홈/ 어플리케이션 노트FLUOVIEW FV3000 현미경을 사용하여 경골 골단의 미세 신경혈관 구조 관찰

FLUOVIEW FV3000 현미경을 사용하여 경골 골단의 미세 신경혈관 구조 관찰

광퇴색을 방지함과 동시에 복잡한 미세 조직 구조의 이미지 획득

신경과 혈관이 좁은 영역 내 복잡한 구조를 형성하기 때문에 무릎 관절 골단의 혈관 및 감각 신경의 이미지를 획득하는 것은 어려운 일입니다. 높은 전송 효율 덕분에 FLUOVIEW FV3000 컨포칼 레이저 스캐닝 현미경은 낮은 레이저 파워를 사용하면서 고해상도의 밝은 이미지를 획득할 수 있으며 이를 통해 샘플 내 광퇴색 현상을 줄일 수 있습니다. FV3000 현미경의 이러한 기능을 사용하여 경골 골단의 구멍을 관통하는 감각 신경 및 주위 맥관 구조의 복합 3D 구조의 이미지를 성공적으로 획득할 수 있었습니다.

그림 1: 감각 신경 및 주위 맥관 구조가 경골 골단(3D 이미지) 감각 신경(EYFP, 청록색), 혈관(Alexa Fluor 594, 마젠타색), 핵(DAPI, 주황색)의 구멍을 관통합니다.

그림 1: 감각 신경 및 주위 맥관 구조가 경골 골단 구멍을 관통합니다(3D 이미지)
감각 신경(EYFP, 청록색), 혈관(Alexa Fluor 594, 마젠타색), 핵(DAPI, 주황색)

이미징 장비
현미경: FLUOVIEW FV3000 시스템
대물렌즈: 100X 오일 이멀젼 대물렌즈(UPLSAPO100XO)

경골 골단 내 신경혈관 구조의 발견

무릎 관절 쪽 혈관 및 신경 투영을 이해하는 것이 무릎 관절증의 통증을 완화하는 데 중요합니다. 하지만 현재까지 연구원들은 무릎 관절 전체에 걸쳐 감각 신경 및 혈관이 형성하는 미세 구조를 완전히 관찰할 수 없었습니다. FV3000 현미경을 통해 이러한 구조가 처음으로 또렷히 보입니다. 무릎 관절의 감각 신경이 반월판 뿐 아니라 경골 골단에도 존재하는 것이 관찰되었습니다. 이들 감각 신경은 주위 혈관으로 휘감겨 있으며 이와 함께 신경혈관 구조가 경골 골단의 구멍을 관통하고 있습니다.

참고문헌: Koichi Matsuo, et al. “Innervation of the tibial epiphysis through the intercondylar foramen.” Bone, 120 (2019) 297–304

그림 2：신경 및 혈관 구멍

FV3000 컨포칼 현미경에 의한 실험 촉진 방법

고감도 TruSpectral 검출기는 낮은 광독성으로 이미지를 획득합니다

TruSpectral 검출기에는 기존 반사 유형 회절 격자와 비교하여 40% 이상 더 높은 효율로 형광 신호를 전송할 수 있는 투과형 회절 격자가 장착되어 있습니다. 강화된 광전달 기능으로 인해 이미지를 획득하는 데 레이저 파워가 덜 필요하므로 광독성이 줄어듭니다.

낮은 여기광 하에서 높은 신호 대 잡음비 이미지 획득

GaAsP 광전자 증배관(PMT)은 45%의 최대 양자 효율로 4개 채널을 통합하므로 사용자가 기존 장비로는 너무 어두워 볼 수 없었던 샘플을 볼 수 있습니다. 펠티어 냉각은 예외적으로 낮은 여기광 하에서 높은 신호 대 잡음비 이미지를 위해 배경 잡음을 20% 감소시킵니다.

Dr. Katsuhiro Kawaai의 견해

좁은 영역 내 신경돌기의 미세한 복합 3D 구조의 이미지를 획득하기 위해 개구수(NA)가 높은 100X 오일 이멀젼 대물렌즈가 필요하였습니다. 하지만 집중된 레이저 파워로 야기된 퇴색이 문제였습니다. 다행히 FV3000 현미경의 고감도 덕분에 샘플을 광퇴색시키지 않고 0.45μm 간격으로 50개 Z 평면에서 고해상도 이미지를 획득할 수 있었습니다.

감사의 말
이 애플리케이션 노트는 다음 연구원들의 도움으로 작성되었습니다.
Dr. Katsuhiro Kawaai 및 Dr. Koichi Matsuo, 게이오 의과대학 세포 및 조직 기술 실험실