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果蝇大脑三维建模与分析以量化神经性状

Quantitatively Analyzing Morphological Phenotypes of Neurons and Neuropils through Three-dimensional Reconstruction of Drosophila Brains

蔡 蔡国鼎*
刘 刘南甫*
周 周雅惠

*Contributed equally to this work 发表时间: 2019年06月20日 DOI: 10.21769/BioProtoc.1010290 浏览次数: 5685

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果蝇实验手册
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摘要：本研究方法是用软件Imaris建立果蝇脑区 (neuropil) 的三维模型，再根据建模结果，量化脑区及相关神经细胞的各种特征，以供后续分析并描述性状。本文以果蝇的嗅觉处理中枢—嗅叶 (antennal lobe) 为例，将免疫染色后的嗅小球 (glomeruli) 建模，如此既可量化个别嗅小球在空间分布的改变、沿着不同轴线的位移等，也能比较实验组与对照组的差异。本研究方法通过对脑区进行建模与量化分析，所获得分析结果不但可以了解神经细胞在特定脑区的分布情形，也能了解特定神经细胞发生变异时对于脑区结构的可能影响，并有助于量化神经组织的细微变化。

Keywords: 果蝇 (Drosophila) search 嗅叶 (antennal lobe) search 三维建模 (3D reconstruction) search 性状分析 (phenotype analysis) search 大脑 (brain) search 神经细胞 (neuron) search

材料与试剂

  1. 500 μl微量离心管 (Eppendorf tubes) (Axygen, catalog number: MCT-060-C)
  2. 载玻片 (SuperFrostTM Microscope Slides, Ground 45°, 76 × 26 mm) (Thermo ScientificTM, catalog number: 10281711)
  3. 盖玻片 (cover glasses thickness No.1, 22 × 22 mm) (Marienfeld Superior, catalog number: 0101050)
  4. 果蝇
  5. 聚甲醛 (20% paraformaldehyde) (Electron Microscopy Sciences, catalog number: 15713-S)
  6. Triton X-100 (Sigma-Aldrich, catalog number: X100)
  7. 10×磷酸盐缓冲生理盐水 (Phosphate buffered saline,10× PBS) (UniRegion Bio-Tech, catalog number: UR-PBS001-1L)
  8. 二次过滤水 (ddH2O)
  9. 山羊血清 (Normal goat serum) (Jackson ImmunoResearch Laboratories, catalog number: 005-000-121)
  10. Mouse anti-Bruchpilot antibody (Developmental Studies Hybridoma Bank (DSHB), nc82)
  11. CyTM3-conjugated goat anti-mouse IgG (H+L) antibodies (Jackson ImmunoResearch Laboratories, catalog number: 115-165-166)
  12. SlowFadeTM Gold Antifade Mountant (Invitrogen, catalog number: S36936)
  13. 透明指甲油 (露华浓经典指甲，Revlon，catalog number: Vernis 771)
  14. 1× PBS (磷酸盐缓冲生理盐水) (见溶液配方)
  15. 4%聚甲醛/磷酸盐缓冲生理盐水 (见溶液配方)
  16. PBST (见溶液配方)
  17. 5%山羊血清 (见溶液配方)
  18. 第一抗体溶液 (见溶液配方)
  19. 第二抗体溶液 (见溶液配方)

仪器设备

  1. 电脑 (具独立显示卡的高阶电脑，建议规格如下：3GHz dual-core CPU, 8GB RAM, 以及AMD Radeon R7 250 2G以上等级显示卡)
  2. 解剖显微镜 (Nikon, model: N-SMZ745)
  3. 3D旋转震荡器 (Digisystem, model: SR-100)
  4. 共轭焦显微镜 (Zeiss, model: LSM780)

软件

  1. Imaris软件 (Bitplane; http://www.bitplane.com/company)

实验步骤

Copyright: © 2019 The Authors; exclusive licensee Bio-protocol LLC.
引用格式：蔡国鼎, 刘南甫, 周雅惠. (2019). 果蝇大脑三维建模与分析以量化神经性状. Bio-101: e1010290. DOI: 10.21769/BioProtoc.1010290.
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How to cite: Tsai, K. T., Liou, N. F. and Chou, Y. H. (2019). Quantitatively Analyzing Morphological Phenotypes of Neurons and Neuropils through Three-dimensional Reconstruction of Drosophila Brains. Bio-101: e1010290. DOI: 10.21769/BioProtoc.1010290.
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分类

神经科学 > 基础技术

细胞生物学 > 细胞成像

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