高內涵在模式生物中的應用（二）

高內涵系統不僅僅適用于各種各樣的細胞模型，對各種小型的模式生物也非常友好，通過將這些模式生物放在微孔板中，我們就可以用高內涵系統來拍攝和分析它們。本期，我們將繼續介紹高內涵與這些模式生物的故事。

擬南芥

擬南芥為兩年生草本，一般可長到7-40厘米，是植物學最為常見的模式生物。其幼苗、根、莖、葉、原生質體均可在高內涵上進行自動成像和分析。

實驗一

高內涵用于研究活體擬南芥全葉組織中膜運輸的調節，40倍水浸式物鏡對擬南芥葉片進行多層掃描，使用高內涵分析軟件Harmony識別膜泡轉運體，統計其數目、熒光強度、定位等參數^[2]（如下圖）。

秀麗隱桿線蟲

秀麗隱桿線蟲在遺傳與發育生物學、行為與神經生物學、衰老與壽命、人類遺傳性疾病都有非常重要的貢獻，成蟲體長為1mm，通身透明。一般首先對秀麗線蟲進行麻醉，再進行高內涵拍攝。

實驗一

分析不同藥物處理后秀麗線蟲的數量和熒光強度，10倍物鏡拍攝多個視野，高內涵分析軟件Harmony識別不同線蟲，計數并分析線蟲的熒光強度^[3]（如下圖）。

小型藻類

藻類的生長、繁殖與水體環境密切相關，常作為水體污染指示物，用于對水體的實時監測中。小型藻類可放置于微孔板中，通過離心使其貼底，從而進行高內涵的拍攝，根據研究內容不同，一般采用20倍-63倍水浸式物鏡進行成像。很多研究中通過對葉綠體的成像來判斷藻類的狀態，成像過程需要設置針對葉綠素自發熒光特殊的檢測方法，即通過設定激發光和發射光，定義一個新的通道（excitation 460-490nm，emission 655-705nm）。

實驗一

藻類用于檢測水質污染，本研究中，模擬微塑料水質污染，檢驗裸藻的生長狀態，采用20倍水浸式物鏡(NA 1.0) 進行成像，綠色為微塑料，紅色為葉綠素。（如下圖）

生長狀態不好的裸藻葉綠素熒光強度減弱，形態發生變化。（如下圖）

左圖為Harmony軟件識別裸藻細胞，中間圖為通過形態區分形態正常的梭狀裸藻（紅色）和因毒性變圓的裸藻（綠色），右圖為通過熒光強度區分死亡裸藻（綠色）和存活裸藻（紅色）。

參考文獻

2.High-throughput confocal imaging of intact live tissue enables quantification of membrane trafficking in Arabidopsis. Plant Physiol. 2010 Nov;154(3):1096-104. doi: 10.1104/pp.110.160325. Epub 2010 Sep 14.

3.Expanding the Biological Application of Fluorescent Benzothiadiazole Derivatives: A Phenotypic Screening Strategy for Anthelmintic Drug Discovery Using Caenorhabditis elegans. SLAS Discov. 2019 Aug;24(7):755-765. doi: 10.1177/2472555219851130. Epub 2019 Jun 10.