跳到主要内容

感谢您访问nature.com。您使用的是对CSS支持有限的浏览器版本。为了获得最好的体验,我们建议您使用最新的浏览器(或关闭Internet Explorer的兼容性模式)。同时,为了确保持续的支持,我们将在没有样式和JavaScript的情况下显示站点。

固定和清除类器官的高分辨率3D成像

摘要

体外三维类器官系统已经彻底改变了在培养皿中器官发育和疾病的建模。荧光显微镜有助于描述类器官的细胞组成,并证明了类器官与其原始组织的表型相似性。在这里,我们提供了一个详细的方案,用于对整个类器官进行高分辨率3D成像,并对其进行荧光报告和免疫标记。这种方法适用于各种不同来源和各种大小和形状的类器官。我们已成功应用于人类气道、结肠、肾脏、肝脏和乳腺肿瘤类器官,以及小鼠乳腺类器官。它包括一种简单的清除方法,利用自制的果糖-甘油清除剂,完全捕获3D类器官,并实现逐个细胞的标记定量。样品制备已经通过共聚焦、超分辨率共聚焦、多光子和光片显微镜进行了3D成像优化。从类器官采集到图像分析,该方案需要3天。

这是订阅内容的预览,通过你所在的机构访问

相关的文章

引用本文的开放获取文章。

访问选项

买条

在ReadCube上获得时间限制或全文访问。

32.00美元

所有价格均为净价格。

图1:高分辨率3D成像协议概述。
图2:不同光学显微镜技术获得的具有代表性的三维全装类器官图像。
图3:不同光学清除剂和单光子和多光子成像的比较。
图4:三维成像可以获得准确的建筑信息和三维量化。

数据可用性

在这项研究中产生或分析的所有数据都包含在这篇发表的文章中补充资料文件).

参考文献

  1. 佐藤,T. & Clevers, H. SnapShot:从干细胞中培养类器官。细胞161, 1700 - 1700。e1(2015)。

    文章中科院谷歌学者

  2. 用类器官建模发育和疾病。细胞165, 1586-1597(2016)。

    文章中科院谷歌学者

  3. 德罗斯特,J. & Clevers, H.癌症研究中的类器官。Nat. Rev. Cancer18, 407-418(2018)。

    文章中科院谷歌学者

  4. 巴特菲尔德,S. & Clevers, H.干细胞衍生类器官及其在医学研究和患者治疗中的应用。J. Mol. Med。95, 729-738(2017)。

    文章中科院谷歌学者

  5. Broutier, L.等人。人原发性肝癌来源的类器官培养用于疾病建模和药物筛选。Nat,地中海。23, 1424-1435(2017)。

    文章中科院谷歌学者

  6. 戴克斯,J. F.等人。利用来自囊性纤维化受试者的直肠类器官来表征对cftr调节药物的反应。科学。Transl。地中海。8, 344ra384(2016)。

    文章谷歌学者

  7. 戴克斯,J. F.等人。使用原发性囊性纤维化肠类器官的功能性CFTR试验。Nat,地中海。19, 939-945(2013)。

    文章中科院谷歌学者

  8. 佐藤,T.等。单个Lgr5干细胞在体外构建隐窝-绒毛结构,没有间充质小生境。自然459, 262-265(2009)。

    文章中科院谷歌学者

  9. 卡尔索斯,W. R.等。人前列腺类器官培养中多能腔内祖细胞的鉴定。细胞159, 163-175(2014)。

    文章中科院谷歌学者

  10. 兰卡斯特,m.a.等。大脑类器官模拟人类大脑发育和小头畸形。自然501, 373-379(2013)。

    文章中科院谷歌学者

  11. Hu, H.等。功能性小鼠和人肝细胞作为三维类器官的长期扩展。细胞175, 1591 - 1606。e19(2018)。

    文章中科院谷歌学者

  12. 等等。成人肝脏基因组稳定双能干细胞的长期培养。细胞160, 299-312(2015)。

    文章中科院谷歌学者

  13. Nanki, K.等人。人胃癌发生过程中通向Wnt和R-spondin生态位独立性的不同途径。细胞174, 856 - 869。e17(2018)。

    文章中科院谷歌学者

  14. 贾米森,p.r.等人。推导一个健壮的小鼠乳腺类器官系统,用于研究组织动力学。发展144, 1065-1071(2017)。

    文章中科院谷歌学者

  15. 萨克斯等人。乳腺癌类器官活生物库捕获疾病异质性。细胞172, 373 - 386。e10汽油(2018)。

    文章中科院谷歌学者

  16. 图尔科,m.y等人。在化学定义的培养基中,人子宫内膜的长期激素反应类器官培养。细胞生物学。19, 568-577(2017)。

    文章中科院谷歌学者

  17. Maimets, M.等人。Wnt信号驱动涎腺干细胞体外长期扩增的研究。干细胞代表6, 150-162(2016)。

    文章中科院谷歌学者

  18. Ren, W.等人。单个表达Lgr5或lgr6的味觉干/祖细胞在体外产生味蕾细胞。Proc。国家的。学会科学。美国111, 16401-16406(2014)。

    文章中科院谷歌学者

  19. 理查森,D. S.和利希特曼,J. W.澄清组织清除。细胞162, 246-257(2015)。

    文章中科院谷歌学者

  20. Richardson, D. S. & Lichtman, J. W. SnapShot:组织清除。细胞171, 496 - 496。e1(2017)。

    文章中科院谷歌学者

  21. 里奥斯,a.c.等人。一种新的双核乳腺上皮细胞群在哺乳中的重要作用。Commun Nat。7, 11400(2016)。

    文章中科院谷歌学者

  22. 李志刚,傅燕燕,林德曼,李志刚,等。乳腺双能干细胞的原位鉴定。自然506, 322-327(2014)。

    文章中科院谷歌学者

  23. 里奥斯,a.c. & Clevers, H.成像类器官:光明的未来。Nat方法。15, 24-26(2018)。

    文章中科院谷歌学者

  24. 萨克斯等人。长期扩展用于疾病建模的人体气道类器官。EMBO J。38, e100300(2019)。

    文章谷歌学者

  25. Shutgens, F.等人。来自成人肾脏和尿液的小管,用于个性化疾病建模。生物科技Nat。》。37, 303-313(2019)。

    文章谷歌学者

  26. 透明组织使细胞在显微镜下成为焦点。自然564, 147-149(2018)。

    文章中科院谷歌学者

  27. Erturk, A.等人。用3DISCO进行溶剂清除器官的三维成像。Protoc Nat。7, 1983-1995(2012)。

    文章中科院谷歌学者

  28. Renier, N. et al. iDISCO:一种简单,快速的免疫标记大体积成像组织样本的方法。细胞159, 896-910(2014)。

    文章中科院谷歌学者

  29. 久保田,s.i.等。癌症转移的全身分析与单细胞分辨率。细胞的代表。20., 236-250(2017)。

    文章中科院谷歌学者

  30. 村上,t.c.等。三维单细胞分辨率全脑图谱,使用CUBIC-X扩展显微镜和组织清理。Nat。>。21, 625-637(2018)。

    文章中科院谷歌学者

  31. Susaki, E. A.等。使用化学鸡尾酒和计算分析的单细胞分辨率全脑成像。细胞157, 726-739(2014)。

    文章中科院谷歌学者

  32. 钟,K.等。完整生物系统的结构和分子研究。自然497, 332-337(2013)。

    文章中科院谷歌学者

  33. Tomer, R., Ye, L., Hsueh, B. & Deisseroth, K.用于完整组织快速和高分辨率成像的高级清晰度。Protoc Nat。9, 1682-1697(2014)。

    文章中科院谷歌学者

  34. Snippert, H. J.等人。肠隐窝稳态是由对称分裂的Lgr5干细胞之间的中性竞争引起的。细胞143, 134-144(2010)。

    文章中科院谷歌学者

  35. 定量生物学的光片荧光显微镜。Nat方法。12, 23-26(2015)。

    文章中科院谷歌学者

  36. Huisken, J., Swoger, J., Del Bene, F., Wittbrodt, J. & Stelzer, E. H.用选择性平面照明显微镜对活胚胎深部进行光学切片。科学305, 1007-1009(2004)。

    文章中科院谷歌学者

下载参考

确认

我们非常感谢公主Máxima儿科肿瘤中心的技术支持,以及Hubrecht研究所和蔡司在成像方面的支持和合作。所有成像均在Princess Máxima成像中心进行。这项工作由公主Máxima儿科肿瘤中心资助。J.F.D.得到了玛丽·居里全球奖学金和荷兰科学研究组织(NWO)的VENI资助。J.E.V.得到了澳大利亚国家卫生和医学研究委员会(NHMRC)的支持。

作者信息

作者及隶属关系

作者

贡献

J.F.D.设计了这项研究,进行了实验并解释了数据;j.f.d.、m.a.、L.M.W、H.C.R.A.和P.R.J.进行了实验并分析了数据;j.f.d., p.r.j., a.m.v., g.d.a., H.H.和J.M.B.进行类器官培养。kc.o.和H.J.G.S.提供荧光结构;A.C.R.帮助设计研究并进行数据解释;j。f。d。和a。c。r。共同撰写了手稿。j.e.v.、H.C.和E.J.W.协助数据解读、稿件撰写和修改。

相应的作者

对应到安妮·c·里奥斯

道德声明

相互竞争的利益

H.C.是与类器官技术相关的几项专利的发明者。j。f。d。是一项类器官技术专利的发明人。

额外的信息

同行评议信息:自然的协议感谢Xavier Gidrol, Melissa Skala和其他匿名审稿人对这项工作的同行评审所做的贡献。

出版商的注意:施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。

相关链接

使用此协议的关键引用

Hu, H.等。细胞175, 1591 - 1606。e19 (2018):https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.11.013

萨克斯等人。EMBO J38, e100300 (2019):https://doi.org/10.15252/embj.2018100300

补充信息

补充视频1

本视频强调了精细的类器官结构的复杂3D特征,可以在细胞或甚至亚细胞分辨率成像,使用这种样品制备协议。

报告总结

权利和权限

转载及权限

关于本文

通过CrossMark验证货币和真实性

引用本文

戴克斯,j.f.,阿里耶娃,M.,韦伦斯,L.M.et al。固定和清除类器官的高分辨率3D成像。Nat Protoc141756-1771(2019)。https://doi.org/10.1038/s41596-019-0160-8

下载引用

  • 收到了

  • 接受

  • 发表

  • 发行日期

  • DOIhttps://doi.org/10.1038/s41596-019-0160-8

这篇文章被引用

评论

通过提交评论,您同意遵守我们的条款而且社区指导原则.如果您发现一些滥用或不符合我们的条款或指导方针,请标记为不适当。

搜索

快速链接

自然简报

报名参加自然简报时事通讯-什么重要的科学,免费到您的收件箱每天。

获取当天最重要的科学故事,免费在您的收件箱。 注册《自然简报》
Baidu
map