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全新3D成像技术通过透明化动物身体观察内部结构

2016-10-17 09:29:23来源:xinqigu.com作者:新奇谷
导读: 近日,一群来自路德维格马克西米利安慕尼黑大学(Ludwig Maximilians University of Munich)中风和痴呆研究所的研究人员发现了一种革命性的新3D成像技术。

      近日,一群来自路德维格马克西米利安慕尼黑大学(Ludwig Maximilians University of Munich)中风和痴呆研究所的研究人员发现了一种革命性的新3D成像技术,该技术使得科学家和研究人员能更清晰地观察整个身体。该研究团队的领头人为Ali Ertürk。

      这项被称为Ultimate DISCO(uDSICO)的技术主要是对来自已死动物的、已被去除了水分、脂质和色素的器官进行3D成像。根据最初的研究,该技术“保留了器官和皮肤的完整性,并使其呈透明状态,此外还保留了基因编码的荧光蛋白。”

      这项技术还利用了一种广为人知的方法——组织清除。该方法能通过脱水去除细胞膜的任何水分,此外它还能去除细胞膜的油脂。去除之后,研究人员就可以观察到动物的内部器官、皮肤、肌肉和骨骼。




      从本质上讲,这项新开发的3D成像技术使得研究人员能对动物的内部结构有一个前所未有的了解。Ertürk及其团队成功地对该技术进行了测试,测试中该技术在猴子和老鼠身上完成了复杂的3D扫描和成像阶段。该论文《基于uDISCO的整个器官和生物体的收缩介导成像(Shrinkage-mediated imaging of entire organs and organisms using uDISCO)》的作者包括Chenchen Pan、Ruiyao Cai、Francesca Paola Quacquarelli、Alireza Ghasemigharagoz、Athanasios Lourbopoulos、Paweł Matryba、Nikolaus Plesnila、Martin Dichgans、Farida Hellal和Ali Ertürk。论文被发表在了《Nature Methods》杂志上。

      利用Ertürk发布的3D扫描图像,研究人员能观察到最精细、最复杂的动物尸体结构和器官,其中包括组织、骨骼结构和肌肉排列。

      “我们开发了一项重要的技术,该技术能使整个器官和生物体呈透明状态。这个新方法为映射所有实验室动物的神经元、神经胶质和血管连接提供了基础,该方法也潜在地可以用在已经死亡的人类大脑上。”ERTüRK说。

      一旦被充分开发,这项3D成像技术可被用来进行一些最复杂的、往往在生前很难实施的外科手术。

      例如,由于神经元通路的极端复杂性,很难用现代手术方法去治疗一些脑损伤疾病和受损的脑部神经元内部结构。有了这项新技术,医生们将能够获得一个更详细的大脑3D扫描,并据此制定手术策略。




      目前,这项特殊的技术仅在猴子和老鼠身上用过。Ertürk强调说,该技术可用在已死亡的大脑的研究上,但并不适用于有生命的患者。随着时间的推移,该技术会变得更具创新性、更灵活,那时它的商业版本将允许外科医生和研究人员利用该技术在人类尸体上研究脑部疾病。




      如上图所示,慕尼黑大学的研究人员已经能够映射出连接至老鼠胡须的神经元。如果同样的技术可用在人类外科手术上,从理论上讲,运动神经元疾病、阿尔茨海默病和帕金森病等严重疾病将能被永久治愈。

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