新的染色技术可视化整个器官和身体

日本理化研究所的一个研究小组基于现有的组织清理技术，建立了一种优化的三维(3-D)组织染色和观察技术。发表在自然通讯这项研究详细介绍了这项新技术如何用于对老鼠大脑、人类大脑和整个狨猴身体中的组织进行染色和标记细胞。这项技术将允许在细胞水平上对物种进行详细的解剖分析和全器官比较。

组织清理允许使用光学显微镜对器官进行三维观察。2014年，日本理研生物系统动力学研究中心(BDR)的Etsuo Susaki和Hiroki Ueda领导的一个研究小组开发了一种3d机器人组织被称为CUBIC的清除技术，通过使组织透明，可以在单细胞水平上对整个身体进行成像。

虽然组织清理可以产生梦幻般的图像，但它本身并没有太多的科学价值。为了使组织清除有意义，科学家们需要能够对特定的组织和细胞类型进行染色和标记，然后进行研究。这就需要一个能与多种染色剂和抗体一起工作的系统。虽然已经尝试了几种3d染色和标记方法，但没有一种方法足够通用。

意识到他们需要更好地了解人体组织，BDR的团队和他们的同事进行了详细的物理和化学分析。他们发现生物组织可以被定义为一种电解质凝胶。

基于他们发现的组织特性，他们构建了一个扫描系统使用模拟生物组织的人工凝胶来检测一系列条件。通过用CUBIC分析人工凝胶的染色和抗体标记，他们能够建立一种微调的、通用的3d染色/成像方法，他们将其命名为CUBIC- histovision。通过使用这种优化的系统和高速三维显微成像，他们成功地对老鼠的整个大脑、半只狨猴的大脑和一平方厘米的人类脑组织进行了染色和成像。婴儿狨猴的全身3d成像也取得了成功。该系统与大约30种不同的抗体和核染色剂一起工作良好，使其对从研究大脑到研究肾功能等许多不同领域的科学家都很有用。

该系统可用于许多目的，其中之一是比较物种之间的整个器官解剖特征。cbic - histovision显示，小鼠和狨猴大脑中的血管总体分布模式非常相似，因此很可能是进化保存下来的。同时，他们发现神经胶质细胞分布在大脑人类、老鼠和狨猴的小脑发育不同。作者推测，这些胶质细胞模式的差异可能导致物种之间小脑结构的众所周知的差异。

Susaki说:“在我们的研究中开发的3d染色方法超越了迄今为止发表的典型染色方法的性能，是目前世界上最好的方法。”“它还提供了一个思考模式的转移在组织化学方法的发展中，如基于组织特性的染色方案的构建。这些结果有望有助于在器官和有机体尺度上理解生物系统，并有助于提高3-D临床病理检查的诊断准确性和客观性。”

---

---