完全透明化的动物

　　

神经科学研究和显微镜技术进展：由维也纳大学和维也纳医科大学的合资企业Max Perutz Labs和维也纳大学的研究人员共同推动的一个合作项目，使研究人员能够深入观察包括从鱿鱼、线虫到鱼和蝾螈等动物的器官和神经系统。

从整个器官或组织的角度分析单个细胞在生物学中变得越来越重要。到目前为止，一种标准的方法是将较大的组织切成薄层，研究每一个切片，然后将这些信息再次拼凑成一个三维模型。然而，这是一个艰苦的过程，而结果往往还是不完整的。例如，构成我们神经系统的细胞有很长的延伸，可以延伸到整个身体。从小切片重建这种投影是非常困难的。

一个优雅的解决方案是使不透明的组织透明。当这些技术应用于包括大脑在内的复杂组织时，可以可视化单个细胞及其延伸，使科学家无需切片就能捕捉到细胞和组织的三维图像。然而，到目前为止，现有的清除技术还没有优化，无法去除组织中存在的所有色素，这限制了标本的成像深度。

在团队的努力下，科学家们开发出一种新的方法，这种方法结合了组织清除和各种不同类型色素的去除。这种被称为“深度清除（DEEP-Clear）”的新方法已经发表在国际期刊《Science Advances》上。

一个在广泛物种的神经系统中成像生物分子的工具包

不同化学处理的组合具有协同效应，允许快速脱色和组织清除。“缩短化学处理过程可以保持组织和有机体的完整性，这样感兴趣的分子和内部结构就更有可能被保留下来，”文章作者之一、来自Hans Ulrich Dodt的研究人员Marko Pende解释说。“这样，从软体动物、骨性鱼类到两栖动物等不同的动物类群，都能观察。”

“这些只是几个例子。我们相信这种方法适用于多种生物，”这项研究的资深作者Hans Ulrich Dodt教授解释道。

研究小组随后系统地研究了哪些类型的分子仍然可以在经过深加工的样品中进行标记和检测，调查的物种从鱿鱼和线虫，到鱼类和蝾螈。这项工作表明DEEP Clear与多种重要生物分子的检测兼容，能够在完整的样本中成像特定的蛋白质、DNA标记和RNA。“DEEP Clear的多功能性使其成为一种极具吸引力的工具，可以探索一系列目前标准的组织清除技术还不够的动物，”Karim Vadiwala（来自Max Perutz Labs）解释说。

从全动物神经系统的三维视角探讨神经干细胞生物学

除了相容多物种外，DEEP Clear的另一个吸引人的特点是，经过处理的生物体的透明性允许跨尺度成像：一方面，研究小组研究了非常小的细节，如神经元之间的接触点，或分裂细胞的单个簇。另一方面，他们利用Dodt实验室开发的最新一代光片显微镜，利用二维激光快速扫描整个样品，从而在计算机上创建了完整的三维模型。显微镜的设计者Saiedeh Saghafi博士（来自维也纳大学）说：“使用非常薄的光片可以克服许多光学限制，甚至可以从几毫米厚的样品中生成这样高分辨率的图像。”

该团队的期望是，“DEEP Clear”将有助于普及组织清除，使世界各地的研究人员能够加强对各种物种的分子和细胞研究，这些物种表现出高度有趣但探索不足的神经科学特征。例如，线虫、鱼类和蝾螈的可再生部分中枢神经系统，这些动物具有人类和其他哺乳动物已经丧失的分子能力。“深入的研究将大大有助于可视化负主要责任的功能干细胞，并调查其分子组成或对再生组织的贡献，”Max Perutz实验室的Florian Raible博士说道。

原文检索：A versatile depigmentation, clearing, and labeling method for exploring nervous system diversity

（生物通：伍松）