把生命变透明的技术:CLARITY_风闻
新发现杂志-《新发现》杂志官方账号-2020-06-25 13:16
把动物身体或器官变得晶莹剔透,展现其中全部的复杂性,这便是一种名为CLARITY的“透明解剖术”取得的巨大成就。
器官的轮廓变得模糊不清,身体一点点变得半透明……这是一种通过透明化进行尸体剖验的方法。
这些图像非常激动人心,而这一技术创举亦是如此。斯坦福大学开发的这种名为CLARITY的透明化成像技术,可令身体任何部位在经过一番化学处理后变得可以透视。


在注射过某种特制的化合物后,大脑变得完全透明了。

接着,绿色的染色剂使得神经元的网络结构凸显出来(此图是在显微镜下放大10倍所观察到的)
此前从未有研究人员能够一眼便直击生物体内部的复杂构造。而如今,他们只需使用一种简单的染色剂,便可轻松探查其复杂性,直至身体最深处。
无法深入观察正是传统技术在分析死体器官微观结构时所欠缺的。此前,对机体精细观察的唯一方法便是将其解剖并分割成厚度为几微米的小块——除非将这些样本置于显微镜之下,否则它们很难反映组织的三维立体结构和身体的构造。
而CLARITY技术,提供了一种在自然状态下直接分析活体结构的可能性。
不仅图像更加真实可信,就连观察范围都有新的拓展。例如涂抹染色剂后可以观测到病毒在其感染者体内的分布。

这是第一只在活体状态下被彻底半透明化的小鼠(图为化学物质通过血管扩散一周以后的效果)。

富含脂类的肠,和脑一样,是最容易实现透明化的器官。它满是褶皱的结构特别适合三维立体研究(图片中绿色的是肠细胞核)

以三维视角观察肿瘤发展情况(图片中绿色的是皮肤癌细胞),对于寻获其治疗方法至关重要

运用CLARITY技术,可以看到肾脏内过滤血液(黄色和绿色部分)的微小结构是怎样布局的……

或研究糖尿病是如何改变胰脏结构的(图中被标为绿色的是对其供血的血管壁)
如此的透明度是如何取得的呢?通过对负责身体不透光性的分子——脂类进行攻坚。一种化合物可以分解这些构成所有动物细胞膜的脂类,并代之以一种透明的凝胶,防止这些组织崩溃。
如此有效的方法,仅仅在一年后,便令加州理工学院成功实现了一个完整机体的半透明化。虽然实验对象“不过是”一只小鼠,但这一方法完全可以运用到那些体积更为庞大的动物身上。这一成就的实现者杨彬的看法已经很有前瞻性了:“这一技术可以运用到所有有血管的动物身上……因而也可以用于人体。”
随着一群日本研究人员开发出一套与该方法略有不同的新方法,这一领域的研究竞争也已达到白热化阶段。透明术毫无保留地呈现出物种,也让我们窥视到生命体内深处最后的秘密。
撰文 Elsa Abdoun
编译 吴西文
