生物通综合:一项最新技术可以将组织和生物体透明化,然后进行单细胞分辨率的精确成像,从而制造出几乎完全透明的小鼠,这将“能用来研究胚胎发育,或者癌症和免疫系统疾病在细胞层面的发展过程”。
这种技术被称为CUBIC(Clear, Unobstructed Brain Imaging Cocktails and Computational Analysis)的方法,他研究人员此前曾用这个方法成像了整个大脑。大脑组织富含脂类比较容易透明化,但机体其他部分含有许多能够吸收光的生色团(chromophore),比如血红素heme。血红素是血红蛋白的重要组分,存在于机体的绝大多数组织,并且会阻断光线。
文章作者田井中一贵说,这项技术将让科学家“对器官3D结构和特定基因在各种组织如何表达有新的理解”。
在这项新研究中,研究人员可以取出小鼠生理组织的几乎所有颜色,当然在这一过程中小鼠也被杀死了。不过,通过这种方法,无需进行切片取样,就能观察到小鼠各个器官甚至全部身体,得到完整的“大图像”实景。田井中和他的合作者说:“幼鼠和成年鼠的整个身体几乎都是透明的,我们都很惊讶。”
最初研究人员在针对这个问题进行研究时,意外发现CUBIC试剂中的氨基醇能够将血红素从血红蛋白中提取出来,由此显著提高器官的透明度。
他们用这个方法处理小鼠的大脑、心脏、肺、肾脏、肝脏甚至整个幼鼠和成年小鼠,得到了异常透明的小鼠。在此基础上的光切(light-sheet)荧光显微成像,获得了非常清晰的3D图像。为了测试这个方法的实用性,研究人员比较了糖尿病和非糖尿病小鼠的胰腺,发现它们的胰岛存在明显的差异,胰岛是胰腺生产胰岛素的结构。
田井中说,这种不能用于活生命体的技术,“让我们在得到整体图像的同时也能获得细节信息。”
报道指出,研究小组负责人上田弘纪说,新方法“能用来研究胚胎发育,或者癌症和免疫系统疾病在细胞层面的发展过程”。
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