Nat Med：德国研究出神经再生新方法

顾汉现

Nat Med：德国研究出神经再生新方法

2011-12-29 10:10:42

近日，国际著名杂志《自然·医学》Nature Medicine在线刊登了德国马普研究院神经生物学研究所和一个国际小组的最新研究成果“Three-dimensional imaging of the unsectioned adult spinal cord to assess axon regeneration and glial responses after injury.。”，研究人员合作开发出一种研究神经组织再生结构的新方法，不仅能检查完整组织中的单个神经细胞，还能描绘出它的三维图像。

脊髓接受来自皮肤、肌肉、关节的信息，送入大脑处理并反馈指令。脊髓神经受伤，会导致不可逆转的瘫痪和感觉丧失。多年来，科学家一直在研究能否刺激受损的神经轴突再生，而有些轴突能生长几毫米。观察神经细胞是否开始生长，以及它们在空间的分布和逐级演进是研究神经再生的重要前提。但目前，只能依靠切下一部分脊髓组织制成极薄的切片，在显微镜下观察二维的组织切片，这种方法既不精确，也非常耗时，一个观察结果就需要许多天甚至几周时间来处理。为此，马普研究院神经生物学研究所和国际研究小组对一种超显微技术方法进行了改良，让它更加简单易行。

论文第一作者阿里·厄图克解释说，脊髓组织是不透明的，因为其中包含的水和蛋白质折射了不同频率的光。因此，我们从组织切片中除去水分，用一种折射率和蛋白质完全相同的乳剂来代替，让它变成了一种完全透明的组织。“这种效果和在毛玻璃上涂蜂蜜是相同的，当蜂蜜涂平了表面的不规则后，毛玻璃就变得清晰透明。”

新技术使用荧光染料给每个神经细胞染色，之后这些神经纤维看起来就像是玻璃做成的，让人们能观察透明的脊髓，追踪它们的路径。研究人员指出，新方法让他们一次性地就能分析出神经细胞是否沿着伤处到脊髓开始了重新生长，这是再生医学中的一项突破。

“最重要的是，这种方法还能很容易地用于其他组织。”马普研究院神经生物学研究所弗兰克·布雷德克说，比如观察肿瘤嵌入组织中的毛细血管或通道系统，可以将其绘成3维形式加以分析。(陈蓉  科技日报 )

http://www.nature.com/nm/journal/vaop/ncurrent/full/nm.2600.html

顾汉现

Nat Med：科学家成功地使脊髓透明化

作者：mumu 来源：生物谷 2011-12-27 16:48:59



在脊髓损伤中，长神经细胞细丝即轴突，可能被切断。科学家们已经对这些轴突是否能被刺激再生进行了研究，而且已有一段时间。这样的生长只以几毫米的规模发生。到止前为止，象这样的改变只有通过将问题组织切成极薄片在显微镜下观察来测定。但是，二维的平面切片只能提供一个空间分布与细胞进展的不准确的图像。现在，马丁斯雷德的马克思普朗克神经生物学研究所（the Max Planck Institute for Neurobiology in Martinsried）的科学家们与国际研究小组一起开发了一种新方法，这种方法既可以在不完整组织中检查单个神经细胞，也可在三维空间中描述它。

脊髓是传递来自皮肤、肌肉和关节到大脑与背的信息的重要通路。这个区域的神经细胞损伤通常导致不可逆麻痹与感觉丧失。多年来，科学家们一直努力确定为什么神经细胞拒绝再生。他们寻找刺激这些细胞重新生长的方法。

为了确定单个神经细胞是否生长，首先细胞要是可见的。迄今，操作就是将需要检查的脊髓区域切制成极薄片。然后在显微镜下检查，每一个细胞的位置与途径都被改造。在特例中，科学家们不怕麻烦地先数字化每一切片，然后一个一个地重组图象来生成实际的三维模型。但是，这是一个非常耗时的努力，需要数天时间，有时甚至是数周时间才能处理一个检查结果。单个神经细胞的附属物可能在切片过程中被压扁，当置于彼此顶部时该层可能会被轻微错位。就象Frank Bradke解释的一样，"虽然这开始可能不是那么引人注目，但它防碍我们确定单个细胞的长度与生长程度"。Bradke和他的马克思普朗克神经生物学研究所研究小组已经研究了脊髓神经细胞损伤后的再生。自从7月以来，他一直在波昂德国神经退行性疾病中心（DZNE，German Centre for Neurodegenerative Diseases）工作。"但是，既然这个重要刻度的改变正是我们需要看到的，我们谨慎地操作直到我们提出更好的技术"，他这样说。

新技术以超微方法为基础，这种超微术是由来来自维也纳科技大学（theTechnical University of Vienna）的Hans Ulrich Dodt所开发。马克思普朗克的神经生物学家和国际研究小组的同事们现在已使这一技术更进一步。原理相当简单。脊髓组织是不透明的，因为它里面包含的水与蛋白质不同地折射光线。因此，科学家们把水从组织块中移除，用能以与蛋白质完全相同方式折射光线的乳剂替代它。这就使它们成为组织中完全透明的部分。"这与你将蜂蜜涂布在有毛玻璃上是一样的效果"，文章的第一作者Ali Ertürk这样补充说。一旦蜂蜜被偿了表面的不规则，不透明玻璃就变得晶莹剔透。

新方法是再生研究中的一个跳跃。通过使用荧光染料来染单个神经细胞，科学家们能在别样透明的髓节中从各个角度追踪它们的路径。不管这些神经细胞是否在脊柱受伤后重新生长，这使他们成为深入研究的一个必须的前提条件。"实际上，主要的事情是这个方法也能容易地应用于其他种类组织"，Frank Bradke 这样我们叙述。例如，毛血管系统或组织中包埋肿块的方式能以三维方式来描述和分析。