脳切片とは
脳切片（のうせっぺん）とは、脳の組織を薄く切り取った断片のことです。通常、脳切片は顕微鏡などを用いて詳細な観察や研究を行うために作られ脳スライスとも呼ばれます。脳の構造や神経細胞の分布、接続の仕方などを理解するために用いられ、神経科学や病理学、薬理学などの分野で重要なツールとなっています。
脳切片は以下のような手順で作成されます。
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固定：脳組織を化学薬品（ホルマリンなど）で固定し、組織の構造を保ちます。
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包埋：固定された脳をパラフィンや凍結媒質で包埋し、切断しやすくします。
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切断：特殊な機器（ミクロトームやビブラトーム、クリオスタット）を用いて非常に薄い断片（通常は数ミクロンの厚さ）に切り取ります。
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染色：切片を染色し、顕微鏡下での観察を容易にします。神経細胞や特定のタンパク質を可視化するために様々な染色方法が使われます。
これにより、脳の微細な構造や異常を詳細に観察し、理解することができます。
脳切片を使用する目的
研究において脳切片を使用する目的は、脳の構造や機能に関する詳細な情報を得るためです。具体的には、以下のような目的で使用されます。
脳の解剖学的構造の研究
脳切片を用いることで、脳の各部位の形状や位置関係、神経回路の配置を詳細に観察できます。これにより、正常な脳の構造を理解したり、特定の脳部位の機能を特定したりすることができます 。
神経細胞の分布と形態の観察
脳切片を顕微鏡で観察することで、神経細胞の形状や分布、特定のニューロン群の特徴を明らかにできます。これにより、異なる脳領域での神経細胞の役割や、神経ネットワークの構成を理解することが可能です。
神経伝達物質や受容体の局在の特定
脳切片を使用して、特定の神経伝達物質や受容体がどの部位に存在しているかを調べることができます。これは、特定の脳機能に関連する分子の役割を解明するのに役立ちます。
脳の発達や変性過程の研究
脳の発達段階や、神経変性疾患における脳の変化を観察するために脳切片が使用されます。これにより、病気の進行メカニズムを理解し、新たな治療法の開発につなげることができます。
病理学的研究
脳切片を用いて、病気や損傷による脳の組織変化を調べることができます。例えば、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患における異常なタンパク質の蓄積や、脳卒中による損傷の範囲を評価することが可能です。
薬理学的研究
脳切片を用いて、薬物が脳にどのように作用するかを調べることができます。例えば、特定の薬物が神経細胞に与える影響や、神経回路に及ぼす変化を観察することができます。
これらの目的のために、脳切片は神経科学や医学研究の基本的なツールとして広く利用されています。
脳切片のアプリケーション例
脳切片は、神経科学や医学のさまざまな分野で重要なツールとして利用されています。以下にいくつかの具体的なアプリケーション例を挙げます。
アルツハイマー病の研究
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目的: アルツハイマー病に関連する脳内の異常タンパク質（アミロイドβやタウ）の蓄積を観察するため。
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方法: 患者の脳切片を特定の抗体で染色し、顕微鏡で観察することで、異常タンパク質の分布や密度を調べます。これにより、病気の進行や脳の損傷の程度を評価できます。
脳発達の研究
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目的: 発達中の脳における神経細胞の成長やシナプス形成の過程を理解するため。
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方法: マウスなどのモデル動物の脳切片を作成し、特定の期間における神経細胞の成長や神経回路の形成を観察します。これにより、正常な発達過程と異常が発生するメカニズムを明らかにします。
神経回路のマッピング
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目的: 特定の脳機能に関連する神経回路を特定し、その構造を詳細に理解するため。
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方法: 脳切片に対してトレーサー（色素やウイルスベクター）を使用し、特定のニューロンやシナプスがどのように接続されているかをマッピングします。これにより、例えば視覚や記憶に関わる神経回路の詳細を解明できます。
脳腫瘍の診断
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目的: 脳腫瘍のタイプや進行状況を診断するため。
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方法: 腫瘍の一部を切片にして、病理学的な染色を行い、顕微鏡で観察します。腫瘍細胞の形状や増殖のパターン、異常な分子の発現などを調べることで、診断や治療方針の決定に役立てます。
神経変性疾患のモデル動物研究
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目的: パーキンソン病やハンチントン病など、神経変性疾患における脳の変化を理解するため。
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方法: モデル動物（例えば、遺伝子改変マウス）の脳切片を用いて、神経細胞の死や、特定の脳領域における病理学的変化を調べます。これにより、病気の進行メカニズムを明らかにし、新たな治療法の開発につなげます。
脳血管障害（脳卒中）の研究
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目的: 脳卒中後の脳の損傷部位や回復過程を評価するため。
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方法: 脳卒中を誘発した動物の脳切片を作成し、損傷を受けた領域や、血管の再生過程を観察します。これにより、治療介入の効果や回復メカニズムを理解します。
これらのアプリケーションは、神経科学や病理学、薬理学の分野で重要な知見を得るために広く利用されています。
脳切片を使用するメリット
脳切片を使用することには、さまざまなメリットがあります。以下にその主なメリットを挙げます。
詳細な観察と分析が可能
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微細構造の観察: 脳切片を顕微鏡で観察することで、神経細胞やシナプス、神経回路の詳細な構造を確認できます。これにより、通常のマクロスケールでは見逃されがちな微細な変化を捉えることができます。
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特定の領域や細胞の分析: 脳の特定の領域や細胞集団を選んで分析できるため、ターゲットを絞った研究が可能です。
複数の染色・標識法の適用
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特異的な染色: 脳切片にはさまざまな染色法（例えば、ヘマトキシリン・エオシン染色、ニッスル染色）が適用でき、細胞構造や特定の分子を可視化することができます。
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抗体染色: 免疫染色を用いることで、特定のタンパク質や分子の局在を特定でき、機能的な研究が可能です。
3次元的な理解が可能
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多層切片の使用: 脳を複数の薄い切片に分けることで、3次元的な構造や連続する神経回路を再構成できます。これにより、脳の立体構造やその変化を理解しやすくなります。
時間的な変化の追跡
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経時的観察: 同じ個体や異なる段階の個体から脳切片を採取し、比較することで、発達過程や病気の進行、薬物の効果などを時間的に追跡できます。
疾患研究における実用性
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病理学的診断: 病気に関連する脳の異常を直接観察できるため、診断や治療方針の決定に役立ちます。特に、脳腫瘍や神経変性疾患の研究・診断において重要です。
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治療効果の評価: 脳切片を用いることで、治療後の脳の変化や回復状況を評価でき、治療の有効性を確認することができます。
複数の技術との併用が可能
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分子生物学的手法との組み合わせ: 脳切片は、遺伝子発現解析やプロテオミクスなどの分子生物学的手法と組み合わせて使用することで、より包括的な理解が可能です。
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電子顕微鏡との併用: 脳切片は、光学顕微鏡だけでなく電子顕微鏡を用いた超高解像度の観察にも利用でき、ナノスケールの構造解析が可能です。
実験動物モデルの利用
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動物モデル研究: 実験動物の脳から切片を作成することで、人間の病気のモデルを研究し、病因や治療法の開発に役立てることができます。
これらのメリットにより、脳切片は神経科学、病理学、薬理学などの研究分野で不可欠なツールとなっており、脳の機能や疾患の理解を深めるために広く利用されています。
Precisionary ビブラトーム VF-510-0Z
Precisionary Compresstome® VF-510-0Zは細胞や組織の切片を特許取得済みの圧縮技術によりビビリなしで作製し、急性組織上の多くの生存細胞を維持します。解析した後、組織を取り出しスライスしたり、組織1つから複数の組織サンプルを取得することが可能です。
特許取得済みの圧縮技術によりビビリ・チャタリングなしで切片を作製し、急性組織上の多くの生存細胞を維持。良質な実験結果を保証します。
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従来のビブラトームの5倍の速さで切開し、ブレードを組織に当てる時間を短縮し、より良い切開を実現
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Auto Zero-Zテクノロジーにより、Z軸のたわみを1 µm未満に低減
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持ち運びに便利な軽量設計
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完全自動化：切開＋厚み調整
特徴
A. 耐久性
静かで耐久性のあるパワフルなコードレスモーターを搭載
B. 洗浄が簡単
取り外し可能なバッファートレイとチューブベースにより、洗浄とチューブサイズの変更が容易
C. 切断サンプルの迅速な装填
スライド式コントロールボックスのワンタッチロック解除機構により、迅速なサンプルローディングが可能
D. ユーザーフレンドリーなコントロール
完全に統合されたコントロールボックスは、組織切片作成を制御するための直感的な制御パラメータを備えています。
E. 複数のブレードタイプに対応
新しいマグネット式ブレードホルダーにより、ステンレス製ブレードはマグネットで簡単に装着でき、セラミック製およびタングステン製ブレードは接着剤で装着できます。
F. 取り付けが簡単なブレードホルダー
ブレードの角度が固定されているため、手動での位置合わせが不要。
G. ミクロトームの長寿命化
内蔵のシースルーカバーにより、エアロゾル化した緩衝液から振動部を保護
Compresstome©ビブラトームの利点
アガロース包埋
アガロース包埋とは、Compresstome©振動型マイクロトームで組織切片を切り出す前に、組織試料をアガロース溶液で包埋することです。切片作製にかかる時間はほんのわずかで、より健康的で滑らかな組織スライドを作製できます。
Auto Zero-Z®テクノロジー
振動ヘッドは、Z軸方向の振動をなくすように正確に調整されています。Auto Zero-Z®テクノロジーは、生きた組織サンプルの表面細胞へのダメージを軽減し、薄切片のチャタリングを低減してイメージング結果を向上させます。
豊富なアプリケーション例
Precisionary社は、20年近くにわたり組織スライス装置を専門に扱ってきた会社です。免疫組織学や組織切片の培養、電気生理学や植物研究など、幅広いアプリケーションと引用実績があります。
仕様
レビュー
ジョナサン・ティン博士
アレン研究所
この装置の主な利点は、スライスのスピードが速いことと、アガロース包埋による手動の安定化です。冠状面でも水平面でも均一なスライスを作成することができ、経心筋灌流、脳の摘出、スライスをすべて10分以内に完了させることが日常的になっています。
クラウディア・ローベル博士
ミシガン大学
Compresstomeビブラトームを精密肺切片（PCLS）実験に使用していますが、切片作成に非常に満足しています。Compresstome は定期的に（週に何日も）使用しています。
Shaoyu Ge博士
神経生物学部門、SUNY
私たちは様々なベンダーのミクロトームを使用した経験がありますが、Compresstome®の優れたスライス能力に興奮しています。
Cynthia Koziol-White博士
ラトガース大学
Compresstomeは本当にきれいな肺切片を作ることができただけでなく、Krumdieckよりも多くの肺切片を作ることができました。低融点アガロースを注入した肺サンプルを切開したのですが、Compresstomeのおかげで数日間PCLSを作ることができました。これにより、肺スライスからの出力はKrumdieckより大幅に増加しました。
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肺機能測定・解析
flexiVent肺機能測定・解析ソリューションは、in vivo呼吸力学測定のゴールドスタンダードとして広く知られています。従来の肺換気の抵抗とコンプライアンス力学を超え、中枢気道、末端気道、実質の力学的特性に関する重要な詳細を測定・解析します。
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vivoFlow
呼吸機能解析
vivoFlowは無拘束での呼吸機能解析装置です。全身、ヘッドアウト、ダブルチャンバーでの呼吸機能解析を提供します。
プレチスモグラフィは、意識のある自発呼吸の実験室被験者の肺機能を研究するための標準的な方法です。気圧脈波法では、被験者が呼吸している間、薬物やその他の刺激にさらされる前後に生じる流量と圧力の変化を測定します。さまざまな被験者のサイズやタイプに容易に適応でき、被験者を連続した実験日に何時間も研究する縦断的研究によく使用されます。
