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九州大學:實現活體哺乳動物生物組織的透明化及觀察,通過調節細胞外液的折射率來推動神經科學發展

2026年06月10日 生物醫藥

在保持哺乳動物組織存活、不損傷其生理機能的狀態下,對組織深部進行觀測,是生命科學領域長期以來的課題,也是眾多研究者的夙願。近年來,雖然出現了能使生物組織透明的試劑,使深部觀察成為可能,但由於其毒性強,只能用於福爾馬林等固定後的死亡組織標本,無法應用於活體哺乳動物組織。

九州大學研究生院醫學研究院的稻垣成矩助教、今井猛主幹教授等人組成的研究團隊認為,活體組織不透明的主要原因是光在細胞內外發生折射和散射,於是將活體培養細胞浸漬在多種不同折射率的液體中,觀察透光性能。結果發現,當細胞外液的折射率調整至1.36~1.37時,活細胞透明度達到最優。研究進一步發現,使用血液中含有的一種蛋白質——白蛋白的水溶液,可以在不損害細胞功能的前提下實現這一折射率。使用溶解白蛋白調整折射率的培養基在活體小鼠腦部進行實驗後,即使在通常難以觀察的大腦皮質深水層(深度495微米,微為百萬分之一),也能觀察到神經細胞的細結構和神經活動。而且反復對活體小鼠腦部進行透明化處理超過4個月,也未發現腦內發炎或行為異常,由此證實該方法不會損害大腦的正常功能。

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採用本次新技術進行透明化處理前後、表達螢光蛋白小鼠大腦皮層的雙光子激發顯微鏡成像圖。可見腦深部的熒光度得到提升。

上述成果使得以往難以實現的組織深部生物功能測量成為可能。將為神經科學和發育生物學的廣泛發展做出貢獻。(TEXT:中條將典)

原文:JSTnews 2026年6月號
翻譯:JST客觀日本編輯部

【論文資訊】
期刊:Nature Methods
論文:Isotonic and minimally invasive optical clearing media for live cell imaging ex vivo and in vivo
DOI:10.1038/s41592-026-03023-y

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