In vivo biomolecular imaging of zebrafish embryos using confocal Raman spectroscopy.
In vivo biomolecular imaging of zebrafish embryos using confocal Raman spectroscopy.
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使用共焦拉曼光谱法对斑马鱼胚胎的体内生物分子成像。
DOI：
10.1038/s41467-020-19827-1
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发表时间：
2020-12-02
影响因子：
16.6
通讯作者：
Stevens MM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Høgset H;Horgan CC;Armstrong JPK;Bergholt MS;Torraca V;Chen Q;Keane TJ;Bugeon L;Dallman MJ;Mostowy S;Stevens MM
斑马鱼胚胎提供了一个独特的机会来可视化复杂的生物过程，但传统的成像方式无法在不损害胚胎完整性的情况下获得复杂的生物分子信息。在这里，我们报告使用共焦拉曼光谱成像的可视化和多变量分析的生物分子信息提取未标记的斑马鱼胚胎。我们概述了这种方法在以下方面的广泛应用：（i）可视化整个胚胎的三维生物分子分布，（ii）在亚细胞空间分辨率下解析解剖特征，（iii）结核病斑马鱼胚胎模型中野生型和ΔRD1突变海分枝杆菌菌株的生物分子特征分析和鉴别，以及（iv）活斑马鱼胚胎中伤口反应的体内时间监测。总体而言，这项研究表明，共焦拉曼光谱成像的比较完整的斑马鱼胚胎和生活的双分子分析的应用。拉曼光谱成像（RSI）可以提供关于样品的化学组成的信息，但是应用于活生物体缺乏足够的空间分辨率和信号强度。在这里，作者将共聚焦RSI应用于整个斑马鱼胚胎以区分不同的感染性细菌，并应用于活体斑马鱼胚胎以监测伤口愈合过程。
Zebrafish embryos provide a unique opportunity to visualize complex biological processes, yet conventional imaging modalities are unable to access intricate biomolecular information without compromising the integrity of the embryos. Here, we report the use of confocal Raman spectroscopic imaging for the visualization and multivariate analysis of biomolecular information extracted from unlabeled zebrafish embryos. We outline broad applications of this method in: (i) visualizing the biomolecular distribution of whole embryos in three dimensions, (ii) resolving anatomical features at subcellular spatial resolution, (iii) biomolecular profiling and discrimination of wild type and ΔRD1 mutant Mycobacterium marinum strains in a zebrafish embryo model of tuberculosis and (iv) in vivo temporal monitoring of the wound response in living zebrafish embryos. Overall, this study demonstrates the application of confocal Raman spectroscopic imaging for the comparative bimolecular analysis of fully intact and living zebrafish embryos. Raman spectroscopic imaging (RSI) can provide information on the chemical composition of a sample, but application to living organisms has lacked sufficient spatial resolution and signal strength. Here the authors apply confocal RSI to whole-mount zebrafish embryos to distinguish different infectious bacteria and to living zebrafish embryos to monitor the wound healing process.
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