图说：注入vDISCO技术的小鼠神经系统发出绿色荧光
近日在加州圣地亚哥举行的神经科学学会会议上，来自德国慕尼黑大学的科学家们展示了一项使老鼠尸体变得像塑料一样透明、坚硬的新技术——vDISCO，这项技术能够让研究人员在扫描动物全身的同时精确定位动物体内的特定组织，并深入了解不同类型的细胞在体内如何相互作用。vDISCO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它部位神经的影响程度，这可能为创伤性脑损伤或中风提供更好的治疗方法。
在过去的几年里，器官透明化技术变得流行起来，这允许科学家在不干扰器官的情况下研究其精细的内部结构。但是，从动物体内取出器官进行分析，就难以看到损伤或疾病的全部影响。如果科学家们用以前的方法透明化整只小鼠，很难确保用于标记细胞的荧光标记物能够到达器官的最深处，而vDISCO技术解决了这些问题。领导开发vDISCO的神经学家Ali Erturk说：“通过让小鼠尸体变得僵硬和透明，小鼠的尸体、乃至单个细胞的结构都能被保存数年之久。”
透明化小鼠的过程需要将小鼠的身体浸泡在有机溶剂中，使其失去脂肪和色素，保护小鼠的细胞结构。为了深入研究透明化的小鼠，Erturk的团队开发了一种方法来找到神经元或癌细胞等特定的细胞类型。这种方法用到了“纳米抗体”——一种只在美洲驼、骆驼和羊驼中被发现的抗体，且其大小只有其它物种抗体分子的十分之一。与体型更大的抗体相似，纳米抗体也可以被改造成只在一种细胞类型中才能被发现的特定蛋白质，还能携带绿色荧光标记物以标记选定的细胞。而且由于纳米抗体非常小，它们很容易通过微小的血管进入器官深处。
当研究人员将纳米抗体注入死亡小鼠的循环系统中，并逐渐遍布全身，研究人员可以看到单个细胞在显微镜下发出明亮的绿色荧光。剑桥麻省理工学院的医学工程师Kwanghun Chung说：“这项技术首次使整个动物真正透明，是一项了不起的技术。”
Erturk实验室的神经学家Ruiyao Cai说，到目前为止，他们已经用vDISCO技术取得了一些惊人的发现，并展示在SfN的会议上。Cai和Erturk还利用vDISCO测试了大脑和脊髓的严重损伤如何影响身体其它部位的细胞。标记的神经元显示，尽管远离损伤部位，小鼠躯干的神经元在遭受创伤性脑损伤后也会退化。在另一个案例中，科学家们在小鼠死前几天发现有些免疫细胞迁移到了脊髓损伤的部位，甚至还迁移到了损伤周围的肌肉和淋巴管中。
东京大学的生物学家Hiroki Ueda说，vDISCO和纳米抗体的结合是“未来的方向”。他说，纳米抗体技术还可以与其它方法相结合，使动物躯体变得透明，这将极大地帮助科学家们研究特定细胞和蛋白质。
Erturk下一步计划使用vDISCO追踪病毒、癌细胞和其它入侵的异物如何扩散到全身。他的团队还在设计机器学习方法，以在不引入偏差或人为错误的情况下计数和评估被标记的细胞。
编译：花花审稿：西莫
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