在人体器官的研究中，“人脑映射”计划是为了实现人脑结构和功能映射而提出来的，这是当前及未来生物医学领域最重要的研究项目之一。为了使人类大脑的解剖复杂性得到破译，绘制完整的大型哺乳动物器官的细胞和分子结构，建立一套完整的三维组织学成像技术方案至关重要。
磁共振成像（MRI）可以为包括大脑和肾脏在内的人体器官提供纵向成像，但是缺乏细胞分辨率。组织学一直是研究人脑分子和细胞复杂性的主要方法，但是常规的标准组织学仅限于人脑的微小部分（通常组织切片占整个大脑体积的1/），缺乏可扩展的方法来标记和成像大型人类标本，在3D重建整个大脑是非常复杂或不可能的。光学组织透明化可以实现细胞和分子在三维复杂组织中的研究，但是这种方法对成年人器官特别有挑战性，因为在几十年的人类组织中积累了致密和坚固的分子结构。
——
因此，ShanZhao团队提出一种新的组织透明方法——SHANEL方法（小细胞介导的人类组织有效清除和标记），这是从一种新的组织化学中衍生出来的，可以实现对死后固定的人体组织的彻底渗透。由清除剂渗透化学驱动和深层组织标记方法组成，允许标记和清除剂渗透到厚度为厘米级的哺乳动物器官。
经过实验研究，可以使人类样本的组织学从1.5厘米的厚度到整个成人人体器官，该技术也应用在其他大型哺乳动物器官，如猪脑、胰腺和肾脏，可以很容易地标记转基因。SHANEL组织学方法使得能够扩散与常规IgG抗体一样大的分子，从而实现厘米级人体器官的直接3D组织学。
近期，发表在Cell杂志上题为“CellularandMolecularProbingofIntactTransparentHumanOrgans”的文章，来自德国慕尼黑研究所的ZhaoShan团队。
SHANEL的发展与应用和3D重构器官为了利用SHANEL清除和标记方法产生完整的透明人脑，研究团队首先开发一种新的清除剂渗透化学来清除和标记大型坚固的人体器官，允许分子的深层组织渗透，采用一种温和的新型两性离子清除剂3-[（3-cholamid异丙基）二甲基氨]-1-丙烷磺酸盐（CHAPS），具有刚性类固醇结构，具有疏水凸侧、亲水凹侧（具有三个羟基）和亚砜甜菜碱型极性基团，并具有非典型的“面部”两亲。相比于常用的清除剂SDS和TritonX，CHAPS具有疏水和亲水面的特殊结构、较高的临界胶束浓度（CMC）、较小的聚集数和较小的胶束，这可以使它迅速深入到大型和坚固的人体器官。研究结果表明，CHAPS可以作为一种有效的组织渗透试剂，通过在坚固的组织中穿梭，破坏致密的超微结构，而且清洗后不留残留的清除剂碎片。
洗涤剂形成小胶束的深层组织渗透由于死亡之后的人体器官中存在残留的血块，血液中的血红素在可见波长（-nm）处引起强自荧光，并降低组织内行动光的强度，从而阻碍了清除器官的充分透明。但是仅用清除剂无法去除血红素，为解决该问题，研究人员筛选了几种有效，无色和廉价的化学物质，结果显示，N-甲基二乙醇胺（NMDEA）与CHAPS结合使用可从PFA固定血中获得完全无色的沉淀。此外，NMDEA是最便宜的，很大程度上降低了大量用于完整人体器官的成本。CHAPS在脱色方面更快，更成功，更有效果。CHAPS比SDS和TritonX-更好地保存组织内源性生物分子。该团队预期CHAPS通过形成小胶束，可以完全扩散到完整的大型哺乳动物器官，并改善组织网格，可得到完全渗透的生物组织用于细胞和分子表型。
不同洗涤剂的CHAPS兼容血液脱色化学品然后，研究团队采用与有机溶剂结合的方法测试了CHAPS渗透的大型哺乳动物器官的可行性，以透明化一只2岁成年猪完整的大脑为例，SHANEL清除技术可在1.5个月内迅速透明化12.0x7.3x5.0cm大小的猪脑，处理后的猪脑尺寸为7.5x5.0x3.3cm，体积收缩率为67%。
成年猪脑和猪胰腺的清除接下来，通过分离出整个大脑，建立一个压力驱动的泵送系统，使细胞核标记染料（TO-PRO-3）和所有清除试剂循环通过左右颈内动脉（CR，CL）和左右椎动脉（VR，VL）循环的两对大动脉，最终得到透明化的大脑。
在聚光荧光灯照射下证明了其完全透明，用改良的光片显微镜获取了直径约3cm的完整清晰的人眼镶嵌图像，并用3D重建其解剖结构的细节，包括对巩膜，虹膜和悬韧带的绘制。随着年龄的的增长，高度自发荧光分子的积累极大地增加了较厚组织的背景，对组织的清除及标记都有一定的阻碍。
为了克服该缺陷，研究人员开发一种用于厚人组织的深组织抗体标记方法，即用SHANEL来评估基于抗体的厘米大小的人体组织学的可能性，研究发现SHANEL组织学可用于深层组织抗体标记，允许在厘米大小的人脑样本中标记特定的分子，细胞和脉管系统，从而为扩大对脑病理学的研究提供了可行的工具。
SHANEL清除成人完整人脑及透明化人脑最后，研究团队建立的3D重构人体组织器官的SHANEL组织学方法展示出先进的技术手段，成功地渗透厘米大小的成人组织的分子和细胞表型，在一种开放式硬件显微镜平台上对几厘米大小的透明组织进行成像。在不久的将来，SHANEL组织学可以成为绘制完整人体器官的关键技术，为组织工程和再生医学领域的研究提供了重要的参考，加快了人们更深一步对人类生活的生理和病理状况的了解与认知。
参考文献：1.ShanZhao，MihailIvilinovTodorov,RuiyaoCaietal.CellularandMolecularProbingofIntactHumanOrgans.Cell,1–17,February20,.2.图灵基因