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10大革命性技術:透明動物

發布時間:2014-12-24 10:32    發布者:李寬

通過注入特殊化合物,可以使動物變得通體透明,這項技術將成為生物醫學領域發展的助推器。

撰文 瑞安·布拉德利(Ryan Bradley) 翻譯 談笑

5年前,維維安娜·格勒迪納魯(VivianaGradinaru)還在神經生物學實驗室里,緩慢地處理著小鼠大腦切片的二維圖像,并將其合成為三維模型。一天,她慕名參觀了“人體世界”標本展。整個展覽最讓她著迷的,是經過塑化處理、完整的人體循環系統。這件展品讓她深深感到,類似的處理方法可以運用到她的研究領域中,大大地提高實驗效率。

“組織剝離”概念的提出已有100多年,但當時的方法,如使用溶劑浸泡等,效率十分低下,通常也會破壞標記細胞所需的熒光蛋白。為了找到更好的解決方法,當時還是研究生的格勒迪納魯,與已故神經免疫學家保羅·帕特森(PaulPatterson)實驗室的同事一起,開展了相關研究。這些研究的目的是替換組織中的脂肪分子——正是脂肪使得組織不透明。不過,他們必須找到一種可替代脂肪的物質,用以支撐組織的結構。

最終,他們找到了合適的方法:首先對嚙齒類動物實施安樂死,并將甲醛注入其體內,利用心臟將甲醛泵至動物全身;之后,剝去動物的皮膚,從血管注入一種名為丙烯酰胺單體(acrylamide monomers)的白色無味化合物。丙烯酰胺單體可在動物體內建立一個具有支撐作用的水凝膠網,取代動物組織內的脂肪,并使其呈現無色狀態;兩周之內,這種物質可以使一只小鼠變得通體透明。

這種方法誕生后不久,他們便開始嘗試著繪制透明小鼠的完整神經網絡。透明器官讓他們夢想的不少研究都成為現實,比如分辨周圍神經——這類人們從前知之甚少的細微神經束。再比如向透明小鼠尾部注入帶有熒光標記的病毒,觀察病毒如何透過血腦屏障進入小鼠的大腦。“掌握這項技術,就好比擁有了洞察世間萬物的‘透視眼’,”格勒迪納魯介紹道。透明器官一方面可降低實驗中人為誤差的概率,另一方面可提高實驗效率,豐富實驗數據,同時減少實驗動物的使用數量。格勒迪納魯愿意向任何有需要的實驗室提供她的水凝膠制作方法。下一步她將把這一技術推廣到癌癥以及干細胞領域的研究上。

--新浪科技

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