用于成年斑马鱼中活体细胞追踪的光学影像与流式检测技术的研究

【摘要】斑马鱼已成为一种重要的脊椎动物模式生物,广泛用于癌症、干细胞研究和药物筛选中。近年来新培育出一种将色素基因双突变后的透明斑马鱼casper,在成年后仍通体透明。为活体实时研究细胞级生物学过程提供了哺乳动物模型或其它系统无法比拟的成像功能。本文介绍一个整合激光扫描共聚焦显微成像技术(laserscanningconfocalmicroscopy,LSCM)和活体流式细胞技术(invivoflowcytometry,IVFC)的光学系统,可进行活体成像观察和细胞定量检测。本系统针对透明成年斑马鱼casper设计研发,用来对静止和循环流动细胞进行非侵入性的追踪,可在鱼正常生理条件下对同一组鱼进行连续观察,无需反复抽血或将动物处死。系统的共聚焦成像部分具有双重功能：对鱼体内微结构成像和定位合适的血管进行流式细胞计数的导航成像的功能。本系统多色多通道检测的功能,可以对斑马鱼体内多组细胞和不同组织进行同时成像。论文从生物医学发展的背景和对技术的需求出发,详细描述系统的设计搭建过程。在斑马鱼中进行活体成像与检测功能的测试：采用本系统在鱼体内各个位置对白细胞成像,在染料标记的血管中对流动白细胞计数,验证多色多通道检测的能力。回到系统研发的初衷,本系统为斑马鱼干细胞移植研究提供活体非侵入性细胞追踪的方法：验证系统可通过对外周血的无创检测,得到干细胞竞争性移植的两组供体的贡献比例,无需将造血器官全肾髓取出,可应用于评价基因信号调控和药物作用的效果。采用该系统,首次对斑马鱼造血干细胞移植后的循环供体来源血细胞进行了长时间的定量检测,使得非侵入性活体观察造血重建过程成为可能。通过在透明成年斑马鱼中应用活体成像和定量检测技术,本光学系统可以满足癌症研究和干细胞研究应用这个新兴动物模型的需要。本系统对细胞进行活体追踪的功能,有望应用于癌症转移的早期检测和预后评估,和更好地了解造血干细胞移植后的归巢,植入和修复更新的生物学奥秘。
【作者】张黎；
【导师】魏勋斌；
【作者基本信息】复旦大学，生物化学与分子生物学，2013，博士
【关键词】活体成像；共聚焦显微成像；活体流式细胞仪；成年斑马鱼；流动细胞；细胞计数；细胞追踪；干细胞移植；

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