://www.68nw.com//jksh/26618.html

文章标题:新型IR-LEGO系统可对斑马鱼胚胎进行单细胞标记和追踪