在活猪中对光蛋白进行2光子成像

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物医学工程 生物医学工程
• 动物模型 动物模型

背景情况:

• 将临床前神经学研究转化为人类临床试验是一项挑战,特别是从动物模型向人类的过渡.
• 非人类灵长类动物在遗传学上与人类相近,但成本高昂,并对广泛的临床前使用提出了道德问题.
• 猪拥有大型的旋脑大脑,与人类大脑具有生物忠诚性,易于访问,但它们的尺寸限制了静脉内成像.

研究的目的:

• 介绍一套技术和工具,用于以亚细胞分辨率对猪大脑进行体内成像.
• 克服成像大动物大脑的局限性,促进更好的临床前神经学研究.

主要方法:

• 通过手术植入一个合成的,灵活的,透明的持久窗口,以获得长期的光学访问新皮质.
• 通过头骨窗口注射腺相关病毒载体以表达光蛋白的优化方法.
• 建造大型动物两光子显微镜,用于80公斤以上的动物,配备高速数字化仪,用于光终身成像.
• 开发策略来减轻运动工件,包括心跳触发的高速图像采集.

主要成果:

• 在猪大脑的体内成像中成功证明了亚细胞分辨率.
• 采集了用化物敏感光蛋白SuperClomeleon转换的猪样本图像,展示了该技术的有效性.
• 开发的系统可以容纳大型动物,并解决高分辨率成像中固有的运动工件.

结论:

• 提出的一套技术和工具使猪大脑的高分辨率体内成像成为可能,这是临床前神经学研究的重大进步.
• 这种方法为研究大脑功能和疾病的非人类灵长类动物提供了一个可行的,具有成本效益的替代方案.
• 开发的方法有助于更准确地将神经学研究成果从动物模型转化为人类临床应用.