《自然·生物技术》：太震撼了!革命性三维可视化成像技术诞生，或改变我们对健康状态和疾病过程的认知

《自然·生物技术》：太震撼了！革命性三维可视化成像技术诞生，或改变我们对健康状态和疾病过程的认知

来源：奇点糕 2023-07-14 15:01

Ali Ert rk团队三年前带给我的视觉震撼，至今仍记忆犹新。

2019年12月，来自德国慕尼黑亥姆霍兹中心的Ert rk团队，以封面文章的形式在顶级期刊《细胞》发表重磅研究成果[1]。

他们在成像技术vDISCO的基础上，

肺部的癌症转移灶（红色的是小肿瘤）

今天，Ert rk团队再次取得突破，在顶级期刊《自然 生物技术》上发表重要成果，宣布开发了一种新的全身标记成像技术wildDISCO[2]。

与之前的同类可视化成像技术相比，wildDISCO的标记依赖于广泛使用的IgG抗体，无需造价昂贵且耗时的转基因技术或纳米抗体技术，成功克服了现有方法面临的技术限制。

基于这项新技术，他们以细胞级别的分辨率，绘制了小鼠外周神经系统、淋巴管和免疫细胞图谱。此外，他们还基于wildDISCO发现微生物的缺失会损害神经系统的发育，以及探索了三级淋巴结构和转移之间的关系。

Ert rk团队认为，这项革命性技术呈现的详细三维结构图，为我们理解复杂的生物系统和疾病提供了新的线索，有可能改变我们对健康状态和疾病过程的理解。

论文首页截图

解剖学的发展，让我们对人体和模式动物的组织和器官有了详细的了解。

然而，如果你想了解全身细胞的分布、连接等信息，目前仍面临很多挑战。在过去二十年里，虽然科学在使整个小鼠和人体器官光学透明化方面取得了巨大进步，但他们在标记要研究的结构和细胞方面仍面临很多问题。

小鼠的透明化处理，也是wildDISCO关键的一步

当前，标记成像主要依赖于荧光蛋白的转基因表达，以及纳米抗体的使用。不过，这两种方法成本高昂，且需要耗费很长时间。Ert rk团队这次的目标是，让种类繁多且使用广泛的IgG抗体成为标记抗体，一方面可以扩大全身成像技术的使用范围，另一方面可以降低时间和金钱成本。

摆在Ert rk团队面的问题是，如何让巨大的IgG抗体均匀渗透到不同的组织或细胞之中。这个问题是IgG抗体成为标记物的最大绊脚石。

他们推测，可能是透明化的过程中细胞膜提取不够充分阻碍了组织的通透性。因此，他们使用一种环糊精（CD5）进一步去除细胞膜中的胆固醇。没想到真是胆固醇在捣鬼，在用CD5去除胆固醇之后，抗体可以均匀渗透进小鼠的组织中，且不会出现聚集的现象。他们将这种改进的方法称为wildDISCO。

随后，他们将wildDISCO与其他几种成熟的方法（vDISCO、iDISCO、uDISCO和PEGASOS）做了比较。发现，在使用标准抗体时，四种成熟方法成像都是模糊的，只有wildDISCO的成像清晰可见。

五种成像方法的比较

此外，他们还将wildDISCO与基于转基因的方法做了比较，发现与wildDISCO相比，转基因的方法不能准确地反映内源蛋白的真实分布情况。这进一步体现了wildDISCO方法的优越性。

技术改进完之后，就是考验wildDISCO成像效果的时候了。

Ert rk团队首先给小鼠全身的外周神经系统进行了成像。

小鼠全身神经和特定组织器官的神经

从上图可以看出，小鼠全身不同深度的外周神经系统都被均匀染色，而且不同组织的信号强度没有明显差异。心脏、脾脏、肝脏、胆囊等处的神经均清晰可见，还可以观察到不同器官之间的神经连接。