技术分享| 脑组织透明化三维成像

导读

长久以来，对物理切片的生物样本进行观察，是生物科学家们获取组织内生物信息的主要方式。然而，随着科研工作者们越来越深入的科学研究，目前对于组织三维结构信息探索的需求越来越大。

例如：在神经系统相关的研究中，由于大多数神经元向多个方向延伸，而薄薄的切片无法获知整个神经系统的真实结构。

Thy1小鼠脑成像：100um切片（左）整脑（右）

（锘海拍摄）

获取三维的结构信息，一种方式是通过连续的组织切片，通过数据重建得到三维结构信息，但由于组织被撕裂、拉伸引起的变形和损失，这种方法极具挑战；另一种方式，即结合组织透明化技术，对完整组织进行成像观察，从而获取其整个系统的结构信息。

生物组织内多种多样的物质会造成严重的光散射与光吸收，这限制了深入组织内部的光学成像。近年来，随着组织透明化技术与光片显微技术的相继发展，使得对完整组织进行三维成像成为可能。

CLARITY透明化方法（Karl D, et al. 2013）

PEGASOS透明化方法（Hu Z, et al. 2018）

由锘海自主研发的LS18平铺光片显微镜，通过快速平铺短而薄的光片，实现大视野成像且不损失空间分辨率，从而达到比传统光片显微镜更先进的快速、多色三维成像。

平铺光片技术示意图（Liang G, et al. 2015）

此外，由于组织透明化技术的多样性，科研工作者可以根据研究目标选取适合的透明化方法，LS18平铺光片显微镜对组织透明化方法均兼容。

Thy1小鼠脑成像，PEGASOS透明化，

6.3x拍摄

小鼠全脑成像，PEGASOS透明化，

6.3x拍摄，

免疫标记：血管

小鼠脑干成像，uDISCO透明化，

6.3x拍摄，病毒标记

小鼠脊柱成像，PEGASOS透明化，

6.3x拍摄，转基因神经信号

目前，锘海LS18显微镜已为许多高校、研究机构等老师提供科研服务，自19年投入市场以来，已公开发表论文一篇，投稿/编辑中的科研论文十余篇。

科研服务主要涉及主动式/被动式组织透明化、主动式/被动式免疫标记、LS18光片显微成像、数据处理及分析与数据存储等。

除小鼠脑的其它样本组织透明化及成像结果展示

参考文献

[1]Ueda HR, Ertürk A, Chung K, et al. Tissue clearing and its applications in neuroscience[J]. Nat Rev Neurosci, 2020, 21(2):61-79.

[2]Chung K, Wallace J, Kim SY, et al. Structural and molecular interrogation of intact biological systems[J]. Nature, 2013, 497(7449):332-337.

[3] Jing D, Zhang S, Luo W, et al. Tissue clearing of both hard and soft tissue organs with the PEGASOS method[J]. Cell Res. 2018, 28(8):803-818.

[4] Gao L. Extend the field of view of selective plan illumination microscopy by tiling the excitation light sheet[J]. Opt Express, 2015, 23(5):6102-6111.

[5] Chen Y , Li X , Zhang D , et al. A Versatile Tiling Light Sheet Microscope for Cleared Tissues Imaging[J]. Cell Rep. 829267, 2020

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