在神经科学研究中，全脑成像技术一直是理解复杂脑功能和疾病机制的关键工具。然而，现有的组织透明化技术在实现全脑多色成像时，常常面临组织变形、透明度不足等问题，限制了其在全脑图谱构建中的应用。
2024年9月27日，华中科技大学的研究团队在《Nature Communications》上发表了一项突破性研究，提出了一种名为SOLID的新型组织透明化技术，成功解决了这些难题，为全脑多色成像开辟了新的道路。
1
「SOLID技术的核心优势」
SOLID（Suppressing tissue distortion based on synchronized dehydration/delipidation treatment with L2-hexanediol [L2-HxD] mixtures）是一种基于同步脱脂/脱水策略的组织透明化方法。与传统的溶剂型或水基透明化方法不同，SOLID通过使用L2-HxD（1,2-己二醇）混合物，在脱水和脱脂过程中实现了组织的最小变形，同时保持了高透明度和良好的荧光信号保存。
1.最小化组织变形
传统的溶剂型透明化方法虽然能够实现高透明度，但往往会导致组织严重收缩，使得成像数据难以与标准脑图谱（如Allen Brain Atlas）对齐。SOLID通过同步脱脂和脱水，显著减少了组织收缩，使得成像后的组织尺寸几乎保持不变，从而为全脑图谱的构建提供了可靠的基础。
图1.SOLID透明化方案以最小化组织收缩实现高效成像
2.高透明度和荧光保存
SOLID不仅能够实现高透明度，还能有效保存多种荧光信号，包括荧光染料、内源性荧光蛋白和免疫标记信号。这使得研究人员能够在同一大脑中同时可视化多种结构，如神经元、血管和细胞核，并进行跨通道分析。
3.全脑多色成像
通过结合不同的荧光标记技术，SOLID能够在小鼠全脑范围内实现细胞分辨率的多色成像。研究人员成功构建了神经和血管的三维图谱，并追踪了特定脑区的神经投射。这一技术为研究神经回路、血管拓扑结构以及疾病中的病理变化提供了强大的工具。
此外，基于SOLID方法所获取的全脑高质量数据可以直接通过主流配准方法向Allen脑图谱（ABA）对齐，其配准精度明显优于其他常用的透明方法。因此，SOLID不仅实现了高质量、多通道全脑成像，而且支持个性化地全脑分析，极大降低了基于组织透明化技术进行全脑多色成像及分析的门槛。
图2. SOLID实施小鼠全脑多色成像
2
「SOLID在阿尔茨海默病研究中的应用」
阿尔茨海默病（AD）是一种以β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块沉积为特征的神经退行性疾病。SOLID技术不仅能够可视化Aβ斑块，还能同时分析神经元和血管的变化，为理解AD的病理机制提供了新的视角。
研究人员利用SOLID技术，成功在小鼠模型中实现了全脑范围内的Aβ斑块、神经元和血管的同时成像。通过跨通道分析，他们发现Aβ斑块的沉积与血管密度的降低呈负相关，这为AD的病理机制提供了新的线索。
图3. SOLID实现对AD鼠脑的多色成像及跨通道脑区分析
3
「SOLID的未来前景」
SOLID技术的成功不仅在于其高透明度和最小化组织变形，还在于其与多种图像配准算法的兼容性。研究人员使用多种配准方法（如aMAP、ClearMap、MIRACL和BIRDS）成功将SOLID处理的脑数据集与Allen Brain Atlas对齐，为全脑图谱的构建提供了可靠的工具。
未来，SOLID技术有望在神经科学研究中发挥更大的作用，特别是在全脑图谱构建、神经回路追踪以及疾病机制研究方面。此外，SOLID的改进版本——SOLID-DL（SOLID-Deep Labeling）还能够实现深层组织的荧光标记，进一步拓展了其在全脑免疫标记中的应用。
4
「 全文总结 」
SOLID技术的出现为全脑多色成像带来了革命性的突破。它不仅解决了现有透明化技术的局限性，还为神经科学研究提供了强大的工具。随着技术的不断优化，SOLID有望在未来的脑科学研究中发挥更大的作用，帮助我们更深入地理解大脑的复杂功能和疾病机制。
参考文献：
Zhu, J., Liu, X., Liu, Z., et al. (2024). SOLID: minimizing tissue distortion for brain-wide profiling of diverse architectures. Nature Communications, 15, 8303. https://doi.org/10.1038/s41467-024-52560-7
- END -
About
关于睿捷生物科技有限公司
睿捷生物科技有限公司是 (realgen-bio Co., Ltd.，简称睿捷生物)致力于为国内生命科学领域提供先进、专业的仪器设备、试剂耗材的企业。公司目前是近20家国际知名生物公司的一级代理商，为客户提供从研发到生产的各类实验室仪器，检测试剂和生产设备。
公司产品领域涵盖分子生物学、免疫学、血液学、肿瘤研究、信号通路、药物筛选、干细胞研究、神经生物学、表观遗传学等等，为用户提供系统性的科学研究完整解决方案，成为众多研究者们可以信赖的选择。
公司成立于2011年，总部位于苏州，在南京、济南、合肥都设有办事处，公司客户主要为国内领先的生物制药、细胞治疗、生物医学和各类生物技术公司，以及大量的生命科学基础研究和政府实验室，目前已服务客户单位5000余家。
睿捷-企业文化
公司的使命：高效服务客户、为客户持续创造价值
公司的愿景：将人与科技相结合，成为生命科学领域一流的解决方案供应商
公司的价值观：诚信、公开、坚持、分享
睿捷-合作伙伴
