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N035 Nature Methods报道：活体组织透明化：在不破坏生物活性的前提下看透深层大脑

来源：公众号 PSY-Brain_Frontier ｜发布：2026-03-16 ｜原文链接

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基本信息

Title: Isotonic and minimally invasive optical clearing media for live cell imaging ex vivo and in vivo

发表时间：2026-03-12

发表期刊: Nature methods

影响因子：32.1

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研究背景与GAP

哺乳动物组织由于折射率不均匀导致的严重光散射而呈现不透明状态。传统的组织透明化技术通常涉及去除脂质并匹配折射率，这些方法虽已广泛应用于固定（死亡）组织的荧光成像，但由于对细胞结构的破坏性，始终无法直接应用于活体组织。尽管此前有研究尝试对活体动物的皮肤和颅骨进行透明化处理，但所使用的溶液往往具有毒性或高渗性，严重干扰了正常的生理功能。为了在生理条件下实现更深层的活体成像，作者探索了一种通过调节胞外液折射率来最小化散射的新范式。本研究旨在开发一种等张且微创的光学透明化介质，试图在不影响神经元功能的前提下，探测深层脑区中精细的亚细胞变量与动态过程。

核心发现

发现一：通过牛血清白蛋白（BSA）实现生理等张的折射率匹配

研究者发现，活体哺乳动物细胞在胞外介质折射率调整至约1.365时透明度最高，这表明匹配细胞质与胞外液的折射率是减少散射的关键。在筛选了多种高分子化学物质后，研究发现牛血清白蛋白（BSA）在实现目标折射率的同时，具有最低的渗透压增加和极低的毒性。这种名为SeeDB-Live的介质能够从皮层表面有效渗透至脑组织内部。

Fig. 1 | Optical clearing of the mouse cerebral cortex in vivo.

Figure 1a展示了在麻醉小鼠上通过开颅手术暴露大脑皮层，并使用SeeDB-Live进行灌注的实验流程。Figure 1b对比了处理前后的成像效果，清晰显示出在处理1小时后，皮层透明度显著提高，使得成像深度相较于对照组大幅延伸。图1c与1d的对比定量证明了SeeDB-Live的效能。在495微米的深度下，对照组图像模糊且亮度微弱（c），而SeeDB-Live处理组（d）不仅背景噪声降低，且右侧放大图明确显示了树突上微小的神经元突起，这为研究活体突触可塑性提供了高保真的视觉证据。

发现二：SeeDB-Live 可以维持神经系统生理功能与行为学的长期稳定性

SeeDB-Live 在提升成像质量的同时，极好地保留了生物学完整性。实验证实，神经元的电生理特性在离体条件下受影响极小，活体视觉皮层的感觉反应在处理后也保持不变。

此外，通过可拆卸的光学窗口，研究者实现了长达数月的跨慢性成像，且未观察到明显的毒性或行为异常。该技术还成功兼容了功能性钙成像和电压成像，能够捕捉亚细胞尺度的快速电压动力学过程。

省流总结

Kyushu University团队研发出等张微创的光学透明化介质SeeDB-Live 。该技术利用牛血清白蛋白匹配胞外液与胞质折射率至1.365，在维持神经生理活性的同时显著降低光散射。该方法成功将活体皮层深层信号提升3倍，实现了树突棘精细结构及钙与电压动力学的长时程观测。这标志着活体深层脑组织成像进入亚细胞时代，为解析复杂神经环路提供了高保真技术手段

分享人：天天

审核：PsyBrain 脑心前沿编辑部

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