大阪大學研究生院理學研究科的坂本勇貴助教和東京大學研究生院新領域創成科學研究科的松永幸大教授等人組成的研究團隊，成功開發出了動植物通用的的組織和器官透明化技術「iTOMEI」。
研究團隊此次透過重新仔細審視以往的透明化方法的各個步驟並進行了改良，可以在維持螢光蛋白的螢光強度的同時，使動植物的組織和器官透明化。含有自發螢光葉綠素的葉綠體一直是對植物的組織和器官進行成像分析時妨礙觀察的一大障礙，爲去除這種自發螢光，研究團隊驗證了多種界面活性劑，發現可利用硫代甜菜鹼10（Caprylyl Sulfobetaine）去除源自葉綠素色料的自發螢光，並且即使利用硫代甜菜鹼10進行處理，對植物中表達的螢光蛋白的螢光強度也幾乎沒有影響。由此可以對擁有葉綠體的組織的内部結構進行三維成像分析，還可以分析植物組織深處的細胞中表達的螢光蛋白。
圖1：稻葉的透明化（左：未處理，右：iTOMEI處理）（供圖：大阪大學坂本勇貴助教。根據(2022) Commun. Biol. 5, 12發佈的影像重新制作）
圖2：地錢的透明化（左：未處理，右：iTOMEI處理）（供圖：大阪大學坂本勇貴助教。根據(2022) Commun. Biol. 5, 12發佈的影像重新制作）
另外，已知固定組織和器官時，螢光蛋白的螢光強度會降低。爲解決這個問題，可以透過對固定的組織和器官進行弱鹼處理來恢復螢光蛋白的螢光強度。恢復的螢光強度在實施透明化處理後也保持不變。
此外還發現，被用作斷層掃描（CT掃描）造影劑的碘海醇最適合作爲顯微鏡觀察的封入劑使用。
利用iTOMEI法，水稻、擬南芥和地錢等植物組織及器官可在維持螢光蛋白螢光強度的同時在27小時内透明化。水稻根部中央的水通道和原生木質部表達的蛋白質也無需製作剖切就能分析。關於此前製作剖切分析的地錢的葉狀體，透過透明化，無需製作剖切即可分析深處細胞表達的螢光蛋白。
另外，將iTOMEI法用於小鼠大腦的透明化應答，可在48小時内實施透明化。利用透明大腦在顯微鏡下檢測螢光蛋白，檢測出了距離大腦皮層表面3毫米深處的細胞中存在的螢光蛋白。而且清晰檢測到了海馬、大腦皮層細胞體、軸突和樹突中的螢光蛋白的螢光。
松永教授表示：「即使將水稻和苔蘚等植物器官和小鼠大腦等透明化，也可以在幹細胞和神經細胞中的螢光蛋白的螢光強度幾乎不變的情況下進行分析。利用這種透明化方法，可在不傷害器官和組織的情況下，分析活體內和器官深處表達的螢光蛋白，有望爲促進農作物的品種改良和大腦診斷技術的開發做貢獻。」
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
