细胞分裂的延时成像和观察

细胞分裂观察细胞分裂过程的目的

生物体的细胞在重复体细胞分裂的过程中生长¹．减数分裂*²在生殖细胞形成过程中发生。对生物细胞的许多研究都需要按时间顺序观察和评价这些分裂过程。
例如，疾病和治疗药物的研究(药物发现筛选)观察组织或器官在病理或愈合过程中的细胞行为。在再生医学中，对多能干细胞的实验和研究非常活跃，多能干细胞可以分化成构成各种组织和器官的任何类型的细胞，例如iPS细胞。在干细胞分化和细胞分裂研究中，评价和展示实验结果的关键问题是如何清晰地捕捉活细胞中染色体分裂的过程。
通过观察减数分裂，可以发现生殖细胞发育不全、染色体分配异常等疾病的原因，以及了解有性生殖的分子机制及其起源。在利用信使RNA (mRNA)进行的基因表达实验中，通过观察生殖细胞核的分裂过程，确定减数分裂的分子机制和分裂控制因素，以确定稳定mRNA功能的条件。信使RNA是编码从DNA复制的蛋白质的序列信息。

*1:体细胞分裂是一个母细胞分裂成两个子细胞的过程。动物细胞生长在由间期(G1、S和G2)和有丝分裂期(M)组成的细胞周期中。在M期，染色质部分凝结成为薄的染色体，核膜破裂。小紫苑形成于中心体周围(前期)。纺锤形纤维从两个小紫菀伸出并与着丝点结合。同时，染色单体形成(前中期)。染色体在赤道周围排列(中期)。分离的染色单体(子染色体)向相反的两极移动。胞质分裂在这些染色单体中形成核膜和核仁，形成两个子细胞(末期)。每个细胞进入间期(G1期)。

*2:减数分裂是一种发生在生殖细胞(如精子，卵子)形成时的细胞分裂。细胞核在有丝分裂中分裂两次，染色体数量减少一半。这种分裂也称为还原分裂，在动物生殖细胞中称为成熟分裂。在第一次分裂中，同源染色体相互配对，然后分离。在这个过程中，染色体的数量减少了一半。在第二次分裂中，细胞简单地分裂，形成四个染色体数量减半的细胞。在受精过程中，生殖细胞会获得正常数量的染色体。

细胞分裂延时成像的例子

在细胞分裂过程的典型观察中，使用延时成像技术，在特定的时间间隔捕捉活细胞的荧光图像。为了成功地进行实验和成像，重要的是在荧光观察下尽量减少对活细胞的损伤。

以下部分介绍了成像时需要考虑的要点，以及使用BZ-X800的优点，使用KEYENCE公司的BZ-X800多功能荧光显微镜记录的细胞分裂的延时视频和图像。

小鼠卵细胞中早期胚胎发育的延时图像

BZ-X800可以执行高清延时成像，同时减少对活细胞的损害。光漂白也可以减少，这允许记录细胞的状态而不失去活性。在低放大率大视场下多个细胞的延时成像中，也可以清楚地记录每个细胞的分裂过程。

BZ-X800支持单一单元的荧光、亮场和相位对比度成像，配备了实时叠加功能，将相位对比度图像实时叠加在单个屏幕上的荧光图像上，如上图所示。不同通道可节省观察方法、曝光时间等成像条件，节省了调整成像和重新拍摄所需的时间和精力。
为了成功地进行延时成像，必须预先确定在整个记录过程中对目标和信号进行清晰成像的条件。这种制备需要在短时间内有效完成，因为在实验中，长时间的条件设置可能会导致光漂白。