无标记活细胞动态分析技术在神经生物学方面的应用 二

三、神经干细胞的追踪

细胞追踪是细胞学和生物学研究中重要的组成部分之一，在细胞行为、药物和疾病中的研究至关重要，尤其对神经干细胞增殖和分化的变化以及细胞相互作用的调控机制研究具有重要的意义。目前对一个目标细胞或大量细胞进行全面和准确地追踪，同时尽量避免其他细胞的干扰，是细胞追踪的难点，也是近些年细胞追踪的研究热点。Cell-IQ强大的分析软件可以对每个细胞的活动轨迹进行自动或手动追踪和标记，然后绘制出中心轨迹图或者角度分析图，并能给出每个细胞的移动距离、位移、速度和方向等参数。

下图为一个小鼠胚胎脑皮层来源的神经干细胞的运动追踪分析实验。采集到图像后，Cell-IQ软件可以对视野中的每个细胞或者所有细胞进行追踪，并得到每个细胞最终的运动轨迹和方向图，其余的如运动距离和速度等参数都能以Excel格式保存，方便随时调用或用第三方软件分析。

四、神经干细胞的谱系分析（Cell lineage）

神经干细胞可以通过对称分裂的方式进行增殖，或通过不对称的分裂方式产生神经组织的其他各类细胞。其中，干细胞的谱系分析是研究神经干细胞发育和分化机制的重要工具和手段。通过建立细胞谱系标记技术来追踪神经干神经的分裂和分化，从而得到细胞的谱系图，在神经干细胞分化调控机制的研究中具有重要意义。

下图为小鼠胚胎脑皮层来源的神经干细胞的分裂谱系分析实验。分析时，我们选取了视野中的三个细胞进行增殖和分裂的追踪，并详细记录了一个细胞如何从单个细胞分裂成两个再到四个，最后停止增殖分裂的全过程。最后，Cell-IQ软件能根据追踪的结果，自动得到每个细胞增殖分裂的谱系图。

五、3D球体细胞（spheroids）的增殖分析

3D细胞培养旨在建立最贴近生理条件下的实验系统，从而更好地模拟细胞在体内的生长环境。然而3D细胞样品如神经球成像一直以来是一个难题，许多传统的显微镜无法同时对多个平面进行聚焦从而保持整个球体细胞的图像清晰。Cell-IQ的多层Z-stack扫描成像技术配合智能追焦功能，可以跟踪细胞样品在Z轴的高度变化而自动调整最佳的聚焦平面，从而确保活细胞在长时间的生长、运动过程中总处于聚焦范围内，因此可以对3D细胞样品如神经球和胚胎等进行成像和分析。

上图为球体细胞（spheroid）的增殖实验，在加入抑制剂后，球体细胞向外迁移和增殖的能力得到了显著的抑制。Cell-IQ的软件能够分别对绿色的球体本体和红色的迁移细胞进行面积的计算，从而实时动态地定量给药前后球体细胞向外迁移增殖的情况。