Nature子刊：日本科学家找到新溶液充当大脑解剖学的“调色盘”_医疗健康

2015

09/18

09:11

生物探索医疗健康

光学检测技术比较与传统的X射线计算层析、核磁共振和超声成像，具有高分辨率、低成本等明显优势，但是由于生物组织对光的吸收和多重散射，大大削弱了光到达组织内部的效率，限制了光在生物组织和血液中的穿透深度，从而局限了光学检测技术在生命科学领域的应用范围。

近年来，通过化学试剂处理生物组织已达到降低组织对光的多重散射，实现光穿透组织内部的目标，这个过程涉及的技术称为光透明技术。当光透明技术与先进的显微成像技术结合时，具有揭示人体器官、细胞精密结构的潜能。但是过去的处理方式容易损坏组织、细胞结构，存在弊端。

日本RIKEN大脑科学研究所研究人员近期研发出一种光透明技术的新方法，能够确保处理过程不损坏组织结构，有重大突破。借助该技术，研究人员已获得高分辨率3D版大脑解剖结构，以此模型为研究对象，对阿尔兹海默症有了新见解。相关研究成果于9月14日在线发表在《Nature Neuroscience》期刊。

ScaleS：溶液配方，助力组织“透明化”

RIKEN大脑科学研究所首席科学家Atsushi Miyawaki所在的研究团队早在2011年研发出一种混有尿素的溶液，用于浸泡生物组织，却因为会破坏组织结构而败北。随后，研究团队历时近5年时间改善原配方，最终研发出ScaleS，能够不破坏结构地浸泡组织。

ScaleS，通过尿素与山梨糖醇调和正确比例，可以存储组织，且维持尽可能小的组织损伤。ScaleS可以辅助荧光免疫组织和化学标记技术，应用于年老生物组织的处理和分析。

大脑样本可以存储在ScaleS溶液中长达一年之久，且内部结构仍保持有原来的形状，大脑组织可用于微米切片，用于更详细的分析。ScaleS成功之处还在于，它能够让生物组织与荧光信号结合，用于电子显微镜分析。

研究团队还研发出不同版本的Scale技术，可以同时使用。ScaleS通过与AbScale（类似于免疫标记）、ChemScale（类似于荧光化合物）结合，共同处理生物样本后，可以获得多色高分辨率的3D显微图像，类似于“调色盘”。

ScaleS应用实例：阿尔兹海默症致病机理新发现

研究人员运用该技术处理患阿尔兹海默症的老年老鼠大脑，以此为模型研究β-淀粉样蛋白的致病机理。结果发现，β-淀粉样蛋白沉淀斑块不是孤立的，而是广泛地与小神经胶质细胞相连。这个新发现与之前的研究相悖。

为了弄清楚原因，研究人员分析激活的小胶质细胞和β-淀粉样蛋白版块的三维位置，发现淀粉样蛋白斑块形成初期就与小神经胶质细胞相连，而不是在疾病晚期斑块形成之后。这一新发现，对于阿尔兹海默症的治疗提供了新的指示，证明发病初期的药物医疗和护理很重要。

Miyawaki博士指出，3D显微镜结合 ScaleS的优势远超2D体视学或者免疫组织化学技术。这项新技术将不仅仅用于阿尔兹海默症可视化斑块的研究，也能够用于检测正常的神经回路，明确其他脑部疾病相关的脑结构变异。

来源：生物探索

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