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一项使死小鼠变得像塑料一样透明和坚硬的新技术让研究人员对不同类型的细胞如何在体内相互作用有了前所未有的认识。这种方法可以让科学家在扫描动物全身的同时精确定位特定组织。
这种被称为vDISCO的方法已经揭示了器官之间惊人的结构连接，包括大脑损伤对免疫系统和身体其他部位神经的影响程度。这可能为颅脑损伤或中风带来更好的疗法。
在过去几年里，清理整个器官的方法变得流行起来，因为这可以使科学家在不破坏这些器官的前提下研究精细的内部结构。但是，从动物体内取出器官进行分析可能会很难看到一次损伤或疾病的全部影响。而如果科学家用更老的方法使整个小鼠变得透明，则很难确保用于标记细胞的荧光标记物能够到达一个器官的最深处。
新的vDISCO技术克服了这些问题。德国慕尼黑市路德维格·马克西米利安大学神经科学家Ali Erturk说，通过让死小鼠变得坚硬和透明，这项技术可以将它们的尸体保存多年，甚至单个细胞的结构。Erturk领导的研究小组开发了vDISCO技术。本周，他在美国加利福尼亚州圣地亚哥市举行的神经科学学会会议上展示了这项研究成果。
这一过程首先将小鼠的身体浸泡在有机溶剂中，从而使其失去脂肪和色素。这保存了小鼠细胞的结构，尽管这些啮齿动物已经萎缩了60%。
为了让小鼠变得透明，Erturk的团队开发了一种方法，可以找到特定的细胞类型，比如神经元或癌细胞。科学家求助于“纳米体”——这种抗体只在美洲驼、骆驼和羊驼体内发现，是其他物种抗体分子大小的1/10。
与它们体型更大的“表兄弟”相似，纳米体可以被设计成黏附在特定蛋白质上，同时携带了标记所选细胞的荧光绿色标记物。并且由于纳米体是如此之小，它们很容易通过微小的血管进入器官。
当研究人员将这些纳米体注入死亡小鼠的循环系统（能够将这些分子带到全身）后，他们可以看到单个细胞在显微镜下发出明亮的绿光。
剑桥市麻省理工学院医学工程师Kwanghun Chung说，这项技术首次使整个动物真正变得透明。“我认为这是一项了不起的技术。”他说。
Erturk实验室的神经科学家Ruiyao Cai说，到目前为止，用vDISCO技术做的实验已经取得了一些惊人的发现。他也在此次会议上展示了这项技术的数据。
一种是2015年才被发现的在头骨和大脑之间运行的神秘血管。当Cai的团队用纳米体点亮了经vDISCO技术处理的小鼠身上的淋巴管时，小鼠头部的血管发出了绿光——这证实了科学家之前的怀疑，即这些结构是淋巴运输系统的一部分。
Cai和Erturk还使用vDISCO技术测试了大脑和脊髓的严重损伤如何影响身体其他部位的细胞。标记的神经元显示，小鼠躯干的神经在遭受创伤性脑损伤后会退化，尽管神经细胞远离损伤部位。
日本东京大学生物学家Hiroki Ueda说，vDISCO和纳米体的结合是“未来的方向”。他说，纳米抗体技术还可以与其他方法结合，使动物身体变得透明，这将扩大研究人员聚焦特定细胞和蛋白质的能力。
Erturk下一步计划使用vDISCO技术追踪病毒、癌细胞和其他入侵者如何扩散到动物全身。他的团队还在设计机器学习方法，以便在不引入偏差或人为错误的情况下计数和评估标记细胞。
内容来源：中国科学院
来源：中国科学院
原文链接：http://www.cas.cn/kj/201811/t20181114_4670286.shtml
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