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Cell Res | 重大进展,北京大学杨竞首次开发新方法,简单\/便捷的标记小鼠骨组织

解说科研项目  · 公众号  ·  · 2019-08-27 11:28

正文



iNature


目前分析骨组织中细胞结构的方法主要取决于组织切片。 例如,最近的一项研究显示了小鼠股骨的300μm切片中的不同细胞群。 同样,可以在半骨切片中检查造血干细胞的分布。 值得注意的是,这种常规方法模糊了特定的细胞结构,此外, 组织切片可能对许多骨组织(例如,脊柱,颅骨和四肢)具有挑战性。

光学清除技术(例如CLARITY,iDISCO + ,uDISCO和CUBIC)的开发使得能够对完整组织中的各种细胞结构进行3D成像。 然而,这些方法完全依赖于荧光标记,它们的一般实施可能受到以下几个因素的限制: (1)缺乏可用的基因荧光标记方法; (2)研究需要同时成像两种或多种不同的细胞结构; (3)繁殖小鼠系以整合多个遗传等位基因的时间和成本。 因此, 非常需要用于检测完整骨中的内源表位并且同时与3D荧光成像的光学清除相容的全组织免疫标记程序,但尚未成功尝试

2019年8月23日,北京大学杨竞团队在 Cell Research 在线发表题为“ BoneClear: whole-tissue immunolabeling of the intact mouse bones for 3D imaging of neural anatomy and pathology ”的研究论文,该研究 报道了一种 新的BoneClear方法,用于在成年小鼠的完整,未切割的骨组织中对不同细胞结构的免疫标记。 这项技术进步有望在未来的观察中能为不同的研究领域服务。



目前分析骨组织中细胞结构的方法主要取决于组织切片。 例如,最近的一项研究显示了小鼠股骨的300μm切片中的不同细胞群。同样,可以在半骨切片中检查造血干细胞的分布。值得注意的是,这种常规方法模糊了特定的细胞结构,此外, 组织切片可能对许多骨组织(例如,脊柱,颅骨和四肢)具有挑战性。


光学清除技术(例如CLARITY,iDISCO + ,uDISCO和CUBIC)的开发使得能够对完整组织中的各种细胞结构进行3D成像。 特别是,最近已经实现了小鼠骨骼的3D荧光成像。例如,uDISCO可视化股骨中由EGFP遗传标记的Cx3cr1阳性细胞; Bone CLARITY在Sox9CreER中成像tdTomato标记的骨祖细胞; Rosa26-LSL-tdTomato在小鼠中标记骨细胞。然而,这些方法完全依赖于荧光标记,它们的一般实施可能受到以下几个因素的限制:(1)缺乏可用的基因荧光标记方法; (2)研究需要同时成像两种或多种不同的细胞结构; (3)繁殖小鼠系以整合多个遗传等位基因的时间和成本。因此, 非常需要用于检测完整骨中的内源表位并且同时与3D荧光成像的光学清除相容的全组织免疫标记程序,但尚未成功尝试。


对于该研究, 报道了一种新的BoneClear方法,用于在成年小鼠的完整,未切割的骨组织中对不同细胞结构的免疫标记。 经过BoneClear处理后, 完整的股骨几乎变得透明 ,值得注意的是,uDISCO导致组织收缩,BoneClear(以及iDISCO +)没有引起股骨组织大小的这种变化;接下来, 研究人员将BoneClear与已发表的全组织免疫标记方法和预期细胞结构的3D成像进行了比较,发现BoneClear方法更优 。这些结果证明了BoneClear相对于报道的完整小鼠骨骼的全组织免疫标记和3D成像方法的优势。


BoneClear可以对小鼠骨骼中不同的细胞结构进行免疫标记。 例如,PECAM1(血管内皮细胞的特异性标记物)的免疫标记揭示了股骨内的血管网络。此外, BoneClear可以处理未切割的小鼠脊柱 。为了展示这种新的BoneClear方法的应用, 研究人员们详细评估了骨内交感神经支配 :结果证明了BoneClear对小鼠骨骼中神经解剖学和病理学三维成像的强度。为了进一步证明其成像能力, 将BoneClear应用于成年小鼠完整,未切割的后爪 。全组织PGP9.5免疫标记揭示了后爪中惊人的全部神经支配。 这些结果已经展示了BoneClear在小鼠肢体中用于神经解剖学和病理学的3D成像的应用。


总而言之, 该研究开发了一种新的BoneClear方法,以实现完整小鼠骨组织中不同细胞结构的稳健的全组织免疫标记和3D成像。 这项技术进步有望在未来的观察中能为不同的研究领域服务。


参考消息:

https://www.nature.com/articles/s41422-019-0217-9

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