日本RIKEN的研究团队在现有组织透明化技术的基础上建立了一种三维（3D）组织染色和观察的改良新技术。

这一成果公布在Nature Communications杂志上，文章也详细介绍了新技术如何对小鼠大脑，人脑，以及整个绒猴marmoset体内的组织进行染色和标记。研究人员指出，这种新技术将能用于在细胞水平上进行物种之间的详细解剖分析和全器官比较。

组织透明化技术（tissue clearing technolog）能帮助科研人员利用光学显微镜对器官进行3D观察。2014年，日本RIKEN生物系统动力学研究中心（BDR）的Sutsuaki Etsuo Susaki和Ueda Hiroki Ueda领导的研究团队开发了一种称为CUBIC的3D组织透明化技术，该技术可以在单细胞水平上对整个人体成像。

虽然组织透明化技术会产生一些奇妙的图像，但其本身并没有太多的科学价值。为了使组织透明化有意义，科学家需要能够对特定的组织和细胞类型进行染色和标记，这样才可以对其进行研究。这就需要一种能与多种染色剂和抗体一起使用的系统，然而迄今为止，尽管已经尝试了多种类型的3D染色和标记方法，还是没有一种方法具有足够的通用性。

在最新这项研究中，研究人员未来更好的理解身体组织，进行了详细的物理和化学分析，结果他们发现生物组织可以定义为一种电解质凝胶。

根据他们发现的组织特性，Susaki等人构建了一个筛选系统，使用可以模拟生物组织的人造凝胶检查一系列疾病。研究人员通过分析人工凝胶的CUBIC染色和抗体标记，建立了一种经过微调的通用3D染色/成像方法，他们将其命名为CUBIC-HistoVIsion。

接下来，研究人员有将这种经过优化的系统与高速3D显微成像配合使用，成功地对小鼠的整个大脑，绒猴的大脑，以及一平方厘米的人脑组织进行了染色和成像。幼猴的全身3D成像也很成功。研究证明，该系统可与约30种不同的抗体和核染色剂很好地配合使用，从而可以完成从研究大脑到研究肾功能等许多不同领域的研究。

该系统还可以完成其它目标，比如比较物种之间的全器官解剖特征。研究人员通过CUBIC-HistoVIsion发现，小鼠和绒猴大脑中血管的总体分布模式非常相似，因此说明大脑可能是进化上保守的器官。同时，他们发现人，小鼠和绒猴的大脑小脑胶质细胞分布有所不同。作者推测，胶质细胞模式的这些差异可能导致物种间小脑的众所周知的那些结构差异。

Susaki说：“我们开发的3D染色方法超越了迄今为止已发表的典型染色方法的性能，是目前世界上最好的方法。” “它还为组织化学方法的开发提供了范式转变，例如基于组织特性的染色方案。这些结果有助于对器官和生物体规模的生物系统的理解和改进，以及提高3D临床病理检查的诊断准确性和客观性。”

（生物通：万纹）

原文标题：

Versatile whole-organ/body staining and imaging based on electrolyte-gel properties of biological tissues