3D-Visualization of nerve fiber bundles by ultramicroscopy

Ultramicroscopy has recently been shown to be an outstanding tool for the 3D-visualization of large microscopical structures with μm resolution. In ultramicroscopy, mechanical slicing is replaced by optical sectioning which eliminates drawbacks such as mechanical distortion and misalignment. Simulations of the illumination light sheet show that the optical sectioning quality of an ultramicroscope greatly depends on the choice of an appropriate slit aperture, thereby the distance between specimen chamber and cylinder lens has to be considered. We labeled nerve fibers in mouse embryos by binding primary antibodies to neurofilament-160 in combination with fluorescent Alexa 488 secondary antibodies. After non-blind deconvolution, 3D-reconstructions of even fine nerve fiber branches were possible. These results demonstrate that ultramicroscopy is a valuable tool for developmental studies in embryology.

ZusammenfassungWie jüngst gezeigt wurde, ist die Ultramikroskopie hervorragend geeignet, auch große mikroskopische Strukturen dreidimensional in μm-Auflösung darzustellen. Da bei dieser Technik die Anfertigung mechanischer Schnitte überflüssig ist, lassen sich mechanische Verzerrungen und Ausrichtungsprobleme vollständig vermeiden. Wie Simulationen des Beleuchtungsstrahlengangs zeigen, ist die Wahl einer geeigneten Schlitzblende für die Bildqualität entscheidend. Hierbei muss der Abstand zwischen Probenkammer und Zylinderlinse berücksichtigt werden. Mittels eines Primärantikörpers gegen Neurofilament 160, kombiniert mit Alexa 488 als fluoreszierendem Sekundärantikörper, wurden neuronale Faserbündel von Mausembryonen markiert. Durch Anwendung eines mathematischen Dekonvolutionsverfahrens lassen sich auch feinste Verzweigungen von Nervenfasern in ihrem dreidimensionalen Verlauf sichtbar machen. Die Ultramikroskopie kann daher ein wertvolles Hilfsmittel bei embryologischen Entwicklungsstudien sein.