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高通量研究脊椎动物多维表型的方法（二）

2020.6.23

3.颅面畸形三维重建与评估：每条斑马鱼幼体，记录高达320帧的图像，通过三维重构技术，形象化展示了斑马鱼幼体软骨复杂表型。图像显示的层析效果图充分显示了三种不同药物处理后的5dpf斑马鱼幼体的颅面骨骼变化。三种药物是：retinoic acid（视黄酸）、cyclopamine（环巴胺）和flusilazole（氟硅唑）。

4.药物筛选研究实例：不同浓度环巴胺药物对三种软骨生长的影响

5.体内多维度表型分析：为了全面定量斑马鱼幼体表型变异情况，研究者计算了202个独立的指标，用于重建3D表型图。这些参数包含了长度、3D方向、表面积及各种骨骼体积等等。

6.大量斑马鱼幼体表型变化阵列分布：每一行代表了一种药物作用斑马鱼幼体的影响。检测结果以颜色表示，红色代表幼体个体表型相对未处理幼体表达下降，绿色代表表达增长。

结论：

传统药物高内涵筛选（HCS）技术局限在简化的生物模型，如无线增殖的细胞系等，而在使用原代细胞、in vivo动物模型等进行HCS研究时，传统技术面临众多的问题。本研究利用微米分辨率的高通量光学投影层析成像系统，结合高效的大颗粒流式分选系统（Union Biometrica），实现了脊椎动物的整体多维度扫描。本技术能够提供脊椎动物器官和组织的3D重建图像，针对斑马鱼幼体的研究，本技术通过能够为研究者提供样本个体的多种表型特征，为动物个体水平实现药物高内涵筛选（HCS）提供了可行的技术平台。

相关介绍：

Union Biometrica大颗粒流式分选系统：是基于流式细胞技术开发的，与普通的流式细胞技术相比有非常很重要的特点和优势：

这是市面上唯一的能够分选1-1500um生物微粒的全自动高通量分选系统。他的管路直径大，可以用来分选体积较大的生物微粒，因此可以用来应用于小的模式生物，比如斑马鱼，线虫、果蝇等，也可应用于大体积细胞：胚胎干细胞，胰岛细胞、肝细胞，细胞簇等，还可用于药物化合物的高通量的药物筛选。这款仪器的技术核心，是气流分选装置，通过气流就行微粒的分选，这种方式非常温和，确保了收集到的生物活体或敏感物质的活性和完整性。

Union Biometrica流式分选系统进行斑马鱼研究的文献：

1.Presenting VAST BioImager™: A new modular, expandable platform to automate the orientation of 2-7 day old zebrafish larvae for imaging

2.Development and Validation of an Automated High-Throughput System for Zebrafish In Vivo Screenings

3.Fully automated cellular-resolution vertebrate screening platform with parallel animal processing

4.Fully automated cellular-resolution vertebrate screening platform with parallel animal processing

5.A High-Throughput Screen for Tuberculosis Progression

6.Zebrafish high throughput screening using robotic injection technology

7.High-throughput in vivo vertebrate screening.

8.Zebrafish High-Throughput Screening of Innate Immune Responses.

9.A High-Throughput Assay To Measure Whole Body Metabolic Rate Using Zebrafish Larvae.

10.A Whole-Animal Microplate Assay for Metabolic Rate Using Zebrafish

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