组织透明化技术在器官可视化应用中的初步探讨

作     者：唐倩 侯兰伟 刘宇宁 娄云霞 滕野 周文娟 刘树伟 Tang Qian;Hou Lanwei;Liu Yuning;Lou Yunxia;Teng Ye;Zhou Wenjuan;Liu Shuwei

作者机构：山东大学基础医学院解剖学与神经生物学系断层解剖与数字人研究院脑与类脑科学研究院济南250012 北方健康医疗大数据科技有限公司济南250012 

出 版 物：《中国临床解剖学杂志》 (Chinese Journal of Clinical Anatomy)

年 卷 期：2024年第42卷第4期

页      面：393-398页

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 100207[医学-影像医学与核医学] 1002[医学-临床医学] 08[工学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金(81371533,31571237,31771328) 山东省重点研发计划项目(2017CXGC1501,2019JZZY020106) 

主　　题：CUBIC 透明化 组织 器官 可视化 

摘      要：目的对CUBIC(clear,unobstructed brain imaging cocktails and computational analysis)组织透明化技术在小鼠不同器官中的适应性进行探讨,并探究该技术与细胞核染色及病毒示踪神经元标记技术的兼容性。方法(1)摘取并解剖新鲜灌注小鼠的脑、心以及肝,分别取1.0 cm×1.5 cm×0.5 cm的组织块,使用clear,unobstructed brain imaging cocktails and computational analysis-L(CUBIC-L)和clear,unobstructed brain imaging cocktails and computational analysis-R(CUBIC-R)组织清除液进行透明化处理;(2)对小鼠整脑进行透明化处理,应用碘化丙啶(PI)对鼠脑神经元的细胞核染色,激光片层显微镜(LSFM)获取小鼠左、右脑半球及小脑脑干的细胞核体积三维图像;(3)分别在鼠脑海马和黑质区显微注射腺相关病毒(AAV)-U6-增强型绿色荧光蛋白(EGFP),标记特定解剖部位的神经元,对完成病毒转染后的鼠脑进行透明化处理,LSFM进行三维立体成像。结果经过透明化处理的脑组织、肝组织、心脏组织都呈现透明凝胶样状态,但不同组织块的清除效率不同,脑组织清除效率最高,其次为肝脏组织,最后为心脏组织。LSFM可以对透明化并核染的脑组织进行整体积三维立体成像。AAV可以清楚的标记不同部位的神经元,配合透明化处理后可以观察到这些神经元的空间分布情况,同时还可以观察到不同部位神经元的物理投射。结论CUBIC组织透明化技术在小鼠脑组织、心组织、肝组织中具有普遍应用性,其中对脑组织的透明效率最高。CUBIC组织透明化方法与细胞核染色技术及病毒示踪神经元标记技术有很好的适配性。