如何在重構神經元形態時分辨樹突和軸突?
01-12
做實驗之前先謅一點,回頭再來補充。
首先判定是軸突還是樹突的金標準應該還是免疫熒光染色來看細胞骨架或者特定分子的組成,雖然確實麻煩(痛恨染色的人飄過!!!),然而在實際實驗的過程中可以根據以往實驗的經驗在不用染色的情況下進行人工判斷。比如題主舉的例子,應該就是在記錄的同時中注入biocytin然後再進行reconstruction。這種reconstruction過程中區分軸突和樹突的依據主要還是依據形態差異,比如軸突的長度更長,直徑更細,可以比較明顯的辨別出動作電位起始區域(AIS)和之後的部分,我的感覺是基本靠經驗,看得多了就會有相當的把握。如果是在神經元發育早期或者是元代培養最初幾天軸突和樹突區別還比較大、樹突叢和軸突纖維還不是很密的時候,也有人會用軟體根據形態學差異來「自動」識別,比如設定某個neurite的直徑如果小於其他neurites直徑的一半,同時長度比其他最長的neurite至少長一倍(來自我們實驗室做neurogenesis的小師妹),或者有相應的熒光信號(軸突發生過程中initial segment的標記蛋白)什麼的就認定為是軸突,但是這種判定也都有著相當大的主觀性,並且不同組的實驗threshold可能會有些變化以保證確實只有一條(或很少幾條)neurites被「認定」是軸突。然而前面提到的這種情況在成熟神經元的reconstruction當中並不常見。可能要打擊到題主的是,題目中的例子在我看來並不能用neurolucida「自動」區分樹突和軸突並加以區分,每一個細胞都是實驗室的小奴隸(大霧)小本科生們幾個小時辛勤搬磚的結果啊 XD滾去搬磚了。
在染色方法未知的情況下,僅從形態上也是可以有一些判據的。如果是電子顯微鏡圖像,可以直接從突觸來分辨,突觸前部分有大量細小的圓球狀的vesicles,這屬於軸突,突觸後結構就屬於樹突。如果是光學顯微鏡圖像,也可以從形態上區分,比如軸突比較細長,樹突有短的突起,被稱為樹突棘。
還有一些具有特定結構的神經元,可以直接從追蹤出來的骨架形態區分。比如錐體細胞,apical dendrite會像一個撐起來的大傘,底座上水平擴展的是basal dendrite,底下延伸出來的一根長長的突起就是軸突。
首先neurolucida不是reconstruction,是tracing。一般用dextran去標記細胞的時候,你提前會知道你用的是retrograde還是anterograde。再加上已有的解剖結構,完全可以直觀的分辨出axon 和 dendrite。
至於recon,很少有單獨標記細胞的。一般都會加上你感興趣的蛋白質的抗體。你只需要去標記突觸前後的蛋白質就可以了。pre-synaptic terminal一般用vesicular transporter; post-synaptic terminal用scaffolding protein就可以。
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