肌本挑战 震撼！首个真正让动物全身透明的技术诞生：穿透骨骼、肌肉，挑战人类在解剖学的终极梦想

在11月初举行的2018年美国神经科学学会年会上，德国慕尼黑大学的研究人员展示了一种叫做vDISCO的技术，它可以使死老鼠看起来像塑料一样，透明而坚硬。通过将纳米抗体泵入小鼠体内，标记出特定的细胞类型，首次在不破坏结构的情况下，真正看透小鼠细胞、组织和器官的状态和关系。

先不多说，直接上图-

图|磁共振成像头部扫描成像(来源:维基百科)

x光可以穿过身体，用来显示身体内部结构的不同程度的不透明度。超声成像、磁共振成像(MRI)和计算机断层扫描(CT)等的诞生。，呈现了人体内部结构前所未有的细节，远远超出了以前解剖学家的想象。

然而，这并没有阻止科学家对更大“视角”的探索。

透视——永不放弃解剖探索

对于传统解剖学来说，无论是取出整个器官还是切片活体组织，对内部结构及其连接都有很大的影响。虽然一些现代无创透视技术为观察人体内部结构提供了极好的视角，但这些解剖技术使生理学家对相对抽象的神经信号传递和“结构与连接”问题感到无能为力。

2013年，被誉为光遗传学之父的斯坦福大学神经科专家卡尔·戴瑟洛斯(Karl Deisseroth)和他当时研究团队的成员钟光(Kwanghun Chung)通过CLARITY技术获得了完整透明的脑组织结构。

图|使用清晰度和荧光标记对完整小鼠海马体中的神经元进行可视化(图片来源:斯坦福大学)

通常，人们在研究大脑结构时，会将脑组织切成非常薄的切片，然后在显微镜下观察这些切片，最后将不同切片的图像重新重叠，得到三维结构信息。这种方法不仅费时费力，而且切片时不可避免地会损伤组织结构，不够准确。

清晰度是一种可以让大脑透明的技术。这项技术通过将水凝胶浸入死脑中，与神经元细胞的成分结合，可以锁定细胞结构，然后快速洗掉不透明的脂质成分。最终可以获得一个完整透明的大脑结构，大脑中的神经元、轴突、树突、突触、蛋白质、核酸等保持原位完整。

使整个器官透明的技术促进了科学家对大脑等极其复杂的器官的研究。科学家利用CLARITY技术以前所未有的简单性和准确性观察大型神经网络，这也为患者和健康献血者的大脑衰老开辟了一条新的研究途径。

马里兰州国家精神健康研究所主任托马斯·因塞尔说:“这可能是几十年来神经解剖学最重要的进展之一。”

第一项真正让动物全身透明的技术

2016年，德国慕尼黑大学的阿里·埃蒂尔克(Ali Ertürk)进一步将“透视”技术发扬光大，成功研发出一种叫做uDISCO的技术，可以将啮齿类动物的身体缩小65%，同时使其透明。

今年，研究人员进一步改进了技术，并带来了vDISCO。与以前的透明化技术相比，研究人员将一种纳米抗体泵入小鼠体内，荧光信号强度可以增加近120倍。

图|阿里·埃蒂尔克和他的研究团队(来源:慕尼黑大学官网)

在新发表的论文中，埃蒂尔克团队的成员首先将小鼠身体浸入有机溶剂中以去除脂肪和色素。然后，他们将骆驼或羊驼的纳米抗体泵入死亡小鼠的循环系统，并标记不同的细胞类型。

这种抗体的大小只有常规抗体的十分之一左右，因此可以很容易地通过微小的血管进入身体的各个部位。当纳米抗体穿过全身时，特定的细胞类型会被相应的抗体标记，标记的细胞在显微镜下会发出绿光。

“这是第一项真正让动物全身透明的技术，”现在是麻省理工学院工程师的郑光春真诚地称赞道。“这也是前所未有的技术。”

利用这项技术，埃蒂尔克团队构建了第一张独特的小鼠神经元连接综合图谱，这将有助于研究人员从整个生物系统更好地了解疾病。

视频| vDISCO获得的神经元连接综合图(埃蒂尔克实验室，官网)

而vDISCO带来的惊喜远不止于此。随后，研究人员在创伤性脑损伤的小鼠模型中测试了vDISCO技术。发现脑或脊髓损伤的影响可延伸到躯干的神经和肌肉的连接处。与对照组相比，受伤小鼠的神经末梢更小，分支更少。

未来，埃蒂尔克计划将vDISCO技术应用于病毒、癌细胞甚至其他入侵者的全身追踪。与此同时，他的研究团队还在设计一种机器学习方法来计算和评估标记细胞，以避免人为偏差或错误。

一个新的视角，新的技术，甚至新概念，都可能带来一个科研时代的终结和创新。透明老鼠的出现可能意味着一场基于解剖学的生命科学新革命正在开始。

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参考:

https://www . biorxiv . org/content/biorxiv/early/2018/07/23/374785 . full . pdf

https://www.nature.com/articles/d41586-018-07336-7