NeuralCipher Araştırma özeti
Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by
Sürekli ciltlenmemiş beyin dokusunda patolojik olarak ilgili süreçlere içgörü kazandırmak, nörolojik hastalıkların daha iyi anlaşılması için önemlidir. Nörodejeneratif bozukluklardaki birçok patolojik süreç, nöronal devrenin kritik bir parçası olan miyelinli aksonları etkiler. Cryo ptychographic X-ray multi-keV enerji aralığında bilgisayarlı tomografi, yüksek hassasiyette faz kontrastı sağlayan, şu anda 400.000 mum3'e kadar uzanan büyük sürekli doku hacimlerinin etiketsiz ve tahribatsız üç boyutlu görüntülemesine izin veren gelişmekte olan bir teknolojidir. Bu yön, tekniği özellikle karmaşık biyolojik malzemenin, özellikle nöronal dokuların, aşağı akış optik veya elektron mikroskopi teknikleriyle birlikte görüntülenmesi için çekici kılar. Bir diğer avantaj, dehidrasyon, ek kontrast boyama ve görüntüleme için yıkıcı bölümleme / frezeleme gerektirmemesidir. Röntgen görüntüleme için tipik olanın ötesinde, insan beyin dokusunu kullanarak ve tekniği tamamlayıcı yöntemlerle birleştiren nispeten büyük, hidratlı ve lekesiz biyolojik doku hacimlerinin kriyo ptychographic X-ray tomografisi için bir boru hattı geliştirdik. Parkinson hastalığı olan bir insan beyninin dört görüntülenmiş cildini ve kriyo ptychographic X-ray tomografisi kullanarak hasta olmayan bir kontrol insan beyninden beş cilt sunuyoruz. Her iki durumda da, nöromelanin içeren nöronları, lipid ve melanik pigmenti, kan damarları ve kırmızı kan hücrelerini ve diğer beyin hücrelerinin çekirdeklerini ayırt ediyoruz. Hastalıklı örnekte, aksoplazma yerine, ebeveyn oligodendrositin sitoplazmasından kaynaklanan miyelin kılıfları arasında kümelenmiş vezikülleri andıran yoğun granüler malzeme içeren birkaç şişlik gözlemledik. Çok spektrumlu görüntüleme ile kombine edilmiş fosforile alfa-sinüklein için immünofloresans mikroskopisi ile bitişik doku bölümlerinde bu tür şişmiş aksonların patolojik alakasını daha da araştırdık. Cryo ptycographic X-ray tomografisi tahribatsız olduğundan, büyük veri seti hacimleri, bu tür şişmiş aksonların korelasyonel elektron mikroskobu ve X-ışını görüntüleme sonrası immünogold etiketleme ile daha fazla araştırılmasına rehberlik etmek için kullanıldı, bu da ilk kez gösterildi. İlginç bir şekilde, dokudaki protein antijenliği ve ultrayapının X-ışını ölçümünden sonra korunduğunu görüyoruz. Nörodejenerasyondaki birçok patolojik süreç miyelinli aksonları etkilediğinden, çalışmalarımız aksonal bütünlüğü ve bozulmamış beyin dokularındaki hastalıkla ilgili değişiklikleri ele alan çalışmalar için eşi görülmemiş bir temel oluşturur.
Özgün kaynak özetini okuyun
Gaining insight to pathologically relevant processes in continuous volumes of unstained brain tissue is important for a better understanding of neurological diseases. Many pathological processes in neurodegenerative disorders affect myelinated axons, which are a critical part of the neuronal circuitry. Cryo ptychographic X-ray computed tomography in the multi-keV energy range is an emerging technology providing phase contrast at high sensitivity, allowing label-free and non-destructive three dimensional imaging of large continuous volumes of tissue, currently spanning up to 400,000 μm3. This aspect makes the technique especially attractive for imaging complex biological material, especially neuronal tissues, in combination with downstream optical or electron microscopy techniques. A further advantage is that dehydration, additional contrast staining, and destructive sectioning/milling are not required for imaging. We have developed a pipeline for cryo ptychographic X-ray tomography of relatively large, hydrated and unstained biological tissue volumes beyond what is typical for the X-ray imaging, using human brain tissue and combining the technique with complementary methods. We present four imaged volumes of a Parkinson's diseased human brain and five volumes from a non-diseased control human brain using cryo ptychographic X-ray tomography. In both cases, we distinguish neuromelanin-containing neurons, lipid and melanic pigment, blood vessels and red blood cells, and nuclei of other brain cells. In the diseased sample, we observed several swellings containing dense granular material resembling clustered vesicles between the myelin sheaths arising from the cytoplasm of the parent oligodendrocyte, rather than the axoplasm. We further investigated the pathological relevance of such swollen axons in adjacent tissue sections by immunofluorescence microscopy for phosphorylated alpha-synuclein combined with multispectral imaging. Since cryo ptychographic X-ray tomography is non-destructive, the large dataset volumes were used to guide further investigation of such swollen axons by correlative electron microscopy and immunogold labeling post X-ray imaging, a possibility demonstrated for the first time. Interestingly, we find that protein antigenicity and ultrastructure of the tissue are preserved after the X-ray measurement. As many pathological processes in neurodegeneration affect myelinated axons, our work sets an unprecedented foundation for studies addressing axonal integrity and disease-related changes in unstained brain tissues.
Bilimsel değerlendirme
Araştırma sorusu
Sorunun kapsamı orijinal çalışma üzerinden değerlendirilir.
Yöntem ve örneklem
Çalışma tasarımı ve örneklem için kaynak makaleyi kontrol edin.
Temel bulgular
Bu kayıt için editoryal olarak onaylanmış bulgu özeti henüz yayımlanmadı.
Sınırlılıklar
Sonuçların genellenebilirliği, yanlılık ve klinik anlamı ayrıca incelenmelidir.
Bibliyografik veriden yöntem, örneklem veya klinik sonuç çıkarımı yapılmaz.