近日，成像设施朱䒟/俞婷婷教授课题组成功研发出一种新型快速光透明方法SSD（single-step dehydration solvent-based clearing）。该方法可实现各种组织的快速透明化处理，且兼容小分子染料、免疫染色等多种荧光标记方法。团队成功用该方法完成了包括人体组织样本在内的高质量光透明实验，成功实现人体阴道壁等组织的神经血管网络的三维成像，以及人体结肠癌、乳腺癌等组织的三维组织病理分析。研究成果以“Chemical Dehydration-induced Ultrafast Clearing Method for Human Tissues”为题发表在 《View》 (DOI: 10.1002/VIW.20250104)。
病理活检一直是各种疾病特别是肿瘤诊断的“金标准”。然而，传统的组织切片仅能获得组织形态的二维平面信息，难免会导致病理活检结果的误判或漏判。近年兴起的组织光透明技术为三维病理组织诊断提供了全新的解决思路。然而，由于人体组织致密、富含脂质的特性，现有光透明方法应用于人体组织时，仍存在透明速度慢、透明操作繁琐、透明效果差等难题，限制了其在人体组织三维成像中的应用。因此，开发一种兼具快速与高质量的三维病理检测方法，能够有效提高病理诊断的准确性与及时性，因而具有重要的科学和临床意义。
生物组织由细胞与细胞外基质构成。在构成细胞的各组分中，水的折射率为1.33，而脂质、核酸以及蛋白质的折射率则在1.4-1.6之间。这些不同折射率的组分在细胞内排布复杂，从而导致光在传播过程中的强散射。基于有机溶剂的光透明方法虽然具有透明度高、透明速度较快等优势，但需将样本浸泡于不同浓度梯度的溶剂中进行脱水处理，限制了光透明效率。为了实现人体组织快速光透明，研究团队发展了一种单步脱水的快速光透明方法，利用化学脱水代替物理脱水，在无需长时间复杂处理的情况下，实现人体组织的快速、高质量透明，从而显著提升了组织的透明效率。该方法可以让小鼠各器官在一天内、人体各组织样本在两天内实现高质量透明，并能兼容多种小分子染料及免疫染色方法。利用该方法，研究团队获取了人体阴道壁中神经血管的高分辨三维结构信息，从而在组织整体层面定量分析其中神经血管的各项形态学指标成为可能。
采用SSD方法构建的人阴道三维组织学图像。
A-F) 光片荧光显微镜成像的人阴道三维重建图像，显示血管（红色）和交感神经（青色）；G) 不同区域血管分支的定量分析；H) 交感神经密度与距阴道表面距离的关系。
研究团队进一步将所发展的组织光透明成像方法应用于人体的结肠癌、子宫肌瘤组织的三维组织病理分析，并与常规的H&E染色切片进行对比，发现基于SSD透明的三维组织病理方法，能实现更大、更完整组织成像，在保证病理检测精度的前提上，将病理检测的维度从二维拓展至三维。
人类结肠癌组织的三维组织病理学。
A) 人类癌组织的标记、透明化、成像和数据处理的实验工作流程；B) 人类结肠癌的荧光图像、模拟H&E图像和传统H&E图像的比较；C) 人类结肠癌组织的模拟H&E切片图像；D-E) 人类结肠癌组织的代表性切片图像。
因此，SSD透明方法在三维组织病理学检测中具有巨大的潜力。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/VIW.20250104?getft_integrator=clarivate&src=getftr&utm_source=clarivate
