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九州大学:实现活体哺乳动物生物组织的透明化及观察,通过调节细胞外液的折射率来推动神经科学发展

2026年06月10日 生物医药

在保持哺乳动物组织存活、不损伤其生理机能的状态下,对组织深部进行观测,是生命科学领域长期以来的课题,也是众多研究者的夙愿。近年来,虽然出现了能使生物组织透明的试剂,使深部观察成为可能,但由于其毒性强,只能用于福尔马林等固定后的死亡组织标本,无法应用于活体哺乳动物组织。

九州大学研究生院医学研究院的稻垣成矩助教、今井猛主干教授等人组成的研究团队认为,活体组织不透明的主要原因是光在细胞内外发生折射和散射,于是将活体培养细胞浸泡在多种不同折射率的液体中,观察透光性能。结果发现,当细胞外液的折射率调整至1.36~1.37时,活细胞透明度达到最优。研究进一步发现,使用血液中含有的一种蛋白质——白蛋白的水溶液,可以在不损害细胞功能的前提下实现这一折射率。使用溶解白蛋白调整折射率的培养基在活体小鼠脑部进行实验后,即使在通常难以观察的大脑皮质深层(深度495微米,微为百万分之一),也能观察到神经细胞的微细结构和神经活动。而且反复对活体小鼠脑部进行透明化处理超过4个月,也未发现脑内炎症或行为异常,由此证实该方法不会损害大脑的正常功能。

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采用本次新技术进行透明化处理前后、表达荧光蛋白小鼠大脑皮层的双光子激发显微镜成像图。可见脑深部的荧光亮度得到提升。

上述成果使得以往难以实现的组织深部生物功能测量成为可能。将为神经科学和发育生物学的广泛发展做出贡献。(TEXT:中条将典)

原文:JSTnews 2026年6月号
翻译:JST客观日本编辑部

【论文信息】
期刊:Nature Methods
论文:Isotonic and minimally invasive optical clearing media for live cell imaging ex vivo and in vivo
DOI:10.1038/s41592-026-03023-y

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