เทคนิคใหม่ใบาคาร่านการทำให้ร่างกายโปร่งใสสามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์ทำแผนที่เส้นทางของเซลล์ประสาททั้งหมดได้
โดย KATE BAGGALEY | เผยแพร่เมื่อ 22 ส.ค. 2559 19:12 น.
สิ่งแวดล้อม
สมองหนูใส
สมองของหนูทั้งหมดถูกถ่ายภาพด้วยเทคนิคใหม่ที่เปลี่ยนอวัยวะและร่างกายของสัตว์ขนาดเล็กให้โปร่งใส Ali Ertürk
แบ่งปัน
หัวข้อเล็กๆ เหล่านี้ที่คุณเห็นในวิดีโอด้านบนคือเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ จนถึงขณะนี้ นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถมองเห็นพวกมันในสมองของหนูทั้งหมดได้
แต่เทคนิคใหม่นี้สามารถทำให้ร่างกายของสัตว์
ขนาดเล็กโปร่งใสได้ทั้งหมด ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถติดตามเส้นทางของเซลล์ประสาทและหลอดเลือดจากจมูกถึงหางได้ เครื่องมือใหม่ที่เผยแพร่ในวันนี้ในNature Methodsเป็นเครื่องมือแรกที่นำเสนอมุมมองโดยละเอียดของเซลล์แต่ละเซลล์ในร่างกายที่ไม่บุบสลาย
ผู้เขียนร่วม Ali Ertürk นักประสาทวิทยาจาก Ludwig Maximilian University of Munich กล่าวว่า “ตอนนี้…เราสามารถตรวจดูสายไฟของเมาส์ทั้งตัวในความละเอียดสูงได้ สิ่งนี้จะช่วยให้นักวิจัยเข้าใจได้ดีขึ้นว่าระบบประสาทประกอบขึ้นอย่างไร และการบาดเจ็บหรือเจ็บป่วยสามารถรบกวนวงจรนี้ได้อย่างไร
สมองหนูใส
สมองของหนูทั้งหมดถูกถ่ายภาพด้วยเทคนิคใหม่ที่เปลี่ยนอวัยวะและร่างกายของสัตว์ขนาดเล็กให้โปร่งใส Ali Ertürk
โดยทั่วไป นักวิทยาศาสตร์สามารถดูอวัยวะทั้งหมดได้ในความละเอียดต่ำด้วยเทคนิค เช่น MRI หรือตัดเนื้อเยื่อเล็กๆ เป็นชิ้นบางๆ แล้วนำไปใส่ในกล้องจุลทรรศน์เพื่อดูรายละเอียดในบริเวณที่เล็กมาก แต่การตัดเนื้อเยื่อให้เป็นแผ่นบาง ๆ นั้นใช้เวลานานและไม่สามารถจับความซับซ้อนของระบบประสาทได้อย่างเต็มที่ ซึ่งเซลล์มักจะยาวเกินไปที่จะพอดีกับส่วนของเนื้อเยื่อ
Ertürk กล่าวว่า “โดยปกติแล้วจะเพียงพอสำหรับการศึกษาเซลล์เนื้องอกหรือเซลล์อักเสบเนื่องจากเป็นวงกลมเล็กๆ…แต่เซลล์ประสาทไม่เป็นแบบนี้ “คุณมองไม่เห็นภาพทั้งหมด คุณกำลังตัดสายไฟ”
ด้วยวิธีการใหม่นี้ ซึ่งเขาและเพื่อนร่วมงานได้ขนานนามว่า “Ultimate DISCO” หรือ uDISCO สายไฟเหล่านั้นสามารถดูได้ทั้งหมดและเข้าที่ Ertürkเปรียบกระบวนการเรียนรู้วิธีจัดวางท่อในผนังโดยเปลี่ยนทุกอย่างให้เป็นแก้วและเติมน้ำสีลงในท่อ
ในการทำให้หนูที่ตายแล้วมองเห็นได้ด้วย uDISCO สัตว์นั้นจะถูกแช่ในสารละลายที่เอาน้ำและไขมันออกจากเนื้อเยื่อของมัน โดยทิ้งโครงที่เป็นแก้วไว้เบื้องหลัง กระบวนการนี้ยังช่วยลดขนาดร่างกายของหนูได้มากถึง 65 เปอร์เซ็นต์ ทำให้ง่ายต่อการติดตั้งภายใต้กล้องจุลทรรศน์ และทำให้เนื้อเยื่อแข็งแต่ยืดหยุ่นสำหรับการจัดตำแหน่งได้ง่าย
ในสัตว์ฟันแทะที่ออกแบบมาเพื่อขนส่งโปรตีนเรืองแสง การมองใต้กล้องจุลทรรศน์สามารถให้การมองเห็นที่มีความละเอียดสูงในเซลล์หรือบริเวณใดก็ตามที่นักวิจัยตัดสินใจที่จะให้แสงสว่าง
หนูใส
หนูทำโปร่งใสกับ uDISCO Ali Ertürk
ก่อนหน้านี้ Ertürk และเพื่อนร่วมงานของเขาได้สร้างเทคนิคที่คล้ายกันที่เรียกว่า 3DISCO (การถ่ายภาพ 3 มิติของอวัยวะที่ล้างด้วยตัวทำละลาย) 3DISCO สามารถล้างสมองของหนูหรือไขสันหลังได้ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง แต่วิธีแก้ปัญหาทำให้โปรตีนเรืองแสงเสียหายอย่างรวดเร็ว ในการทำให้เมาส์ทั้งตัวโปร่งใสนั้นต้องใช้เวลาหลายวัน ซึ่ง ณ จุดนั้นไม่มีสัญญาณเหลือที่จะทำให้เนื้อเยื่อที่เคลียร์สว่างขึ้น
“พวกมันจะทำลายสีเรืองแสงนี้” Ertürk กล่าว “โดยพื้นฐานแล้วเราจะทำให้ [หนู] โปร่งใส แต่ในท้ายที่สุดเราจะสูญเสียสิ่งที่อยู่ภายใน”
uDISCO เก็บรักษาโปรตีนเรืองแสงในร่างกายเป็นเวลาหลายเดือน ทำให้สามารถล้างและดูสัตว์ฟันแทะทั้งหมดได้ กระบวนการทั้งหมดใช้เวลาประมาณแปดวัน ในทางตรงกันข้าม การใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเพื่อแมปสมองของหนูจากชิ้นเนื้อเยื่อจะใช้เวลาประมาณ 50 ปี และสมองของมนุษย์ 1,000 ปี Ertürk กล่าว
เขาหวังว่าจะทำแผนที่สมองมนุษย์ทั้งหมดด้วย uDISCO ในที่สุด Ertürkและเพื่อนร่วมงานของเขายังวางแผนที่จะใช้ uDISCO เพื่อตรวจสอบว่าอาการบาดเจ็บที่สมองหรือสภาวะทางจิตเวชสามารถส่งผลต่อส่วนอื่นๆ ของร่างกายได้อย่างไร อีกวิธีหนึ่งคือทำตามเส้นทางของเซลล์ที่แพร่กระจายในเนื้องอก หรือทำความเข้าใจว่าเซลล์ต้นกำเนิดที่ปลูกถ่ายย้ายไปที่บริเวณที่ไม่ได้ตั้งใจของร่างกายได้อย่างไร การใช้ uDISCO เพื่อสร้างแผนที่ของสัตว์ฟันแทะทั้งตัวอาจลดจำนวนสัตว์ทดลองที่ใช้ในการวิจัยในอนาคต
ด้วย uDISCO นักวิทยาศาสตร์ยังสามารถเปรียบเทียบว่าระบบประสาทในหนูที่มีสุขภาพดีเป็นอย่างไร เมื่อเทียบกับโรคที่คล้ายกับโรคอัลไซเมอร์ Ertürk กล่าวว่า “สิ่งนี้จะบอกเราได้ว่าการเดินสายผิดพลาดเกิดขึ้นได้อย่างไร “แล้วเราจะจัดการกับมันอย่างไรเพื่อให้มันถูกต้อง”บาคาร่า / 10 อันดับ
