生物医学研究通常需要组织切片(冰冻切片、石蜡切片等)并结合各类化学或生物标记手段以观察其中不同细胞或亚细胞结构。但是,这些依赖切片处理的常规技术手段存在明显局限性,对于大尺度(例如厘米级以上)器官或组织内的三维结构(例如神经、血管、淋巴管等)无法有效实现准确解析。特别值得注意的,肿瘤组织由于复杂异质性结构且具有较强自发荧光,以往针对其三维成像技术受限于全组织标记效率或荧光特性,极少能够实现完整肿瘤内部血管网络的三维解析。
北京大学生命科学学院、IDG麦戈文脑科学研究所、北大-清华生命科学联合中心、北京大学第三医院肿瘤中心杨竞课题组,近年来开发一系列适用于小鼠、非人灵长类(猕猴)、人类器官的全组织荧光标记、光学透明化和光片三维成像技术【ImmuView、iDISCO(ace)、BoneClear等】。基于这些先进成像技术,杨竞课题组系统性报道了淋巴器官(骨髓、脾脏、淋巴结等)、免疫屏障组织(呼吸道、消化道、脑膜等)、神经组织(脑、脊髓、视神经等)的多样性三维结构及其病理性变化特征。