【儀表網 儀表研發】9月2日，Communications Biology在線發表了由中國科學院生物物理研究所蛋白質科學研究平臺生物成像中心、丹麥奧胡斯大學、中科院中丹學院共同完成的技術創新成果Cellular 3D-reconstruction and analysis in human cerebral cortex using automatic serial sections。該研究在連續超薄切片掃描電鏡成像技術(AutoCUTS-SEM，Journal Structural Biology，2017，200：87-96)的基礎上，建立了一種基于連續半薄切片自動收集的光學顯微成像(automatic collector of serial sections for Light microscopy，AutoCUTS-LM)三維重構新技術，并通過該技術對儲存的人類大腦皮層組織中的錐體細胞展開三維重構分析。
細胞和組織結構的三維重建技術分析可以更好地幫助科研人員理解結構和功能之間的關系。然而，受到某些技術條件限制，目前對許多生物系統特別是較大尺度的生物組織來說，該技術的應用仍然有限。該研究開發的技術流程：先進的采樣方法獲取人類大腦皮層組織(1mm3)，自動采集連續切片，建立組織的光學顯微圖像庫，3D組織重建和高級分析。光學顯微成像對切片的平整性，收集帶的透光度、染色強度等要求較高。連續半薄切片易出現褶皺，從而影響圖像質量。為了解決這一難題，該研究系統比較了不同的切片厚度、切片速度、環境溫度和濕度、收集帶材質及親水化處理條件、收集帶粘貼方式等因素對切片平整度的影響；比較了染色液的濃度、染色時間、溫度、方式等對圖像襯度的影響。研究人員利用這一技術實現了對數十個大腦皮層組織(1mm3)的三維結構分析，并發現其中的錐體細胞排列成柱狀的三維結構。
該研究開發的AutoCUTS-LM與之前的AutoCUTS-SEM技術相比，自動收集連續切片及其圖像數據的周期縮短，研究成本顯著降低，更易剖析尺度更大的生物樣品，降低了生物樣品三維重構的技術門檻。此外，該技術還可以對發育生物學和病理學中的其他細胞或結構進行充分鑒定。
研究工作得到國家自然科學基金、中科院前沿科學重點研究計劃等的資助。
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