單細(xì)胞分辨率快速全腦成像

了解細(xì)胞水平上的現(xiàn)象與生物體水平上的活動(dòng)是系統(tǒng)生物學(xué)的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。一直以來(lái)科學(xué)家們?cè)诖竽X研究中相互協(xié)作，旨在闡明將神經(jīng)活動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐庾R(shí)和其他復(fù)雜大腦活動(dòng)的機(jī)制。

在單細(xì)胞分辨率上進(jìn)行全腦成像是研究人員迫切需要的技術(shù)之一。這種成像通常要求制備出高度透明的樣本以減小光散射，隨后在不同的切片中用熒光探針標(biāo)記出成像神經(jīng)元從而生成3D圖像。然而，當(dāng)前的一些方法存在的缺陷阻礙了全面研究這種關(guān)系。

新型高通量方法標(biāo)志著一個(gè)重大的飛躍，它能夠在單細(xì)胞分辨率上提供的快速全腦成像，其采用基于氨基醇（aminoalcohols）的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案來(lái)清理及透明化大腦樣本。

結(jié)合光層照熒光顯微鏡，CUBIC可對(duì)一些哺乳動(dòng)物如小鼠和靈長(zhǎng)類動(dòng)物系統(tǒng)進(jìn)行快速成像，表明它可以測(cè)量不同大小的大腦。并且，還可用它來(lái)獲得下丘腦晝夜節(jié)律中心基因表達(dá)模式的時(shí)空細(xì)節(jié)。此外，結(jié)合來(lái)自相反方向的圖像，CUBIC可實(shí)現(xiàn)全腦成像及直接比較不同環(huán)境條件下的大腦。

CUBIC克服了以往一些方法的障礙。其中一個(gè)就是清理和透明化實(shí)驗(yàn)方法，其只需用兩種試劑在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)浸沒(méi)固定組織。第二，由于低淬滅性CUBIC與許多的熒光探針兼容，使得可以使用具有較長(zhǎng)波長(zhǎng)的探針，減小了全腦成像的同時(shí)引入多色彩成像的散射問(wèn)題。zui后，它具有高度可重復(fù)性和可擴(kuò)展性。盡管其他的一些方法獲得了其中的一些特性，CUBIC是實(shí)現(xiàn)所有特性。