研究背景
骨骼肌形成始于成肌细胞分化,由间充质干细胞表达主要转录因子Pax7MyoDyogenin.随后,MyomakerMyomixer 等分子融合(多核)成肌细胞并促使其成熟为骨骼肌纤维。在形成骨骼肌纤维时,单核成肌细胞会对其细胞骨架进行重组,由肌动蛋白、微管蛋白等组成的细胞骨架呈现出细长的形态。在更高的密度下,这些细长的细胞相互对齐以形成局部的有序相。
当从宏观角度观察这个细胞群时,它呈现出一种特征性的螺旋模式,这种模式被随后的骨骼肌纤维继承。另一方面,相对于有序相,细胞群没有很好定向的部分被称为拓扑缺陷,并被观察到具有单核圆形细胞的积累。这种成肌细胞群的螺旋状形式对后续的多核化和成熟为骨骼肌纤维可能很重要。
北海道大学医学研究生院分子生物学系的Yoshizuki Fumoto 先生和Tsukasa Oikawa 博士等人旨在阐明成肌细胞群形成螺旋模式的必要条件的分子机制。为此,他们正在挑战诸如转录因子、膜融合分子和细胞骨架分子等微观分子动力学在细胞群和组织水平上如何与宏观表型相关的问题

在本应用说明中,我们展示了细胞中相关分子的行为和细胞群的宏观模式。图像使用共聚焦显微镜捕获。

结果

1. 呈螺旋状的成肌细胞群和目标分子X 的定位。

小鼠成肌细胞系C2C12经甲醇固定后染色的免疫荧光。β-微管蛋白(Alexa
488
_绿色)、内源性分子XCy3_红色)、细胞核(TO-PRO3_蓝色)。拍摄条件:Zoom 0.7X,图像拼接:5 x
5
图像,物镜:Plan
Apochromat Lambda 20X (NA 0.75)

总结
本研究得益于大视场的共聚焦显微镜,能够同时兼顾宏观细胞模式和微观分子行为的高分辨率观察。骨骼肌细胞在分化一周时呈螺旋状。分化前,靶分子X的表达不存在细胞间的偏差。分化后,X分子主要定位于拓扑缺陷的单核细胞中,而不在呈现宏观螺旋状的骨骼肌纤维中。此外,强制表达或敲除X分子抑制拓扑缺陷的形成和骨骼肌纤维的形成。这些结果表明分子X 在成肌细胞中调节局部有序相的形成,作为细胞群,则有助于形成螺旋形态和骨骼肌纤维。分析分子 X 的详细功能有望阐明微观分子动力学和宏观组织发生之间的联系机制。

产品信息

AX R 共聚焦显微镜支持高速、高分辨率、大视场共聚焦成像,并减少光毒性和光漂白。
高速:高达 720 fps(共振 2048 x 16 像素)
高分辨率:高达 8K(检流计模式)/2K(共振模式)
高通量:25mm 超宽视野。

– End –