JP7411223B2 - 被検体の透明化方法および透明化された被検体の製造方法 - Google Patents
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本発明は、例えば以下の〔1〕~〔8〕に関する。
工程(A):固定された、前記被検体を、アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む溶液(a)で処理する工程と、
工程(B):前記工程(A)で処理された被検体を、アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液(b)で処理する工程
とを含む、被検体の透明化方法。
工程(A):固定された、細胞を含む被検体を、アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む溶液(a)で処理する工程と、
工程(B):前記工程(A)で処理された被検体を、アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液(b)で処理する工程
とを含む、透明化された被検体の製造方法。
工程(B):前記工程(A)で処理された被検体を、アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液(b)で処理する工程
により得られる、透明化された被検体。
溶液(a):アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む溶液と、
溶液(b):アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液
とを含み、前記溶液(a)、前記溶液(b)の順で適用する、キット。
工程(A):固定された、前記被検体を、アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む溶液(a)で処理する工程と、
工程(B):前記工程(A)で処理された被検体を、アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液(b)で処理する工程
とを含む、被検体の石灰化部位の可視化方法。
工程(A):固定された、前記被検体を、アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む溶液(a)で処理する工程と、
工程(B):前記工程(A)で処理された被検体を、アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液(b)で処理する工程
とを含む、被検体の骨の可視化方法。
工程(A):固定された、前記被検体を、アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む溶液(a)で処理する工程、
工程(B):前記工程(A)で処理された被検体を、アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液(b)で処理する工程、および
工程(C):被検体の脈管系に色素を注入する工程、
を含む、被検体の脈管系可視化方法。
工程(A):固定された、前記被検体を、アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む溶液(a)で処理する工程、
工程(B):前記工程(A)で処理された被検体を、アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液(b)で処理する工程、および
工程(D):被検体の脈管系にカルシウム染色試薬を注入する工程、
を含む、被検体の石灰化部位可視化方法。
1.透明化された被検体の透明度が高く、内部構造まで観察しやすい。
2.被検体を透明化する過程において被検体の構造が損傷されず、高度に保持されている
3.透明化された被検体において、骨や石灰化部位等は染色しなくても可視化される。
4.透明化方法を行う際や保存を行う際に用いられる溶液は全て水性であるので、透明化後の染色試薬や方法の選択の幅が広い。
5.トリプシンやグリセリンを用いて作製する透明化標本は透明化するまでに数週間から数か月要するのに対し、本願の透明化方法では一晩から数日で透明化された被検体が完成する。
6.従来の方法よりも大型の被検体を透明化標本にできる。
第一の態様は、細胞を含む被検体の透明化方法であり、工程(A):固定された、前記被検体を、アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む溶液(a)で処理する工程と、工程(B):前記工程(A)で処理された被検体を、アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液(b)で処理する工程とを含む、被検体の透明化方法である。
なお、wt%は、重量パーセントを表す。
本発明における細胞を含む被検体は、細胞が透明化される対象物であり、石灰化部位、骨、または脈管系が適宜可視化される対象物である。前記細胞を含む被検体とは、細胞を含有する組織、臓器、器官系、生体の一部、生体全体等である。
前記被検体は、再生医療での利用可能性の観点から、組織、臓器、器官系、生体の一部であることが好ましく、臓器または生体の一部であることが特に好ましい。組織としては、神経組織、筋組織、脂肪組織が好ましい。臓器としては、心臓、血管、膀胱、前立腺、肺、肝臓、腎臓、脳が好ましく、心臓、血管、膀胱、前立腺、脳が特に好ましい。生体の一部としては、四肢、指が好ましく、四肢としては、上肢、上腕、前腕、手、下肢、大腿、下腿、足が好ましく、特に大腿、下腿、足が好ましい。
本発明における透明化とは、肉眼で観察する際の、透明化後の被検体の透明度が透明化前よりも増加すること、すなわち、透明化後の被検体の可視光の透過度が透明化前よりも増加することを意味する。
本発明に用いられる被検体は、固定されている。前記固定の目的は細胞の形態や組織の構造を安定化する、タンパク質分解酵素の不活化、加工や染色処理に対するサンプルの強化、微生物のコンタミネーションや腐蝕を抑制する等である。
固定する時間や程度は制限されず、固定してから透明化を行うまでの時間も制限されない。
被検体は、工程(A)では溶液(a)により、工程(B)では溶液(b)により処理される。前記処理とは、浸漬、含侵、灌流等を指す。浸漬とは溶液中に被検体を浸すことを意味し、含侵とは圧力変化を利用して被検体に溶液を浸透させることを意味する。灌流とは、液体を流して被検体に送り込むことを意味する。
前記浸漬は、透明化を効率的に行うために、スターラーやポンプ等で溶液を攪拌しながら行うのが好ましい。
前記アルカリ金属水酸化物は、前記溶液(a)および前記溶液(b)に含まれる。アルカリ金属水酸化物は特に制限されないが、入手の容易さと価格の観点から水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウムが好ましく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムがより好ましい。アルカリ金属水酸化物は、1種単独で用いても、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記低級アルコールは、前記溶液(a)および前記溶液(b)に含まれる。低級アルコールは、炭素数1~4個の脂肪族アルコール類であり、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールおよびブチルアルコール等があげられる。低級アルコールは、1種単独で用いても、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記非イオン性界面活性剤は、前記溶液(b)に含まれる。非イオン性界面活性剤は、特に制限されず、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類であるポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、エチレングリコールソルビタンアルキルエステル類であるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、脂肪酸ソルビタンエステル類であるソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、アルキルポリグルコシド類、脂肪酸ジエタノールアミド類、アルキルモノグリセリルエーテル類などを挙げることができる。非イオン性界面活性剤は、1種単独で用いても、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記溶液(a)および前記溶液(b)は、通常水を含む。水としては、特に限定はないが、例えば水道水、イオン交換水、蒸留水、精製水および天然水が挙げられ、イオン交換水が好ましい。
前記工程(A)は、固定された被検体を、アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む溶液(a)で処理する工程である。この工程(A)は、固定により固くなった被検体をやや柔軟にし、透明化を効率的に行うために必要である。前記工程(A)を行わずに、工程(B)を行うと、透明化の効率は悪くなり、本発明の目的は達成されない。
前記工程(A)を行う際の温度は制限されず、室温でもよいし、必要に応じて加温してもよい。具体例としては、工程(A)は、20~50℃で行うことが好ましい。工程(A)の処理時間を短くしたい場合には加温すること、例えば35~45℃に加温することが好ましい。
前記溶液(a)は、アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む。
溶液(a)はアルカリ金属水酸化物、低級アルコールおよび水を混合することにより得られ、混合方法や温度等は制限されない。溶液(a)のpHは、通常12以上であり、13以上が好ましい。
溶液(a)は、緩衝剤、キレート剤等、本発明の効果を損なわない範囲でその他の成分を含んでもよい。
前記工程(B)は、前記工程(A)で処理された被検体を、アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液(b)で処理する工程である。
前記溶液(b)に含まれる低級アルコールは、生体色素(ヘモグロビン、ミオグロビン、メラニン等)を被検体から溶出させることにより、被検体の透明化を促進する。また、前記非イオン性界面活性剤による被検体の膨潤を防止し、脱水作用も有する。さらに、アルカリ金属水酸化物による透明化促進効果を補助する。低級アルコールは、水、水溶性物質および脂溶性物質のどちらにも親和性が高いので、透明化後の染色工程や用いる試薬の選択の幅が広い。
前記工程(B)を行う際の温度は制限されず、室温でもよいし、必要に応じて加温してもよい。具体例としては、工程(B)は、20~50℃で行うことが好ましい。工程(B)の処理時間を短くしたい場合には加温すること、例えば35~45℃に加温することが好ましい。
溶液(b)は、アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む。
本発明の第一の態様は、工程(A)と工程(B)とを含む被検体の透明化方法である。前記透明化方法により、細胞を含む被検体を透明化することが可能である。透明化された被検体の用途は制限されないが、後述のように例えば透明化標本、脱細胞スキャホールドとして使用することが好ましい。
本発明の第二の態様は、工程(A)と工程(B)とを含む、透明化された被検体の製造方法であり、本発明の第三の態様は、工程(A)と工程(B)により得られる透明化された被検体である。
2.手術により切除した被検体を透明化標本とすれば、病変部位を観察し、診断の補助とすることができる。
3.手術により切除した被検体を透明化標本とすれば、透明化に加えて脈管系、神経線維、骨、軟骨、石灰化部位、沈着した炭粉、血栓等の病変部位の可視化を行うことにより、病因や病気の進行度合い等をさらに正確に知る助けとなり、その後の治療方針立案に役立てることができる。
4.手術により切除した被検体や、被検体の死後に透明化標本を作製することにより、正確な病因や病状がわかり今後の医療の進歩に貢献し得る。
5.モデル動物を被検体あるいは、モデル動物から切除した被検体を透明化標本とすれば、病態解析や医薬品開発に大きく貢献できる。
透明化された被検体を脱細胞スキャホールドとして用いる場合には以下の利点がある。
2.従来の方法よりも大型の被検体(臓器や四肢など)を透明化(脱細胞化)することが可能であるため、大型の脱細胞スキャホールドにすることができる。
3.透明化(脱細胞化)を行う溶液は全て水性であるので、移植する際に有害になる界面活性剤等を水洗しやすい。
本発明の第四の態様である、固定された、細胞を含む被検体を透明化するためのキットは、溶液(a)と、溶液(b)とを含み、前記溶液(a)、前記溶液(b)の順で用いるものである。前記キットは、前記溶液(a)および溶液(b)以外に、固定、洗浄、乾燥、保存、染色、観察等のためのその他の溶液を含んでもよく、必要に応じて実験器具等を含んでもよい。
本発明の第一の態様の透明化方法により、被検体は脱細胞化して、その大部分は透明化の程度が高いが、被検体のうち、骨、軟骨、石灰化部位、沈着した炭粉、血栓等は透明化の程度が非常に低く、透明化された部分を透して外部から観察することができる。従って、前記工程(A)と前記工程(B)により、前記被検体の透明化の程度が非常に低い部分を可視化することができる。前記被検体の透明化の程度が非常に低い部分の可視化方法としては、本発明の第五の態様である石灰化部位の可視化方法、第六の態様である骨の可視化方法等があげられる。
本発明の第五の態様である、細胞を含む被検体の石灰化部位の可視化方法は、前記工程(A)と、前記工程(B)とを含む。
本発明の第六の態様である、細胞を含む被検体の骨の可視化方法は、前記工程(A)と、前記工程(B)とを含む。
本発明の透明化方法により透明化された被検体は、透明化された被検体が有する構造や分子を対象として透明化後に染色等を行ってもよい。染色する対象や用いる試薬、染色方法等は制限されない。例えば、特定の染色液を利用し化学的反応に基づいて染色する特殊染色、被検体が有するタンパク質を特異的に認識する抗体を用いた免疫染色や、被検体が有する脈管系に色素を注入して可視化すること、カルシウム染色試薬を用いて石灰化部位や骨を染色すること、神経線維染色試薬を用いて神経線維を染色すること、酸性ムコ多糖染色試薬を用いて軟骨を染色すること等があげられる。中でも本発明の第七の態様である、細胞を含む被検体の脈管系可視化方法および本発明の第八の態様である、細胞を含む被検体のカルシウム染色試薬を用いた石灰化部位可視化方法が好ましい。
透明化された被検体は、必要に応じて、染色前に大きさや厚みを調整してもよい。
本発明の第七の態様である、細胞を含む被検体の脈管系可視化方法は、前記工程(A)と、前記工程(B)と、被検体の脈管系に色素を注入する工程(C)とを含む。
本発明の第七の態様によれば、被爆の危険性がある造影剤を用いたX線撮影を必要とせずに、脈管系を可視化することができる。また、構造を支えるECM等は透明化の程度が高いので、その構造を透して脈管系を見ることができる。被検体の全体像における脈管系の位置関係や、そのほかの構造との距離感がわかることも利点の一つである。
前記工程(C)は、被検体の脈管系を可視化するために、被検体の脈管系に色素を注入する工程である。
前記工程(C)を行う際の温度は制限されず、室温でもよいし、必要に応じて加温してもよい。
前記工程(C)は、工程(D)、工程(E)、工程(F)と組み合わせてもよい。
前記脈管系は循環系と言い換えることができ、動脈、静脈、リンパ管に分類することができ、毛細血管、動静脈吻合等も含む。前記工程(C)で可視化する脈管系は、動脈および静脈の少なくとも一方が好ましく、動脈および静脈がさらに好ましい。
前記色素は、脈管系の管腔内に滞留し、または染色して、脈管系以外の透明化された部位から目立たせるために用いられる。前記色素は、通常の色素、顔料、染料であれば限定されず、例えば墨汁、インク、染料、色素として市販されている物等を適宜用いることができる。赤系の色素としては、Liquitex BASICS(登録商標) (Red)、Microfil(登録商標)、青系の色素としては、Liquitex BASICS (Blue)、褐色系の色素としては酸化鉛があげられる。前記色素は、価格・入手性の観点からLiquitex BASICSが好ましい。色素は、1種単独で用いても、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記色素溶液の量は、制限されず、被検体の大きさや厚み、脈管系の太さや複雑さ、色素の種類や濃度等に応じて調整すればよいが、充分に可視化を行い、かつ脈管系以外の部分には色をつけないために、被検体の重量の0.1倍~10倍が好ましく、0.5倍~8倍がさらに好ましい。
前記工程(C)では、被検体の脈管系に色素を注入する。前記注入は、被検体の管腔内に色素を送達することを意味する。注入は、被検体の脈管系の管腔開口部から行ってもよいし、脈管系にカニュレーションして行ってもよい。注入に用いる器具や機器は制限されず、例えば注射針や灌流針、シリンジ、ペリスタポンプ、灌流ポンプ等をあげることができるが、価格と入手の容易性の観点から、注射針とシリンジを用いて注入することが好ましい。
本発明の第八の態様である、細胞を含む被検体のカルシウム染色試薬を用いた石灰化部位可視化方法は、前記工程(A)、前記工程(B)および工程(D):被検体の脈管系にカルシウム染色試薬を注入する工程を含む。
前記工程(D)は、石灰化部位を可視化するために、前記被検体の脈管系にカルシウム染色試薬を注入する工程である。前記注入は、工程(C)と同様の方法で行うことができる。
前記工程(D)での処理時間は制限されず、被検体の大きさや厚み、脈管系の太さや複雑さ、色素の種類や濃度にもよるが、0.1時間~48時間が好ましい。前記工程(D)での処理時間が短すぎると可視化が充分に行われず、処理時間が長すぎると石灰化部位以外の部分にも色がついてしまい観察しにくくなる。
前記工程(D)は、工程(C)、工程(E)、工程(F)と組み合わせてもよい。
前記カルシウム染色試薬は、カルシウムまたはカルシウム塩と染色することができる試薬であれば制限されず、たとえば、アリザレンレッドに代表されるアリザリン、プルブリン、キナリザリン等のアンスラキノン系色素やコッサ染色液等の可視光で検出できるもの、カルセイン、テトラサイクリン等の蛍光で検出できるものがあげられる。カルシウム染色試薬は、1種単独で用いても、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。染色効率や観察のしやすさの点から、アリザレン系が好ましく、アリザレンレッドがさらに好ましい。
前記工程(A)、前記工程(B)により透明化された被検体は、工程(E):神経線維染色試薬を用いて染色する工程を任意で追加することで、神経線維をより鮮明に可視化することができる。本発明により透明化された被検体の神経線維は染色を行わなくても肉眼で観察することができるが、工程(E):神経線維染色試薬を用いて染色する工程を追加することで、鮮やかな色を使ってより鮮明に神経線維を可視化することができる。
前記工程(E)に用いる方法は神経線維を染色できる方法であれば制限されず、たとえば神経線維を染めるメチレンブルー、髄鞘を染めるルクソールファストブルー染色、クリューバー・バレラ染色、ボディアン染色、ガリアス・ブラーク染色、ホルツァー染色、シラー染色等があげられる。神経線維染色試薬は、1種単独で用いても、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。染色効率や観察のしやすさの点から、メチレンブルー、ルクソールファストブルー、エールリッヒヘマトキシリン染色が好ましい。
前記工程(E)での染色時間は制限されず、被検体の大きさや厚み、神経線維の太さや複雑さ、染色の種類や濃度にもよるが、0.5時間~1日間が好ましい。染色時間が短すぎると可視化が充分に行われず、処理時間が長すぎると神経線維以外の部分にも色がついてしまい観察しにくくなる。
前記工程(E)は、工程(C)、工程(D)、工程(F)と組み合わせてもよい。
本発明の第一~第三、および第五~八の態様において、透明化された被検体をより安定に長期間保存するために、前記工程(A)および前記工程(B)により透明化された被検体を、低級アルコール5~50wt%および非イオン性界面活性剤15~50wt%を含む溶液(f)で処理する任意の工程(F)を追加してもよい。前記工程(F)を追加することにより、工程(A)および工程(B)で用いたアルカリ金属水酸化物が除去され、被検体をより安定に長期間保存することができる。工程(F)を追加しても透明化された被検体の透明度が損なわれることはない。
前記工程(F)での処理時間は制限されず、被検体の大きさや厚み等にもよるが、1日間~14日間が好ましく、5日間~10日間がさらに好ましい。前記範囲内では、アルカリ金属水酸化物が充分に除去できるため好ましい。
前記工程(F)を行うタイミングは特に制限されず、前記工程(C)、前記工程(D)、または前記工程(E)の前でも後でもよい。前記工程(F)は、工程(C)と組み合わせて行う場合、工程(C)による色素注入の前であることが好ましい。前記工程(F)は、工程(D)と組み合わせて行う場合、工程(D)による染色の後であることが好ましい。前記工程(F)は、工程(E)と組み合わせて行う場合、工程(E)による染色の前であることが好ましい。
溶液(f)は、低級アルコール5~50wt%および非イオン性界面活性剤15~50wt%を含む。
工程(F)に用いる溶液(f)の量は制限されず、被検体の大きさや厚み等に応じて調整すればよいが、充分に透明化を行うために、被検体の重量の2倍~10倍が好ましく、4倍~6倍がさらに好ましい。
溶液(f)は、緩衝剤、キレート剤等、本発明の効果を損なわない範囲でその他の成分を含んでもよい。
本発明の第一~第三、および第五~八の態様において、透明化された被検体を固形物としてより安定に長期間保存するために、前記工程(A)および前記工程(B)により透明化された被検体を、低級アルコール5~50wt%、非イオン性界面活性剤15~50wt%、および糖30~65wt%を含む溶液(g)で処理する任意の工程(G)を追加してもよい。前記工程(G)を追加することにより、工程(A)および工程(B)で透明化された被検体を固形化し、より安定に長期間保存することができる。工程(G)を追加しても透明化された被検体の透明感が損なわれることはない。
前記工程(G)での処理時間は制限されず、被検体の大きさや厚み等にもよるが、1日間~30日間が好ましく、10日間~20日間がさらに好ましい。前記範囲内では、充分に固形化することができるため好ましい。
前記溶液(g)は、低級アルコール5~50wt%、非イオン性界面活性剤15~50wt%、および糖30~65wt%を含む。
工程(G)に用いる溶液(g)の量は制限されず、被検体の大きさや厚み等に応じて調整すればよいが、充分に固形化を行うために、被検体の重量の2倍~5倍が好ましく、2倍~3倍がさらに好ましい。
溶液(g)は、緩衝剤、キレート剤等、本発明の効果を損なわない範囲でその他の成分を含んでもよい。
前記糖は、1気圧下25℃で固体状態の糖であれば特に制限されない。例えば、スクロース、グルコース、マルトース等をあげることができ、充分に固形化を行うことができることから、スクロースが好ましい。
本発明の第一~第八の態様においては、前記工程(A)~工程(G)以外に、洗浄、乾燥、脱脂、漂白、保存等を目的とするその他の工程を前記工程(A)~工程(G)のそれぞれの工程の前後またはその間に行ってもよい。
全てのヒト由来サンプルは慶応義塾大学医学部のものを使用した。本研究は、慶応義塾大学医学部倫理委員会の承認を得て行われた。
(方法)
(固定)
手順1.御献体由来の摘出された心臓に対して、生理食塩水(0.9%NaCl)を冠状動脈および肺静脈から灌流し、血液成分を除去した。
手順3.3%水酸化カリウム、50%ソルミックスH-11を含む水溶液を調製した。ホルマリン固定された心臓を水洗した後、この水溶液3000mlを用いて24時間灌流した。灌流は、上行大動脈の末梢側を縛ったうえで肺静脈から僧房弁に灌流のためのチューブを挿入して行った。心臓は灌流に用いた溶液と同じ溶液3000mlに浸漬し、ローラーポンプを用いて液を撹拌しながら灌流を行った。液温は40℃であった。
手順5.次に、15%エタノール、25%ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルを含む水溶液を調製した。この水溶液3000mlでサンプルを14日間灌流した。液温は40℃であった。
固定後、透明化前の心臓と透明化後の心臓を観察した写真を図1に示す。Aは固定後、透明化前の心臓、Bは透明化後の心臓である。Aは、全体に白く濁り、血管等の心臓内部の構造は何も見えないのに対し、Bは心臓全体が透き通り、内部の血管が見える。また、右冠状動脈鋭縁部付近が黒く見えており、石灰化しているのがわかる(図1Bの矢印、図2Aの矢印)。また、縦郭リンパ節付近に炭粉が沈着している(図2Bの矢印)。透明化した心臓を異なる方向から観察した写真が図2A、Bである。
(方法)
(固定)
手順1.御献体由来の心臓から冠状動脈と心筋を併せて摘出し、また冠状動脈のみを採取した。これらを生理食塩水(0.9%NaCl)で洗浄し、血液成分を除去した。
手順3.1%水酸化カリウム、50%エタノールを含む水溶液を調製した。ホルマリン固定されたサンプルを水洗した後、この水溶液50mlに1日間浸漬し、スターラーを用いて液を穏やかに撹拌した。液温は40℃であった。
手順5.次に、15%エタノール、25%ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルを含む水溶液を調製した。この水溶液50mlにサンプルを7日間浸漬した。液温は40℃であった。
固定後、透明化前後の冠状動脈を観察した写真を図3に示す。Aは固定後、透明化前の冠状動脈、Bは透明化後の冠状動脈である。Aは、白く濁っているのに対し、Bは冠状動脈全体が透明化され、背景の格子が透けて見える。
(方法)
(固定)
手順1.御献体由来の摘出された心臓に対して、生理食塩水(0.9%NaCl)を冠状動脈および肺静脈から灌流し、血液成分を除去した。
手順3.3%水酸化カリウム、50%エタノールを含む水溶液を調製した。ホルマリン固定された心臓を水洗した後、この水溶液3000mlを用いて24時間灌流した。灌流は、上行大動脈の末梢側を縛ったうえで肺静脈から僧房弁に灌流のためのチューブを挿入して行った。心臓は灌流に用いた水溶液と同じ水溶液3000mlに浸漬し、ローラーポンプを用いて液を撹拌しながら灌流を行った。液温は40℃であった。
手順5.0.1%アリザレンレッド水溶液、0.3%アルシアンブルー水溶液、酢酸、70%エタノール水溶液を重量比1:1:1:17の割合で混合した混合液を調製した。この混合液2000mlを透明化した心臓の肺静脈から注入し、1時間灌流した後、48時間浸漬した。その後、水洗した後、1.5%KOHを含む水溶液で48時間弁別した。
手順6.次に、15%エタノール、25%ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルを含む水溶液を調製した。この水溶液3000mlでサンプルを7日間灌流した。液温は40℃であった。
固定後、透明化前の心臓と透明化および染色後の心臓を観察した写真を図5に示す。Aは固定後、透明化前の心臓、Bは透明化および染色後の心臓である。Aは、白く濁り、血管等の心臓内部の構造は何も見えないのに対し、Bは心臓全体が透き通り、内部の血管が見える。また、結合組織、心臓弁膜、大動脈がアルシアンブルーにより青く染まり、石灰化部位はアリザレンレッドにより赤く染色されている。また、特に冠状動脈左前下行枝付近が赤く見えており、石灰化しているのがわかる(図5Bの矢印)。透明化し染色した心臓を異なる方向から観察した写真を図6A、Bに示す。
(方法)
(固定)
手順1.御献体由来の下腿に対し、生理食塩水(0.9%NaCl)を膝窩動脈から灌流し、血液成分を除去した。
手順3.4%水酸化カリウム、50%ソルミックスH-11を含む水溶液を調製した。ホルマリン固定された下腿を水洗した後、この水溶液を10000ml用いて24時間灌流した。灌流は、膝窩動脈から灌流のためのチューブ(胃管カテーテル12Fr、ニプロ社製)を挿入して行った。下腿は灌流に用いた溶液と同じ溶液10000mlに浸漬し、ローラーポンプを用いて胃管カテーテルから灌流し、また灌流ポンプを用いて液を撹拌した。液温は43℃であった。
手順5.次に、15%ソルミックスH-11、25%ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルを含む水溶液を調製した。この水溶液7000mlでサンプルを7日間灌流した。液温は43℃であった。
透明化後の下腿を観察した写真を図7に示す。皮膚や筋肉が透明化されて透き通り、脛骨および腓骨が見える。白く筋状に見えるのは前脛骨筋腱、その内側に見えるのは大伏在静脈である(図7矢印)。
透明化した下腿の大伏在静脈に注射針(22G)を差し、Liquitex BASICS (Blue)水溶液50mlを注入して観察に供した。
静脈染色後の下腿を観察した写真を図8に示す。Aは下腿の脛骨周辺部であり、BはAの黒枠を拡大したものである。静脈が染色され、その複雑な構造が立体的に把握できる。
静脈を染色した下腿に対し、固定および透明化の際に用いた膝窩動脈に挿入されたチューブからLiquitex BASICS (Red)水溶液100mlを注入して観察に供した。
二重染色後の下腿を観察した写真を図9に示す。Aは下腿の脛骨周辺部であり、BはAの黒枠を拡大したものである。静脈は青く、動脈は赤く染色され、それぞれの複雑な構造が立体的に把握できる。
(方法)
(固定)
手順1.御献体由来の下腿に対し、生理食塩水(0.9%NaCl)を膝窩動脈から灌流し、血液成分を除去した。
手順3.4%水酸化カリウム、50%ソルミックスH-11を含む水溶液を調製した。ホルマリン固定された下腿を水洗した後、この水溶液を7000ml用いて24時間灌流した。灌流は、膝窩動脈から灌流のためのチューブ(胃管カテーテル12Fr、ニプロ社製)を挿入して行った。下腿は灌流に用いた溶液と同じ溶液7000mlに浸漬し、ローラーポンプを用いて胃管カテーテルから灌流し、また灌流ポンプを用いて液を撹拌した。液温は40℃であった。
手順5.次に、15%ソルミックスH-11、25%ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルを含む水溶液を調製した。この水溶液5000mlでサンプルを7日間灌流した。液温は40℃であった。
透明化した下腿の足底部の皮静脈に注射針(26G)を差し、Liquitex BASICS (Blue)水溶液20mlを注入して観察に供した。
染色後の足底部を観察した写真を図10に示す。Aは足底部であり、Bは踵部である。静脈、静脈網が青く染色され、その複雑な構造が立体的に把握できる。
(方法)
(固定)
手順1.御献体由来の大腿部の大腿骨に垂直な方向へスライスしたサンプル(厚さ18mm)に対し、生理食塩水(0.9%NaCl)で洗浄、血液成分を除去した。
手順3.2%水酸化カリウム、50%エタノールを含む水溶液を調製した。ホルマリン固定されたサンプルを水洗した後、この水溶液500mlに6時間浸漬した。液はスターラーを用いて撹拌した。
手順5.次に、15%エタノール、25%ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルを含む水溶液を調製した。この水溶液500mlでサンプルを12時間灌流した。液温は42℃であった。
大腿部断面を観察した写真を図11に示す。Aは固定後透明化前、Bは透明化後の写真である。脂肪等は透明化されて背景の格子が透けて見える。一方、坐骨神経および筋膜、筋肉等は脂肪等に比べ透明化の程度が低く、その構造を観察できる(図11矢印)。
(方法)
(固定)
手順1.御献体由来大腿部の坐骨神経周辺を長軸方向で摘出し、生理食塩水(0.9%NaCl)で洗浄し、血液成分を除去した。
手順3.1%水酸化カリウム、1%水酸化ナトリウム、50%エタノールを含む水溶液を調製した。ホルマリン固定されたサンプルを水洗した後、この水溶液500mlに6時間浸漬した。液はスターラーを用いて撹拌した。液温は45℃であった。
手順5.次に、25%エタノール、25%ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルを含む水溶液を調製した。この水溶液500mlでサンプルを12日間灌流した。液温は45℃であった。
坐骨神経周囲を観察した写真を図12に示す。Aは固定後透明化前、Bは透明化後の写真である。脂肪等は透明化されて背景の格子が透けて見えるのに対して、坐骨神経、脈管等は透明化されずに観察できる(図12矢印)。
(方法)
(固定)
手順1.あらかじめ血管に色素(酸化鉛)注入された、御献体由来の大腿部後面大腿筋膜および大腿筋膜下脂肪組織を、生理食塩水(0.9%NaCl)で洗浄し、血液成分を除去した。
手順3.1%水酸化カリウム、50%エタノールを含む水溶液を調製した。ホルマリン固定されたサンプルを水洗した後、この水溶液250mlに3時間浸漬した。液はスターラーを用いて撹拌した。液温は40℃であった。
手順5.次に、15%エタノール、25%ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルを含む水溶液を調製した。この水溶液250mlにサンプルを3時間浸漬した。液温は40℃であった。
メチレンブルー溶液0.1%水溶液250mlを用いてサンプルを染色し、観察に供した。
染色後の大腿部後面の大腿筋膜周辺を観察した写真を図13に示す。Aは酸化鉛で大腿筋膜周囲の静脈(図13A矢印)を可視化したものである。Bは酸化鉛で染色した後、さらに神経線維をメチレンブルーで染色したものである。大腿筋膜周囲の静脈の他に複数の神経線維が青く染色され、その複雑な構造が把握できる。
(方法)
(固定)
手順1.御献体由来の摘出された筋皮神経から血液成分を、生理食塩水(0.9%NaCl)で洗浄し、除去した。
手順3.0.5%水酸化カリウム、50%エタノールを含む水溶液を調製した。ホルマリン固定されたサンプルを水洗した後、この水溶液50mlに3時間浸漬した。液はスターラーを用いて撹拌した。液温は室温であった。
手順5.次に、15%エタノール、25%ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルを含む水溶液を調製した。この水溶液50mlにサンプルを3時間浸漬した。液温は室温であった。
透明化されたサンプルは、95%エタノール水溶液に浸漬後、0.1%ルクソールファストブルー溶液(溶媒は95%エタノール水溶液で、10%酢酸を微量添加)100mlを用いて50℃で15時間染色、95%エタノール水溶液、蒸留水、0.05%炭酸リチウム水溶液での弁別を経て、15%エタノール、25%ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルを含む水溶液50mlに浸漬し、観察に供した。
染色後の筋皮神経を観察した写真を図14に示す。末梢神経の髄鞘が染色されており、複数の神経線維が観察できる。
(方法)
(固定)
手順1.御献体由来の摘出された膀胱および前立腺および陰茎の一部を、生理食塩水(0.9%NaCl)で洗浄し、血液成分を除去した。
手順3.2%水酸化カリウム、2%水酸化ナトリウム、50%エタノールを含む水溶液を調製した。ホルマリン固定された膀胱および前立腺を水洗した後、この水溶液500mlに2日間浸漬した。液は、スターラーを用いて撹拌した。液温は40℃であった。
手順5.次に、25%エタノール、40%ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルを含む水溶液を調製した。この水溶液500mlにサンプルを7日間浸漬した。液温は40℃であった。
透明化前後の膀胱および前立腺を観察した写真を図15に示す。Aは固定後透明化前、Bは透明化後の写真である。膀胱壁、前立腺、陰茎等が透明化されて透き通っているのがわかる。
(方法)
(固定)
手順1.御献体由来の摘出された脳に対して、生理食塩水(0.9%NaCl)を内頚動脈および脳底動脈から灌流し、血液成分を除去した。
手順3.3%水酸化カリウム、50%ソルミックスH-11を含む水溶液を調製した。ホルマリン固定された脳を水洗した後、この水溶液を3000ml用いてサンプルを24時間灌流した。灌流は、内頚動脈および脳底動脈に灌流のためのチューブを挿入して行った。脳は灌流に用いた溶液と同じ溶液3000mlに浸漬し、ローラーポンプを用いて液を撹拌しながら灌流を行った。液温は40℃であった。
手順5.次に、20%エタノール、30%ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルを含む水溶液を調製した。この水溶液3000mlでサンプルを14日間灌流した。液温は40℃であった。
固定後、透明化前の脳と透明化後の脳を観察した写真を図16に示す。Aは固定後、透明化前の脳、Bは透明化後の脳、Cは透明化後の脳幹部である。Aは、全体に白く濁り、脳内部の構造は何も見えないのに対し、Bは灰白質が透き通り、内部の白質が見える。透明化した脳の脳幹部を観察した写真をCに示す。視交叉や脳血管等が透明化しているのが分かる。
(方法)
(固定)
手順1.御献体由来の腎臓脈周囲のサンプル(厚さ4.0cm)を生理食塩水(0.9%NaCl)で洗浄した。
手順3.2%水酸化カリウム、50%エタノールを含む水溶液を調製した。ホルマリン固定されたサンプルを水洗した後、この水溶液500mlに1日間浸漬した。液はスターラーを用いて撹拌した。
手順5.次に、15%エタノール、25%ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルを含む水溶液を調製した。この水溶液500mlでサンプルを4日間灌流した。液温は40℃であった。
透明化前後の腎動脈周囲を観察した結果を図17に示す。Aは固定後透明化前、Bは透明化後さらに固形化した写真である。Bでは、腎動脈やその周囲の脂肪・結合組織は透明化され、背景の格子が透けて見える。また、腹部大動脈は一部石灰化しているのがわかる。また、血栓が残存している。また、Bは、被検体を手で持ち上げる際に、被検体の元の形状を保持したまま持ち上げられる程度に固形化されていた。
(方法)
(固定)
手順1.御献体由来の心臓から心外膜脂肪と心筋の一部を併せて摘出し、これらを生理食塩水(0.9%NaCl)で洗浄し、血液成分を除去した。
手順3.1%水酸化カリウム、50%エタノールを含む水溶液を調製した。ホルマリン固定されたサンプルを水洗した後、この水溶液50mlに1日間浸漬し、スターラーを用いて液を穏やかに撹拌した。液温は40℃であった。
手順5.次に、15%エタノール、25%ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテルを含む水溶液を調製した。この水溶液50mlにサンプルを7日間浸漬した。液温は40℃であった。
透明化された被検体をパラフィン切片にし、HE染色して顕微鏡で観察した。
透明化前後の心外膜脂肪組織を顕微鏡観察した写真を図18に示す。Aは透明化前、Bは透明化後の心外膜脂肪組織である。Aでは、ヘマトキシリンまたはエオジンで細胞組織が染色されているが、Bでは、ほとんどの組織が、ヘマトキシリンでもエオジンでもほとんど染色されなかった。この結果から、染色され得る細胞組織がほとんど流出している、すなわち、脱細胞化が起きていると考えられる。
Claims (8)
- 細胞を含む被検体の透明化方法であり、
工程(A):固定された、前記被検体を、アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む溶液(a)で処理する工程と、
工程(B):前記工程(A)で処理された被検体を、アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液(b)で処理する工程
とを含む、被検体の透明化方法。 - 透明化された被検体の製造方法であり、
工程(A):固定された、細胞を含む被検体を、アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む溶液(a)で処理する工程と、
工程(B):前記工程(A)で処理された被検体を、アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液(b)で処理する工程
とを含む、透明化された被検体の製造方法。 - 工程(A):固定された、細胞を含む被検体を、アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む溶液(a)で処理する工程と、
工程(B):前記工程(A)で処理された被検体を、アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液(b)で処理する工程
により得られる、透明化された被検体。 - 固定された、細胞を含む被検体を透明化するためのキットであって、
溶液(a):アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む溶液と、
溶液(b):アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液
とを含み、前記溶液(a)、前記溶液(b)の順で適用する、キット。 - 細胞を含む被検体の石灰化部位の可視化方法であり、
工程(A):固定された、前記被検体を、アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む溶液(a)で処理する工程と、
工程(B):前記工程(A)で処理された被検体を、アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液(b)で処理する工程
とを含む、被検体の石灰化部位の可視化方法。 - 細胞を含む被検体の骨の可視化方法であり、
工程(A):固定された、前記被検体を、アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む溶液(a)で処理する工程と、
工程(B):前記工程(A)で処理された被検体を、アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液(b)で処理する工程
とを含む、被検体の骨の可視化方法。 - 細胞を含む被検体の脈管系可視化方法であり、
工程(A):固定された、前記被検体を、アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む溶液(a)で処理する工程、
工程(B):前記工程(A)で処理された被検体を、アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液(b)で処理する工程、および
工程(C):被検体の脈管系に色素を注入する工程、
を含む、被検体の脈管系可視化方法。 - 細胞を含む被検体の石灰化部位可視化方法であり、
工程(A):固定された、前記被検体を、アルカリ金属水酸化物0.5~10wt%および低級アルコール15~70wt%を含む溶液(a)で処理する工程、
工程(B):前記工程(A)で処理された被検体を、アルカリ金属水酸化物0.1~5wt%、低級アルコール5~70wt%、および非イオン性界面活性剤2~40wt%を含む溶液(b)で処理する工程、および
工程(D):被検体の脈管系にカルシウム染色試薬を注入する工程、
を含む、被検体の石灰化部位可視化方法。
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