提升熒光成像質(zhì)量的神經(jīng)組織光透明方法研究.pdf

1、現(xiàn)代光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可視化提供了重要手段。然而神經(jīng)組織的高散射特性制約了神經(jīng)光學(xué)成像的質(zhì)量。近年發(fā)展起來的組織光透明技術(shù)，通過減小組織散射，提高光在組織中的穿透深度，為光學(xué)成像質(zhì)量的改善提供了一個全新的思路。目前，研究者發(fā)展了多種針對腦、脊髓等神經(jīng)組織的光透明方法，但是如何提高光透明速率、如何讓繁復(fù)的處理過程得以簡化，仍是神經(jīng)組織光透明方法的研究熱點?，F(xiàn)有神經(jīng)組織光透明的研究主要集中在腦、少量涉及脊髓，但針對周圍神經(jīng)系統(tǒng)多

2、組織光透明方法的建立還未見報道。
　　本文的工作正是圍繞以上問題，發(fā)展或優(yōu)化神經(jīng)組織光透明方法以提高神經(jīng)光學(xué)成像中熒光成像質(zhì)量，建立與多重標記兼容的光透明方法實現(xiàn)周圍神經(jīng)系統(tǒng)多組織的整體成像。主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）適用于鼠腦薄樣本的快速光透明方法研究：基于化學(xué)試劑的理化特性和光透明的基本原理，以簡單、快速、有效為原則，選取糖及糖醇類試劑作為備選試劑；通過對光透明效果及熒光信號的定性及定量研究，發(fā)現(xiàn)在2分鐘內(nèi)，果糖的透

3、明效果最好，山梨醇與蔗糖的效果次之；三者對于碘化丙啶（PI, Propidium Iodide）的熒光信號均有著良好的保持作用，而對于綠色熒光蛋白（GFP, Green Fluorescent Protein），山梨醇、蔗糖的保持效果優(yōu)于果糖；山梨醇、蔗糖及果糖引起的樣本收縮呈線性變化，能夠良好的保持細胞形態(tài)與結(jié)構(gòu)。
　?。?）溫升增強鼠腦組織塊光透明效率的方法研究：針對被動光透明技術(shù) PACT（Passive Clarity T

4、echnique），考察不同溫度處理鼠腦腦塊對透明效果的影響，評估溫升對成像深度的提高、對組織尺寸及細胞形態(tài)的影響、及與熒光蛋白和免疫熒光染色的兼容性，發(fā)現(xiàn)溫度越高，透明速率越快，但溫度過高時，熒光蛋白的信號隨處理時間延長迅速衰減，相比之下，當溫度提高至42-47 ℃時，可增強組織的光透明效果，提高成像深度，且具有良好的熒光保持及與免疫熒光染色兼容的能力。
　　（3）與多重標記兼容的周圍神經(jīng)系統(tǒng)光透明方法研究：基于示蹤劑的理化性質(zhì)

5、、光譜特性、光透明效果及其他特征，初步篩選神經(jīng)示蹤劑及光透明方法；考察不同光透明方法對示蹤劑熒光信號的影響，建立與多重標記兼容的周圍神經(jīng)系統(tǒng)的光透明方法。在此基礎(chǔ)上，首次獲得了從脊髓運動神經(jīng)元、臂叢神經(jīng)到神經(jīng)-肌肉接頭的整體結(jié)構(gòu)和分布信息。
　　本課題基于不同尺寸的樣本，從薄片到組織塊再到整體系統(tǒng)，建立并優(yōu)化了多種光透明方法，驗證了這些方法對成像質(zhì)量的改善，使其能夠滿足不同類型神經(jīng)組織成像的需求，在神經(jīng)光學(xué)成像研究中具有非常重要的