美天旎光片显微成像助力开启人类组织器官三维成像新篇章

2022-09-13 15:59:14, MBCN 德国美天旎生物技术公司


显微镜之父——列文虎克,发明了光学显微镜,让人们可以认识生物体的微观结构。长久以来科学家们观测的多以二维的,片面的微观结构。随着科技的进步,探究生物体的空间信息,成为科学家们追求的新高度。但是一直以来传统的宽敞荧光显微镜由于同时激发焦平面和非焦平面,无法实现三维空间结构成像;激光共聚焦显微镜由于较强的光毒性,以及成像速度较慢等缺点,限制了在三维成像领域的应用。光片显微镜凭借创新的照明方式,较低的光毒性,以及较快的成像速度,成为生物样本三维成像绝佳的工具。

但由于组织染色、组织透明化方法,光片显微镜成像尺寸等现有产品具有的局限性,使得人类组织三维成像只能应用于人体组织切片。要想实现完整的人类组织成像,需要多年的繁琐工作,漫长的过程导致机械变形和组织切片部位的信息缺失,获得空间成像信息不完整,大大限制了科学家们对人体组织结构,以及病理的探索。虽然使用PET/MRI对人类器官进行多模式成像仪器和方法的不断改进,但是这些方法受到低分辨率,无法探测细胞和分子参数信息等种种限制。近年来,随着神经科学、肿瘤学的发展,在整个成年小鼠的透明化和成像方面,以无偏移的方式为生理和病理系统打开了一个全面的检查窗口,让人们看到了大组织样本成像的可能性。

人体组织器官体积较大,由于衰老,组织成分更复杂,一直是科学家们面临的挑战。提高组织透明化,更好地保存荧光信号,光片显微镜兼容大组织样本,实现完整的人类器官显微成像,依然面临巨大的挑战。2022年7月20日发表在《Nature Protocols》的一篇文章打破以往的限制,实现了人类组织器官样本的显微成像。

文章详细描述了可实现高效组织透过化和标记的实验方法——SHANEL pipeline的详细实验流程,应用该方法透明化后的人体组织器官,成功实现了三维显微成像,其中包括肾脏、胰腺、心脏、肺、脾脏和大脑,以及颅骨这种坚硬组织。

值得一提的是,本文用到的成像设备,出自于美天旎品牌的UltraMicroscope Blaze,是目前为数不多的能对人类器官进行显微成像的商业化光片显微镜。

UltraMicroscope Blaze光片显微镜具有如下特点:

只需

可轻松实现一个完整的透明化小鼠样品或多达5个样本进行顺序成像

特别研发的MI Plan物镜系列,实现自动转换从亚细胞分辨率到整体成像

只需三步轻松获得生物学新视野

UltraMicroscope Blaze 可应用于多种神经生物学研究应用:

以亚细胞分辨率识别整个脑组织中的神经环路;

以三维成像探究阿尔茨海默及帕金森症的机理,获取前所未有的病理细节;

从整体观察脑卒中和脑外伤后中枢及外周神经系统的受累区域。

参考文献:

1. Mai H, Rong Z, Zhao S, et al. Scalable tissue labeling and clearing of intact human organs [published online ahead of print, 2022 Jul 20]. Nat Protoc.

2022;10.1038/s41596-022-00712-8. doi:10.1038/s41596-022-00712-8


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