Визуализация всего крепления для визуализации и количественной оценки структуры периферического хрусталика, морфологии и организации клеток
19 января 2024 г.
В представленных протоколах описаны новые методы визуализации с помощью всей монтировки для визуализации периферических структур в окулярном хрусталике с методами количественной оценки изображения. Эти протоколы могут быть использованы в исследованиях, чтобы лучше понять взаимосвязь между микромасштабными структурами хрусталика и развитием/функцией хрусталика.
Мы стремимся определить молекулярные механизмы, которые устанавливают сложную архитектуру хрусталика, и то, как эта установленная архитектура регулирует функцию хрусталика в прозрачности и изменении формы линзы. Для продвижения исследований в нашей области мы используем новые методы визуализации, которые позволяют визуализировать особенности хрусталика с высоким пространственным разрешением, что позволяет проводить количественный анализ структур хрусталика и клеточных особенностей. Визуализация всего крепления имеет преимущество по сравнению с визуализацией срезов тканей или процедурами плоского монтажа, поскольку она позволяет сохранить общую 3D-структуру ткани.
Это позволяет нам проводить углубленное морфометрическое исследование и количественную оценку нативной структуры хрусталика. Хрусталик представляет собой интегрированную биологическую ткань со специализированными функциями, которые зависят от локализации и геометрии клеток и связанных с ними структур, зависящих от глубины. Использование протоколов визуализации и демонстрируемых методов количественной оценки позволит лучше понять, как формируются структуры хрусталика и сложная организация хрусталика.
Обзор
В данном исследовании изучаются молекулярные механизмы, формирующие сложную архитектуру хрусталика глаза, и то, как эта архитектура регулирует функции хрусталика, в частности его прозрачность и изменение формы. С помощью новых методов визуализации цельных препаратов в работе подчеркивается важность высокого пространственного разрешения для количественного анализа структур хрусталика.
Основные компоненты исследования
Область исследования
- Морфология хрусталика глаза
- Молекулярная биология прозрачности хрусталика
- Методы визуализации в биологии развития
Теоретическая база
- Архитектура хрусталика имеет решающее значение для его функционирования.
- Понимание развития хрусталика необходимо для борьбы с заболеваниями, связанными с его патологией.
- Традиционные методы визуализации могут недостаточно точно сохранять трехмерную структуру.
Используемые методы
- Протоколы визуализации целых объектов
- Хрусталик глаза мыши как биологическая модель
- Конфокальная микроскопия для получения изображений высокого разрешения
Основные результаты
- Успешно визуализированы и количественно определены структуры нативного хрусталика.
- Продемонстрировано улучшение методов визуализации по сравнению с традиционными способами.
- Подтверждена взаимосвязь между архитектурой хрусталика и его функциональностью.
Выводы
- Данное исследование демонстрирует инновационные методы визуализации, которые расширяют наше понимание структуры и функций хрусталика.
- Полученные результаты имеют широкое значение для исследований развития хрусталика и связанных с ним патологий.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
Количественная визуализация хрусталика глаза целиком позволяет с высоким разрешением исследовать периферические структуры и клеточную организацию хрусталика, что способствует раннему поиску новых открытий в области биологии глаза. Данный подход предоставляет критически важные морфометрические данные для понимания развития хрусталика, возрастных изменений и механизмов заболеваний, что напрямую влияет на валидацию мишеней и снижение механистических рисков в офтальмологических исследованиях и разработках. Интеграция этих протоколов визуализации повышает прогностическую уверенность в ключевых точках процесса поиска и разработки.
Стратегические области применения в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Позволяет проводить количественную оценку толщины капсулы хрусталика, площади эпителиальных клеток и морфологии волокон для исследований, основанных на проверке гипотез.
- Обеспечивает функциональную валидацию мишеней путем выяснения клеточных переходов и морфогенетических процессов в развитии хрусталика.
- Предоставляет морфометрические эталоны для снижения рисков при изучении биологических механизмов, лежащих в основе прозрачности и изменения формы хрусталика.
- Способствует сортировке портфеля исследований путем разграничения нормальной и патологической организации клеток.
Скрининг и разработка методов анализа
- Устанавливает воспроизводимые протоколы визуализации и количественного анализа для стандартизированного исследования тканей хрусталика.
- Предоставляет количественные данные, такие как площадь клетки, форма ядра и ширина волокна, для последующей разработки анализов.
- Обеспечивает надежную оценку воздействия соединений на структуру хрусталика в доклинических моделях.
- Поддерживает масштабируемость и повторное использование платформы для высокопроизводительного скрининга фенотипов хрусталика.
Трансляционные и доклинические исследования
- Сопоставляет морфометрические измерения с клинически значимыми конечными точками для разработки трансляционных биомаркеров.
- Обеспечивает преемственность от этапа поиска до доклинической валидации за счет получения надежных структурных показателей.
- Обосновывает решения о дальнейшем продвижении проекта с учетом рисков на основе количественных изменений в организации хрусталика.
- Повышает эффективность прогнозного снижения рисков при возрастных или патологических изменениях хрусталика.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный протокол визуализации интегрирован в непрерывный процесс исследований: от раннего тестирования гипотез до идентификации ведущих соединений и доклинических исследований в области биологии глаза.
- Биология открытий: способствует проверке гипотез и уточнению путей за счет количественного определения клеточных переходов и архитектуры тканей.
- Скрининг: обеспечивает стандартизированные, воспроизводимые результаты визуализации для подготовки анализов и оценки соединений.
- Аналитика: генерирует количественные морфометрические данные, позволяющие проводить статистическое сравнение экспериментальных условий.
- Трансляционные исследования: связывают структурные измерения с релевантными для заболевания биомаркерами и доклиническими конечными точками.
- Корпоративное повторное использование: предоставляет возможность повторного использования методов визуализации и анализа для различных программ исследований органов зрения.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает достоверность прогнозов и снижает механистическую неоднозначность в исследованиях биологии хрусталика.
- Операционная ценность: обеспечивает стандартизированные, воспроизводимые и масштабируемые рабочие процессы визуализации для внедрения в различных исследовательских группах.
- Стратегическая ценность: улучшает процесс принятия решений о целесообразности дальнейшего развития проектов (go/no-go) и эффективность использования капитала за счет предоставления надежных количественных данных.
- Влияние на портфель: позволяет осуществлять приоритизацию и продвижение программ по поиску средств лечения глазных заболеваний с учетом оценки рисков.
Особенности реализации
- Требуется опыт работы с конфокальной микроскопией и количественным анализом изображений.
- Необходим доступ к оборудованию для получения изображений высокого разрешения и аналитическому программному обеспечению.
- Требуется межгрупповая стандартизация протоколов визуализации и количественного анализа.
- Может потребоваться адаптация для различных моделей объективов или видов организмов.
- Качество данных напрямую зависит от точности обработки и крепления тканей.
Часто задаваемые вопросы по биофармацевтике
Chapters in this video
1:12
Whole Mount Preparation and Confocal Imaging of the Murine Ocular Lens Anterior Region for Structural, Developmental, and Functional Insights
3:35
Mouse Ocular Lens Equatorial Region Whole Mount Preparation and Confocal Imaging to Understand the Lens Structural‐Developmental Relationship
