▎药明康德内容团队编辑▲wildDISCO绘制的小鼠神经和淋巴全身图谱（视频来源：参考资料[1]）在这个视频中，小鼠各器官之间的神经连接、全身的淋巴管、肠道的内部与表面、淋巴结内部的神经支配等悉数展现在我们眼前，仿佛一张详细的三维立体地图。实现这种神奇可视化的技术名为wildDISCO。日前，慕尼黑大学（Ludwig Maximilians University Munich）的Ali Ertürk教授带领研究团队在《自然-生物技术》期刊详细报告了这项革命性的全身成像技术。通过wildDISCO技术绘制的高分辨率小鼠全身图谱也以在线地图集的形式公布在相关网站：http://discotechnologies.org/wildDISCO/atlas/index.php。《自然-生物技术》同时发表的专家评述指出，通过wildDISCO，我们将打破全身成像的局限，增强我们对疾病病理学和治疗的理解。
其实，在这项技术问世之前，Ertürk教授的团队在透明化技术上的突破已经多次惊艳世人。2018年，他们开发的vDISCO技术，利用化学溶剂清除小鼠的组织，同时保留细胞结构，可以把整个小鼠的身体变透明，让动物身体深处的细胞也一目了然。利用深度学习算法，甚至能发现在小鼠体内转移的癌细胞。这些突破也是此次wildDISCO问世的重要基础。不过，先前的vDISCO需要以染料标记的纳米抗体增强组织中的荧光信号，而新的wildDISCO不再需要特殊的抗体，使用现成的常规IgG抗体就能对小鼠进行全身染色。由于抗体的选择范围大大增加，全身成像技术的适用性也就大大扩展。为了将分子量较大的常规抗体均匀分布到动物的每个细胞中，研究团队优化了组织透明化的方法，其中的关键步骤包括从细胞膜中提取胆固醇，增强细胞膜通透性。最终，wildDISCO使抗体能够均匀且深入地完全渗透到整个小鼠器官中，例如后肢、脊髓、前肢、肾脏和肝脏。
▲使用常规抗体标记小鼠全身的神经和淋巴（图片来源：参考资料[1]）利用wildDISCO标记不同的内源性蛋白质，研究人员成功追踪了小鼠全身的周围神经系统、淋巴管网络、多个器官的血管连接等。不仅如此，同时标记一个样本中的多种蛋白质，新技术还能让我们更好地理解不同系统在全身的相互作用，例如淋巴系统中神经与免疫细胞的相互作用。在论文中，研究人员还展示了应用wildDISCO检测小鼠体内微小的癌性肿瘤，揭示与乳腺癌扩散相关的三级淋巴结构（TLS）。这些罕见结构并不出现在生理条件下，只在癌症和自身免疫性疾病的背景下出现，看清它们如何分布将为理解原发性肿瘤和转移的关系带来新的见解，也有助于开发更有效的癌症疗法。
▲使用wildDISCO和机器学习在肿瘤转移模型中可视化肿瘤相关三级淋巴结构（图片来源：参考资料[1]）此外，通过新的全身成像工具比较无菌小鼠和野生小鼠，研究人员还发现了肠道微生物组在肠道神经系统的发展中起重要作用。研究团队表示，他们正致力于进一步增强wildDISCO的能力，根据设想，未来通过同时使用多种抗体，实现对多个复杂系统同时建模。而wildDISCO生成的高质量、大规模成像数据结合人工智能，研究人员希望为复杂的生物系统和疾病提供新的视角，未来甚至无需动物实验，就能通过计算预测出疾病进展、评估新疗法的开发。参考资料：
[1] Mai, H., Luo, J., Hoeher, L. et al. Whole-body cellular mapping in mouse using standard IgG antibodies. Nat Biotechnol (2023). https://doi.org/10.1038/s41587-023-01846-0
[2] WildDISCO: Visualizing whole bodies in unprecedented detail. Retrived July 17, 2023 from https://phys.org/news/2023-07-wilddisco-visualizing-bodies-unprecedented.html
[3] Chenchen Pan et al., (2019), Deep Learning Reveals Cancer Metastasis and Therapeutic Antibody Targeting in the Entire Body, Cell, DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.11.013
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