Development of a Tablet-based Functional Clarity Measurement Assay in Transparent Brains

Abstract

The advent of tissue clearing methods, in conjunction with advancements in high-resolution imaging techniques, has enabled the visualization of three-dimensional structures with unprecedented depth and detail. Although a variety of tissue clearing protocols have been developed to date, little has been done to compare and quantify the efficacy of clearing in a systematic, reproducible fashion. Here, we present two novel assays for measuring tissue transparency, PACA (Punching-Assisted Clarity Analysis)-Light and PACA-Glow, which use easily accessible spectroscopy and gel documentation systems to quantify the transparency of multiple cleared tissues in a simultaneous manner. We demonstrate the use of PACA-Light and PACA-Glow to compare the efficacies of over twenty tissue clearing protocols on rodent brain samples. We also show that there are regional differences in tissue transparency in the rodent brain, with cerebellar tissue consistently achieving lower levels of clearance compared to the prefrontal or cerebral cortex across all protocols. This represents the largest comparative study of tissue clearing protocols to date, made possible by the ease and high-throughput nature of our PACA platforms. 고해상도 이미징 기술과 함께 조직 투명화 기술의 개발로 전례없는 깊이와 디테일로 삼차원 구조를 시각화 할 수 있었다. 다양한 조직 투명화 기법들이 개발되었지만 체계적이고 재현이 가능한 방식으로 그 투명화 효과를 정량화하 기 위한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 우리는 쉽게 접근 할 수 있는 분광학 기와 gel documentation systems을 사용하여 다양한 종류의 투명화된 조직의 투명도를 동시에 정량화하는 PACA (Punching-Assisted Clarity Analysis)- Light 및 PACA-Glow 두 가지 새로운 조직 투명도 분석법을 제시한다. 우리 는 쥐의 뇌를 이용하여 20가지 이상의 조직 투명화 기법들을 PACA-Light과 PACA-Glow를 통해 비교하였다. 우리는 또한 쥐의 뇌에서 조직 투명도가 부 위별 차이를 보여줬으며, 소뇌 조직은 모든 조직 투명화 기법들에 걸쳐 전두엽 또는 대뇌 피질에 비해 낮은 수준의 투명도를 지속적으로 보여주었다. 이는 PACA platform의 높은 처리량 특성으로 인해 현재까지의 조직 투명화 기법들 에 대한 가장 큰 비교 분석한 연구이다.