新技術(shù)讓脊髓透明
日期:2012-01-18 09:05:05
根據(jù)《Nature Medicine》上在線發(fā)表的一篇文章,德國神經(jīng)退行性疾病研究中心(DZNE)的研究人員采用一種新型方法,讓固定的小鼠脊髓變得透明,這樣他們就能看到3D的再生軸突軌跡,而無需進(jìn)行組織切片。
脊髓是傳遞來自皮膚、肌肉和關(guān)節(jié)到大腦與背的信息的重要通路。神經(jīng)軸突是貫穿大腦皮層和脊髓之間神經(jīng)元的細(xì)長突出,分布于大腦和脊髓之間,為一種關(guān)鍵類型的神經(jīng)纖維,參與皮質(zhì)脊髓的構(gòu)成和隨意運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)。脊髓損傷后,沿皮質(zhì)脊髓的軸突嚴(yán)重受損,從而導(dǎo)致位于損傷部位的下運(yùn)動神經(jīng)元與大腦失去有效功能鏈接。
然而,中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的再生研究受限于現(xiàn)有的組織學(xué)和成像技術(shù),因?yàn)樗鼈冎荒芴峁┹S突和膠質(zhì)細(xì)胞反應(yīng)的部分信息。過去識別軸突再生的方法非常繁瑣,因?yàn)樗鼈冃枰_的組織切片。這些方法對3D的軸突路線研究也是不夠的,因?yàn)樗鼈冎荒芴峁?SPAN lang=EN-US>2D圖像。
Frank Bradke領(lǐng)導(dǎo)的研究小組利用四氫呋喃(THF)溶劑來分解組織中的脂類,并利用GFP來照亮軸突的路徑。為了使脊髓透明,樣品隨后浸泡在二氯甲烷以及苯甲醇苯甲酸芐酯中。
Bradke談到:“有時(shí)你認(rèn)為你看到了一個(gè)受傷的軸突,但它實(shí)際上是個(gè)幸免的軸突。這是一個(gè)大難題。臨床前的結(jié)果很難判斷,因?yàn)槟阒豢吹搅似??!?SPAN lang=EN-US>
利用這種新的四氫呋喃方法,借助高分辨率的雙光子顯微鏡,Bradke和他的同事獲得了小鼠脊髓中神經(jīng)細(xì)胞的3D圖像。之后他們利用超顯微鏡追蹤了標(biāo)記軸突的軌跡。
為了了解軸突受損后的再生,研究小組讓受損10天后的脊髓透明化,以便對再生的軸突進(jìn)行3D成像。通過四氫呋喃方法,他們發(fā)現(xiàn)了大量的再生軸突,數(shù)量比切片方法更多。此外,通過周圍軸突和中樞軸突中脊髓損傷的長期追蹤,研究人員區(qū)分了再生和幸免的軸突。
這種技術(shù)也讓研究人員能在脊髓受損后快速精確地對神經(jīng)細(xì)胞計(jì)數(shù),特別是小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞。盡管這種透明化的步驟采用親脂染料,但它不影響GFP小鼠中的熒光信號。
有了這種技術(shù),Bradke希望能在小鼠模型上更準(zhǔn)確地檢測,以便在人類脊髓損傷時(shí)能夠讓軸突再生。此外,研究發(fā)現(xiàn)此過程也可應(yīng)用在其他器官上,包括淋巴結(jié)、脾臟、肺、乳腺和腫瘤組織。