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Nat Commun|新染色技术助力捕获老鼠大脑前所未有的3D图像细节。

 PaperRSS 2020-05-03

长期以来,研究大脑和其他器官以及癌症肿瘤的科学家们一直试图获得它们内部的详细3D 图像,包括血管和细胞类型。 但是,制作这样的图像既费时又困难。 本周,研究人员报告说,现在,3 d 成像技术的显著改进可以在一个简单的过程中显示出整个器官甚至动物的内部组成部分。 新的组织染色协议允许细胞水平的分析前所未有的细节; 它可以帮助神经科学,发育和进化生物学,免疫学的研究努力,它可以证明有用的诊断一些癌症和研究死后受损的脑组织。

对于生物样本的3 d 成像,研究人员基本上有两个主要的选择: 他们可以将组织切成薄片,并使用计算机软件重建整个样本,或者他们可以使用特殊的化学物质使生物组织透明,让研究人员可以用光学显微镜观察其内部。 为了区分不同的细胞类型,研究人员通常将组织浸泡在染料和化学物质的混合物中。 但是要让染色的染料穿透器官和大样本被证明是困难的。

为了解决这个问题,理化研究所生物系统动力学研究中心的研究人员发现了一种凝胶,它非常类似于经历组织清理过程的器官的物理化学特性。 从计算机模拟和随后的实验室测试开始,研究小组优化了浸泡溶液的温度、染料和抗体浓度、化学添加剂和电性能,以产生最佳的染色和成像结果。 然后,他们在小鼠和狨猴的大脑上用二十多种常用的染料和抗体来测试他们的方法。

本周,研究人员在《自然通讯》杂志上报道说: 对整个老鼠大脑和狨猴大脑的一个半球进行扫描---- 使用光片显微镜进行3 d 显示---- 揭示了这两种动物的神经血管系统之间的相似性,显示了该系统对比较解剖学的使用。没有参与这项研究的欧洲非线性光谱学实验室的 Ludovico Silvestri评论道他们可以同时对老鼠大脑中多达四个分子目标进行染色和成像,这项壮举“以前从未被报道过”。

研究小组还利用这项技术对一只幼年狨猴和一小块人脑样本进行了成像,有朝一日这项技术可能会让人们对实体肿瘤和神经退行性疾病有新的认识。 研究小组表示,他们优化染色的方法可以应用于其他技术,以推进整个三维成像领域。

文章来源:

https://www./news/2020/05/mouse-brains-seen-unprecedented-3d-detail-thanks-new-staining-technique

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