LS18平铺光片显微镜成像案例—脂肪组织神经和血管的3D重构

脂肪组织在机体能量稳态调控和体温调节中发挥着重要的作用。脂肪组织由不同类型的脂肪细胞以及脂肪细胞前体、免疫细胞、成纤维细胞、血管和神经投射物组成。目前分析脂肪组织的免疫组织化学和免疫荧光方法主要是基于对具有相对高倍率成像的薄切片。然而，这种方法存在着明显的局限性。首先，复杂的丝状结构，如交感神经和脉管系统，已知在脂肪功能中起着重要的作用，薄切片仅捕获一小部分组织，这可能导致结论因分析的组织部分不同而产生差异，很难通过薄切片进行评估。其次，由于脂肪组织独特的无定形形态特征，很难仅根据切片染色来评估脂肪组织的三维结构。鉴于这些因素，非常需要一种可提供整个脂肪组织的三维可视化并且保持高分辨率的方法。

锘海生命科学自主研发的平铺光片显微镜具有三维成像速度快、对比度高、低光毒性、低光漂白等诸多优点。此外，依托于显微镜测样服务工作积累的丰富的组织透明化、组织免疫荧光染色及成像经验，锘海生命科学自主研发出了快速高效的锘海组织透明化试剂盒，大大提高样本组织透明化的效率，为广大科研工作者提供一套更为专业、完整的服务解决方案！

我们使用TH对脂肪组织的神经进行标记，如下图1、2所示，为小鼠附睾脂肪神经成像3D重构结果。该脂肪组织大小为6.0x8.5x2.5 mm，成像分辨率为横向4 μm，纵向10 μm，成像时长仅4分钟。

图1 小鼠附睾脂肪组织神经成像

图2 小鼠附睾脂肪组织神经成像（局部图）

我们使用SM22对脂肪组织的大血管进行标记，如下图3、4所示，为小鼠附睾脂肪组织大血管成像3D重构结果。该脂肪组织大小为6.0x8.5x4.0 mm，成像分辨率为横向2 μm，纵向10 μm，成像时长仅10分钟。

图3 小鼠附睾脂肪组织大血管成像

图4 小鼠附睾脂肪组织大血管成像（局部图）

参考文献：

[1] Chi J, Crane A, Wu Z, Cohen P. Adipo-Clear: A Tissue Clearing Method for Three-Dimensional Imaging of Adipose Tissue. J Vis Exp. 2018 Jul 28;(137):58271. doi: 10.3791/58271. PMID: 30102289; PMCID: PMC6126572.

[2] Wang P, Loh KH, Wu M, Morgan DA, Schneeberger M, Yu X, Chi J, Kosse C, Kim D, Rahmouni K, Cohen P, Friedman J. A leptin-BDNF pathway regulating sympathetic innervation of adipose tissue. Nature. 2020 Jul;583(7818):839-844. doi: 10.1038/s41586-020-2527-y. Epub 2020 Jul 22. PMID: 32699414.

众所周知，脊柱是身体的支柱，那么你了解脊柱具体由哪些结构组成吗？脊柱与脊髓之间又有什么关联呢？



一．脊柱的结构与功能



脊柱分颈椎、胸椎和腰椎，颈椎有生理前曲，胸椎后曲，腰椎前曲。简单来说，脊柱从侧位看，呈S状，此形状可以很好地吸收人体走路、跑跳带来的冲击和震荡。

图1 脊柱结构图

脊柱由脊椎骨及椎间盘构成，是一相当柔软又能活动的结构。随着身体的运动载荷，脊柱的形状可有相当大的改变。脊柱的活动取决于椎间盘的完整，相关脊椎骨关节突间的和谐。


脊柱具有支持躯干、保护内脏、保护脊髓和进行运动的功能。 脊柱内部自上而下形成一条纵行的脊管，内有脊髓。
 



二．脊髓的结构与功能


脊髓(Madulla spinalis)是zhongshu神经的低级部分，由胚胎时期神经管的后部发育而成，仍保持节段性。脊髓发出脊神经分布于躯干和四肢，是躯干和四肢的初级反射zhongshu；内含许多上、下行传导束，与脑部各级神经有着广泛的联系，是联系躯体和脑部的枢纽，在正常情况下，脊髓的活动总是在脑的控制下进行的。
脊髓位于脊柱的椎管内，上端与脑相连，下端与DY腰椎下缘平齐。脊髓是脑与躯体、内脏之间的联系通道。
(1)脊髓的结构
从脊髓的横切面可以看出，脊髓包括灰质和白质两部分。灰质在ZY，呈蝶形;白质在灰质的周围。白质内的神经纤维在脊髓各部分之问以及脊髓和脑之间，起着联系作用。

图2 脊髓结构图

(2)脊髓的功能
反射功能：人的脊髓灰质里有许多低级反射，可以完成一些基本的反射活动，如膝跳反射、排便反射等。但是，脊髓里的神经是受大脑控制的。
传导功能：脊髓能对外界或体内的刺激产生有规律的反应，还能将这些刺激的反应传导到大脑。反之，脑的活动也要通过脊髓才能传递到身体各部位。因此脊髓是脑与躯干、内脏之间联系的通道。
 



三．平铺光片显微镜下的脊柱连脊髓样本3D重构
LS18光片显微镜不仅可以对脑，心，肝，脾，肺，肾，卵巢等软的小组织样本进行成像，它同样可以对超过2cm的超长样本组织进行成像，如脑连脊髓，小鼠骨架，小鼠小肠，小鼠长脊柱等等。如下图3所示，为小鼠的脊柱样本血管成像3D重构结果。该脊柱整体长约6cm，成像分辨率为横向3.3µm，纵向7µm，整个样本成像时长约7小时。

 图 3 小鼠长脊柱血管整体3D重构

图4 局部细节展示（XY面层切）

图5 局部细节展示（XZ面层切）

锘海生命科学不仅自主研发出专门对大样本组织成像的平铺光片显微镜，同时还依托于显微镜测样服务工作积累了丰富的组织透明化、组织免疫荧光染色及成像经验，甚至我们的工程师还精心优化了透明化样本制备配方，自主研发出快速GX的锘海组织透明化试剂盒，如图6所示，它可适用于不同的样本组织类型，大大提高样本组织透明化的效率，从更专业的角度为广大科研工作者制定一套完整的服务解决方案，助力每一位生命科学工作者完成使命！锘海生命科学，助力科研人真正地回归科学！

图6 锘海组织透明化试剂盒

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