1906年，慕尼黑大學(xué)的神經(jīng)病理學(xué)家Alois Alzheimer博士在研究一名剛?cè)ナ赖幕颊逜uguste Deter的大腦。Alzheimer博士曾在法蘭克福的城市收容所中幫助Frau Deter，并觀察到她有記憶力減退，妄想和癡呆癥等癥狀。他在慕尼黑大學(xué)的埃米爾·克雷佩林博士的實驗室工作期間，利用他對組織病理學(xué)的知識，在死后的Frau Deter大腦切片中運(yùn)用銀染技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)性老年斑和神經(jīng)纖維纏結(jié)。此后不久，在1910年版的《精神病學(xué)手冊》中，克雷佩林將這種類型的老年性癡呆癥稱為“阿爾茨海默癥”（AD），以表彰Alzheimer博士的貢獻(xiàn)。

一個多世紀(jì)后，隨著人口老齡化和70歲以上人群中約10％的患病率，阿爾茨海默癥對社會產(chǎn)生了毀滅性影響，包括患者、家庭、醫(yī)療保健系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)等方面。然而，作為神經(jīng)科學(xué)研究的深入性進(jìn)展，我們對阿爾茨海默癥首先報導(dǎo)的神經(jīng)病理學(xué)標(biāo)志物及其在疾病進(jìn)程中可能的作用有了更進(jìn)一步的理解。例如，現(xiàn)在認(rèn)為老年斑是細(xì)胞外的蛋白質(zhì)聚集體，主要由β-淀粉樣蛋白構(gòu)成，β-淀粉樣蛋白是由β-和?-分泌酶順序切割淀粉樣蛋白前體蛋白（APP）產(chǎn)生的40-42個氨基酸的肽（圖2）。APP是一種大分子量的膜結(jié)合糖蛋白，在哺乳動物的大腦中普遍表達(dá)。盡管APP在神經(jīng)生長和修復(fù)中的作用已得到一定程度的證實，但對其裂解產(chǎn)物（包括β-淀粉樣蛋白）的了解還很少。低濃度的β-淀粉樣蛋白的產(chǎn)生與大腦內(nèi)突觸活性、神經(jīng)保護(hù)和免疫功能的調(diào)節(jié)有關(guān)。然而，β-淀粉樣蛋白的過量產(chǎn)生（例如在AD期間或腦外傷后），反而會促進(jìn)細(xì)胞損傷、高磷酸化tau 蛋白的神經(jīng)原纖維纏結(jié)在細(xì)胞內(nèi)的積累、神經(jīng)變性并最終導(dǎo)致腦萎縮（圖3）。

基于我們對導(dǎo)致AD病理和認(rèn)知能力下降的分子途徑的認(rèn)識，研究人員建立了AD的轉(zhuǎn)基因小鼠模型，這些模型為神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域研究疾病進(jìn)展和探索潛在療法提供了重要工具。建立這種模型的策略包括將突變基因引入小鼠腦中，這些突變會引起家族性遺傳的早發(fā)型阿爾茨海默癥。例如，5xFAD小鼠含有編碼人APP和Presenilin-1（?-分泌酶復(fù)合物的關(guān)鍵成分）基因的多個突變。突變APP的表達(dá)和突變?-分泌酶的異常加工導(dǎo)致有神經(jīng)毒性的β-淀粉樣蛋白42過量表達(dá)。從而引起廣泛的腦淀粉樣變性（老年斑的沉積）和明顯的神經(jīng)膠質(zhì)化，使得反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞遷移到受損的大腦區(qū)域。因此，在產(chǎn)后6個月的5xFAD小鼠中，就出現(xiàn)了許多AD表型，包括廣泛的神經(jīng)變性和認(rèn)知缺陷。

我們通過LifeCanvas Technologies的SmartClear II Pro設(shè)備進(jìn)行了快速透明化，并通過SmartLabel設(shè)備進(jìn)行了均一的免疫標(biāo)記，我們使用的5xFAD小鼠完整大腦樣品來自于卡爾加里大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)與解剖學(xué)系Jonathan Epp博士實驗室。Epp博士主要對構(gòu)成記憶整合基礎(chǔ)的神經(jīng)機(jī)制以及記憶中斷的病理過程感興趣。我們對Epp博士的5xFAD小鼠腦樣本進(jìn)行了β-淀粉樣蛋白和GFAP（標(biāo)記星形膠質(zhì)細(xì)胞）的免疫標(biāo)記，并使用光片顯微鏡獲得了3D圖像數(shù)據(jù)（圖4）。我們可以清楚地觀察到星形膠質(zhì)細(xì)胞向淀粉樣蛋白聚集體延伸并清除和降解這些沉積物的過程。毫無疑問，Alzheimer博士也會對這些3D透視下的壯觀、高分辨率的病理圖像贊嘆不已。畢竟，這是他最初揭示的病理標(biāo)記物。

LifeCanvas

組織保存 – SHIELD試劑

LifeCanvas Technologies新穎的SHIELD（Park等人，Nature Biotech，2019）組織保存技術(shù)使用多功能，靈活的環(huán)氧化物形成分子內(nèi)鍵，以穩(wěn)定組織結(jié)構(gòu)并保護(hù)樣品的內(nèi)源性熒光，蛋白質(zhì)抗原性和核酸，而不會嵌入水凝膠。