點擊👉

娛樂城

新系統有助於對“雪花”大腦器官樣器官進行分類

使用乾細胞培養大腦類器官或“微腦”的能力具有先進的神經科學,但王者娛樂城Avor並非沒有挑戰。所有類器官都不同,因此很難進行比較。為了幫助研究人員克服這些局限性,麻省理工學院的神經科學家和工程師開發了一條新的管道來對類器官進行分類。

該過程被稱為“使用無偏技術對生物體進行單細胞和細胞體系結構分析”的“ SCOUT”,該過程可以提取整個類器官中的類似特徵,儘管它們具有獨特性-研究人員通過在其新論文中的三個案例研究中展示了這種能力。 科學報告。 例如,在一項案例研究中,研究小組報告了寨卡病毒感染破壞類器官發育的新模式,為受感染母親所生嬰兒為何表現出嚴重的神經功能缺陷提供了新見解。

該論文的主要作者,研究共同作者,研究共同作者亞歷山大·阿爾巴尼斯(Alexandre Albanese)表示:“在處理天然組織時,您始終可以使用標準組織圖譜對其進行細分,因此可以輕鬆地將蘋果與蘋果進行比較。” ,鍾光勳副教授。 “但是,當每個類器官都是雪花並且具有自己獨特的功能組合時,您如何知道所觀察到的變化是由於模型本身而不是您要回答的生物學問題而引起的?我們有興趣消除噪聲系統進行定量比較。”

圖片來源:麻省理工學院Picower研究所

Albanese與前麻省理工學院化學工程研究生Justin Swaney共同領導了這項研究。團隊已經拿了廣告博弈娛樂城在GitHub上共享其軟件和協議的第一步,以便可以免費採用。 Chung表示,通過分享他實驗室的許多組織處理,標記和分析創新技術,他希望加快生物醫學的發展。

Picower學習與記憶研究所和研究所的研究員Chung說:“我們正在開發所有這些技術,以便對複雜的生物系統有更全面的了解,這對於加快發現和製定治療策略的速度至關重要。”醫學工程與科學專業,化學工程與腦與認知科學系教授。 “傳播這些技術與開發它們以產生現實影響一樣重要。”

抽象架構

Chung實驗室的幾種技術是SCOUT管​​道的組成部分。 Chung說,該過程首先使類器官具有光學透明性,這樣它們就可以完整保留其3D結構的圖像,這是研究整個類器官作為顯影系統的關鍵能力。 SCOUT的下一個步驟是將清除的類器官注入靶向特定蛋白質的抗體標籤,以突出細胞的身份和活性。 Chung的團隊清除並貼上了類器官,然後用光片顯微鏡對它們成像,以單細胞分辨率收集整個類器官的全貌。總體而言,每個類器官可以產生約150 GB的數據,以通過SCOUT的軟件(主要由Swaney編碼)進行自動分析。

高通量過程允許處理許多類器官,從而確保研究團隊可以在實驗中包括許多標本。

該團隊策略性地選擇了其抗體標籤,Albanese說。為了辨別類器官發育過程中產生的細胞模式,研究小組決定標記特定於早期神經元(TBR1)和and骨g的蛋白質。完美娛樂城唾液祖細胞(SOX2),因為它們的組織會影響皮層的下游發育。該團隊為SCOUT注入了算法,以準確識別每個類器官內的每個不同細胞。

從那裡,SCOUT可以開始識別常見的建築模式,例如確定相似細胞聚集的位置或多樣性更大的區域,以及不同的細胞群與心室或中空空間的接近或相近程度。在發育中的大腦和類器官中,細胞圍繞心室組織,然後徑向遷移。借助基於人工智能的方法,SCOUT能夠從每個心室向外追踪不同細胞群體的模式。因此,與該系統一起工作的團隊可以確定每個類器官上細胞構型或細胞結構的異同。

最終,研究人員能夠建立一套近300種可以比較類器官的功能,從單細胞到整個組織大發網vel。 Chung說,通過進一步的分析和不同的分子標記選擇,甚至可以得到更多的功能。發發網ldbedevel。 oped值得注意的是,SCOUT提取的功能是無偏的,因為它們是軟件分析的產物,而不是預先確定的關於“應該”有意義的假設。

科學比較

設置好分析管道後,團隊對其進行了測試。在一個案例研究中,他們使用它通過比較不同年齡的標本來辨別類器官的發展趨勢。 SCOUT著重指出了數十個重大差異,不僅在整體生長方面,而且在細胞類型的比例變化,分層差異以及組織結構與成熟一致的其他變化方面也是如此。

在另一個案例研究中,他們比較了種植類動物的不同方法。哈佛大學的合著者Paola Arlotta和Silvia Velasco開發了一種方法,根據單細胞RNA測序分析,該方法比其他方法產生更一致的類器官。該團隊使用SCOUT將它們與常規生產的類器官進行比較,以評估它們在組織尺度上的一致性。他們發現“ Velasco”類器官在其體系結構中顯示出改進的一致性,但仍顯示出一些差異。

Zika見解

第三個涉及Zika的案例研究不僅證明了SCOUT在檢測重大變化中的實用性,而且還導致了罕見事件的發現。 Chung的小組與病毒專家Lee Gehrke,IMES的Hermann L.F. von Helmholtz教授合作,以確定寨卡病毒感染如何改變類器官的發育。 SCOUT發現了感染和未感染的類器官之間的22個主要差異,包括一些以前沒有記錄的差異。

這組作者寫道:“總體而言,這種分析提供了Zika介導的病理學的首次全面定量,包括細胞丟失,腦室減少和整個組織重組。” “我們能夠表徵稀有細胞的空間背景,並區分細胞結構的群體特異性差異。感染表型減少了類器官的大小,心室生長以及SOX2和TBR1細胞的擴增。鑑於我們的觀察,SOX2細胞計數與多尺度組織特徵相關,預計Zika相關的神經祖細胞的損失會減少組織形貌和細胞模式的複雜性。”

Chung表示,他的實驗室還與研究自閉症樣疾病的同事合作,以了解更多有關發育的差異。

參考: 

Albanese A,Swaney JM,Yun DH等。人類大腦類器官的多尺度3D表型分析。 科學報告。2020; 10(1):21487。 doi:10.1038 / s41598-020-78130-7

本文已從麻省理工學院Picower學習與記憶研究所提供的材料中重新發布。注意:材料的長度和內容可能已被編輯。有關更多信息,請聯繫引用的來源。