本文關(guān)鍵詞：適于快速高分辨成像的果蠅全腦樣品制備方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：對(duì)果蠅(Drosophila melanogaster)全腦尺度神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)的快速、高分辨成像有助于理解腦功能和腦疾病的神經(jīng)機(jī)制。傳統(tǒng)的光學(xué)顯微成像受限于軸向分辨率低,對(duì)果蠅腦的研究通常為平面內(nèi)的亞微米分辨成像。新近出現(xiàn)的同步切片-成像技術(shù),其典型代表如顯微光學(xué)切片斷層成像(micro-optical sectioning tomography, MOST),兼具快速成像和高空間分辨的的優(yōu)勢(shì),為神經(jīng)解剖學(xué)研究帶來(lái)了新契機(jī)。本文為實(shí)現(xiàn)對(duì)果蠅全腦神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)的三維高分辨率成像,圍繞如何建立適于同步切片-成像的果蠅全腦樣品制備方法,以及發(fā)展細(xì)胞類(lèi)型特異的果蠅全腦染色方法等問(wèn)題開(kāi)展了初步研究。 針對(duì)同步切片-成像的技術(shù)要求,開(kāi)展了果蠅全腦樣品制備方法的研究。有別于傳統(tǒng)組織學(xué)方法先切片后染色的制備流程,本文樣品制備的主要流程確立為固定、染色、脫水和包埋,染色和包埋是其中的關(guān)鍵步驟。對(duì)于染色方法,為獲得果蠅全腦范圍神經(jīng)元的形態(tài)結(jié)構(gòu)及相互關(guān)系,對(duì)Golgi法及其染色條件進(jìn)行了研究和優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了均勻、適度的全腦染色效果。對(duì)于包埋方法,為使樣品具備適于連續(xù)微米切片的切削性能,選用了Spurr環(huán)氧樹(shù)脂作為包埋介質(zhì),對(duì)果蠅全腦樣品脫水和包埋的過(guò)程及條件進(jìn)行了研究。綜合上述研究結(jié)果,本文建立了一套完整的基于Golgi染色的適于同步切片-成像的果蠅全腦樣品制備方法。 為彌補(bǔ)Golgi法標(biāo)記的隨機(jī)性缺陷,進(jìn)一步發(fā)展了細(xì)胞類(lèi)型特異標(biāo)記的果蠅全腦樣品制備方法。基于辣根過(guò)氧化物酶(Horseradish Peroxidase, HRP)/二氨基聯(lián)苯胺(3,3'-diaminobenzidine, DAB)顯色的免疫酶標(biāo)(immunoenzyme, IE)法能夠描述特異類(lèi)型神經(jīng)細(xì)胞的精細(xì)解剖結(jié)構(gòu)。然而,傳統(tǒng)的HRP/DAB IE法染色深度較淺,僅用來(lái)顯示薄切片或組織表層的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。本文對(duì)HRP/DAB IE法的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了研究和優(yōu)化,在果蠅全腦范圍實(shí)現(xiàn)了均勻、高對(duì)比度的染色效果。結(jié)合已建立的樣品制備流程及包埋方法,建立了細(xì)胞類(lèi)型特異的適于同步切片-成像的果蠅全腦樣品制備方法。 開(kāi)展了果蠅全腦同步切片-成像的初步應(yīng)用研究。利用MOST系統(tǒng)在細(xì)胞水平對(duì)果蠅全腦神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行了快速高分辨成像和三維數(shù)據(jù)集獲取。基于Golgi法染色的果蠅全腦數(shù)據(jù)集,在全腦尺度對(duì)果蠅神經(jīng)細(xì)胞及突起的形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)了一些潛在的神經(jīng)細(xì)胞類(lèi)型和投射通路,如從觸角葉皮層到小葉復(fù)合體的神經(jīng)投射纖維,這為跨腦區(qū)信號(hào)處理通路的功能研究提供了解剖學(xué)依據(jù)�；贗E法染色的細(xì)胞類(lèi)型特異的果蠅全腦數(shù)據(jù)集,在全腦尺度展示了果蠅五羥色胺能神經(jīng)元的三維形態(tài)結(jié)構(gòu)和精細(xì)神經(jīng)突起信息,為五羥色胺能神經(jīng)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)-功能研究提供了重要的實(shí)驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)。 綜上所述,本文發(fā)展了一種快速、高空間分辨的獲取果蠅全腦神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)的研究方法,為揭示果蠅全腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提供了重要研究手段,將在腦結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系的相關(guān)研究中發(fā)揮重要作用。
【關(guān)鍵詞】：果蠅全腦 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) Golgi法 免疫酶標(biāo)法 同步切片-成像
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：R384.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 目錄9-11
• 英文縮寫(xiě)名稱(chēng)一覽表11-14
• 1 緒論14-30
• 1.1 高分辨全腦結(jié)構(gòu)的研究意義14-18
• 1.2 神經(jīng)科學(xué)研究的理想模型——果蠅18-20
• 1.3 果蠅腦解剖結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀20-25
• 1.4 腦解剖結(jié)構(gòu)測(cè)繪技術(shù)研究進(jìn)展25-27
• 1.5 本文的研究目的和主要內(nèi)容27-30
• 2 適于同步切片-成像的果蠅全腦樣品制備研究30-55
• 2.1 適于同步切片-成像的果蠅全腦樣品制備流程及關(guān)鍵步驟30-32
• 2.2 適于顯示神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)的染色方法32-36
• 2.3 適于連續(xù)微米切片-成像的包埋及脫水方法36-39
• 2.4 Golgi法染色果蠅全腦樣品制備的實(shí)驗(yàn)方法及材料39-46
• 2.5 果蠅全腦的Golgi法染色條件研究46-51
• 2.6 果蠅全腦的包埋及脫水條件研究51-53
• 2.7 本章小結(jié)53-55
• 3 細(xì)胞類(lèi)型特異標(biāo)記的果蠅全腦樣品制備研究55-73
• 3.1 染色方法的選擇及其關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題55-63
• 3.2 IE法染色果蠅全腦樣品制備的實(shí)驗(yàn)方法和材料63-69
• 3.3 果蠅全腦的IE法染色條件研究69-72
• 3.4 本章小結(jié)72-73
• 4 果蠅全腦同步切片-成像的初步應(yīng)用研究73-94
• 4.1 果蠅全腦尺度神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)的細(xì)胞水平三維成像73-79
• 4.2 單神經(jīng)元分辨水平的果蠅全腦尺度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可視化79-89
• 4.3 果蠅五羥色胺能神經(jīng)元的高分辨全腦圖譜89-93
• 4.4 本章小結(jié)93-94
• 5 總結(jié)與展望94-99
• 5.1 主要內(nèi)容與結(jié)論94-96
• 5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)96
• 5.3 研究展望96-99
• 致謝99-101
• 參考文獻(xiàn)101-116
• 附錄 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文目錄116

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本文編號(hào)：278631