Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một nhóm nghiên cứu đã thiết lập một kỹ thuật quan sát và nhuộm mô ba chiều (3D) được tối ưu hóa dựa trên công nghệ làm sạch mô hiện có. Nghiên cứu chi tiết làm thế nào kỹ thuật mới có thể được sử dụng để nhuộm các tế bào mô và nhãn trong não chuột, não người và toàn bộ cơ thể marmoset. Kỹ thuật này sẽ cho phép phân tích giải phẫu chi tiết và so sánh toàn bộ cơ quan giữa các loài ở cấp độ tế bào.
Một nhóm nghiên cứu RIKEN đã thiết lập một kỹ thuật quan sát và nhuộm mô ba chiều (3D) được tối ưu hóa dựa trên công nghệ làm sạch mô hiện có. Được công bố trên tạp chí Nature Communications , nghiên cứu chi tiết làm thế nào kỹ thuật mới có thể được sử dụng để nhuộm các tế bào mô và nhãn trong não chuột, não người và toàn bộ cơ thể marmoset. Kỹ thuật này sẽ cho phép phân tích giải phẫu chi tiết và so sánh toàn bộ cơ quan giữa các loài ở cấp độ tế bào.
Xóa mô cho phép quan sát 3D các cơ quan bằng kính hiển vi quang học. Vào năm 2014, một nhóm nghiên cứu do Etsuo Susaki và Hiroki Ueda dẫn đầu tại Trung tâm nghiên cứu động lực sinh học RIKEN (BDR) tại Nhật Bản đã phát triển một công nghệ làm sạch mô 3D có tên CUBIC, có thể chụp ảnh toàn bộ cơ thể ở cấp độ tế bào đơn bằng cách tạo mô trong suốt.
Mặc dù việc làm sạch mô có thể dẫn đến hình ảnh tuyệt vời nhưng bản thân nó không có nhiều giá trị khoa học. Để việc làm sạch mô có ý nghĩa, các nhà khoa học cần có khả năng nhuộm và dán nhãn cho các mô và loại tế bào cụ thể, sau đó có thể được nghiên cứu. Điều này đòi hỏi một hệ thống hoạt động với một loạt các chất nhuộm và kháng thể. Mặc dù một số loại phương pháp nhuộm màu và ghi nhãn 3D đã được thử nhưng không có phương pháp nào đủ linh hoạt.
Nhận thấy rằng họ cần hiểu rõ hơn về mô cơ thể, nhóm nghiên cứu tại BDR và các đồng nghiệp của họ đã thực hiện các phân tích vật lý và hóa học chi tiết. Họ phát hiện ra rằng các mô sinh học có thể được định nghĩa là một loại gel điện giải.
Dựa trên các đặc tính mô mà họ phát hiện ra, họ đã xây dựng một hệ thống sàng lọc để kiểm tra một loạt các điều kiện sử dụng gel nhân tạo có thể bắt chước các mô sinh học. Bằng cách phân tích nhuộm màu và dán nhãn kháng thể của gel nhân tạo bằng CUBIC, họ đã có thể thiết lập một phương pháp nhuộm / tạo hình 3D linh hoạt, tinh chỉnh, mà họ đặt tên là CUBIC-HistoVIsion. Bằng cách sử dụng hệ thống tối ưu hóa này với hình ảnh hiển vi 3D tốc độ cao, họ đã thành công trong việc nhuộm và chụp ảnh toàn bộ não chuột, nửa não marmoset và một mô vuông của mô não người. Hình ảnh 3D toàn thân của một marmoset trẻ sơ sinh cũng đã thành công. Hệ thống này hoạt động tốt với khoảng 30 kháng thể và chất nhuộm hạt nhân khác nhau giúp nó trở nên hữu ích cho các nhà khoa học trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ nghiên cứu não bộ đến nghiên cứu chức năng thận.
Hệ thống này có thể được sử dụng cho nhiều mục đích, một trong số đó là so sánh các đặc điểm giải phẫu toàn bộ cơ quan giữa các loài. CUBIC-HistoVIsion tiết lộ rằng mô hình phân phối tổng thể của các mạch máu trong não của chuột và marmoset rất giống nhau và do đó có khả năng được bảo tồn theo tiến hóa. Đồng thời, họ phát hiện ra rằng sự phân bố tế bào glia trong tiểu não của não khác nhau giữa người, chuột và marmoset. Các tác giả suy đoán rằng những khác biệt trong việc tạo hình glia có thể dẫn đến sự khác biệt về cấu trúc nổi tiếng trong tiểu não giữa các loài.
“Phương pháp nhuộm 3D được phát triển trong nghiên cứu của chúng tôi vượt qua hiệu suất của các phương pháp nhuộm màu điển hình được công bố cho đến nay và là phương pháp tốt nhất trên thế giới hiện nay”, ông Susaki nói. “Nó cũng cung cấp một sự thay đổi mô hình trong việc phát triển các phương pháp trong hóa học mô, chẳng hạn như xây dựng các giao thức nhuộm dựa trên tính chất mô. Những kết quả này được kỳ vọng sẽ góp phần vào sự hiểu biết về hệ thống sinh học ở quy mô cơ quan và sinh vật, và cải thiện về độ chính xác chẩn đoán và tính khách quan của kiểm tra bệnh lý lâm sàng 3D. “
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi RIKEN . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :