自动化成像平台如何助力神经突起生长分析研究
内容摘要
实验设计
结果与讨论
Cytation 5 and BioSpa 8 automated incubator
Figure 1. Agilent BioTek imagers support two label-free imaging techniques for live-cell neuron analysis.
实时活细胞成像动态定量神经突起生长
Cytation 5 cell imaging multimode reader
- 突触生长试验能够为发育生物学、神经毒性、退行性疾病以及神经再生研究等领域中神经元模型的关键表型变化提供深刻见解。
- 自动化方法凭借提高通量、效率及可重复性，推动了神经突起生长研究的进步。
- 安捷伦 BioTek 自动化成像仪与 Gen5 软件的突触分析功能相互结合，能够实现针对多种突触生长实验方法的高通量研究。
- 多模态神经突起生长试验可以提供有关药物治疗后复杂生长效应的协同和互补性见解。
实验设计
- 神经元培养：培养 iPSC 诱导的神经元(FUJIFILM iCell GlutaNeurons)。常规 2D 实验，以每孔 10,000 个细胞的密度将神经元接种于包被 poly-ornithine 的 96 孔微孔板(Greiner)。3D 实验组则以每孔 3,000 个细胞的密度将神经元接种在 96 孔球型培养板(Nunc)中。
- 冷冻保存的小鼠皮层神经元(Gibco)在 BrainPhys 培养基(StemCell Technologies)中培养，在包被 poly-ornithine 的 96 孔微孔板(Greiner)上以约 10000 个细胞/孔的密度接种。
- 神经元标记：固定神经元细胞，使用 β-III-tubulin (Invitrogen)，MAP2和DAPI (Invitrogen)进行标记。使用 Calcein green AM (Invitrogen)和 Hoechst 33342 对活体神经元球体进行标记。
- 成像：在 Agilent BioTek Cytation 5 细胞成像多功能微孔板检测系统和 Agilent BioTek BioSpa 8 自动化培养箱组成的智能活细胞工作站上进行活细胞实时成像。在 Cytation 5 成像仪上进行固定细胞成像，在 Cytation C10 共聚焦成像系统进行 3D 活细胞生长监测。
- 分析：图像采集和数据分析通过安捷伦 BioTek Gen5 神经突起生长模块进行。
结果与讨论
非标记动力学神经突生长
分析方法：
Cytation 5 and BioSpa 8 automated incubator
- 神经元于 96 孔微孔板中培养，并在五天内每隔三个小时进行一次成像。
- 针对四种处理在六个浓度下的活细胞动力学展开分析。
Figure 1. Agilent BioTek imagers support two label-free imaging techniques for live-cell neuron analysis.
实时活细胞成像动态定量神经突起生长
Figure 2. Detailed kinetic analysis of neuron culture outgrowth assessed by total neurite length across five days in culture.
药物作用时间：生长率变化分析
Figure 3. Differences in drug effect timing established through kinetic analysis. The maximum rate of change in outgrowth is determined by Gen5 software analysis and highlighted for each drug. Data points represent mean and SEM for replicate conditions (n =3).
基于免疫荧光标记的神经突起生长
分析方法：
Cytation 5 cell imaging multimode reader
- 神经元于 96 孔微板中培养，并以四种药物在六个浓度下加以处理。
- 历经五天的培养之后，将细胞固定，进行免疫荧光染色，以标记 MAP2、β-III-tubulin，及 DAPI 核染。
自动化多通道成像与分析
Figure 4. Multichannel image acquisition and automated neurite analysis.
iPSC 衍生的神经元生长定量分析
Figure 5. Neurite outgrowth analysis of iPSC-derived cultures across drug treatments.
Figure 4. Multichannel image acquisition and automated neurite analysis.
iPSC 衍生的神经元生长定量分析
Figure 5. Neurite outgrowth analysis of iPSC-derived cultures across drug treatments.
大鼠皮层神经元生长分析
Figure 6. Neurite outgrowth analysis of mouse cortical cultures across drug treatments.
活细胞 3D 神经元球体中的神经突起生长
分析方法：
Cytation C10 confocal imaging reader
- 神经元球体于圆底 ULA 96 孔微板中形成，随后被转移至 ECM 涂层的 96 孔板以进行生长评估。
- 转移 48 小时后，采用 calcein AM 染色，用于活细胞生长分析。
iPSC 来源的神经元球体的活细胞生长
Figure 7. Live-cell staining identifies neuron processes for outgrowth evaluations in iPSC-derived neuron spheroid cultures.
3D 神经元生长模型中的药物效应评估
Figure 8. Confocal imaging captures and quantifies treatment effects on 3D neuron spheroid outgrowth.
总结
安捷伦 BioTek 自动化智能化成像系统结合 Gen 5 软件展现出了在一系列实验方法中对神经突起生长进行灵敏且稳健定量分析的能力。Gen5 神经突起生长分析软件可自动为无标记和荧光突起生长分析提供关键的形态参数。强大的下游软件分析工具为时间依赖性和浓度依赖性治疗效果给出了定量性的见解。
总结
安捷伦 BioTek 自动化智能化成像系统结合 Gen 5 软件展现出了在一系列实验方法中对神经突起生长进行灵敏且稳健定量分析的能力。Gen5 神经突起生长分析软件可自动为无标记和荧光突起生长分析提供关键的形态参数。强大的下游软件分析工具为时间依赖性和浓度依赖性治疗效果给出了定量性的见解。
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关于安捷伦细胞分析
安捷伦细胞分析平台包括xCELLigence RTCA实时细胞分析仪、Novocyte系列流式细胞仪、Seahorse能量代谢分析仪以及Synergy系列微孔板检测仪和Cytation 系列（共聚焦）细胞成像多功能微孔板检测仪。安捷伦细胞分析平台聚焦基础科研与细胞与基因治疗产品的开发全流程，作为适配新一代疗法的强大分析工具，提供多方位的细胞效力检测和深度的细胞分析，并致力于研发、生产质控以及临床的全方位检测与分析方案开发。
