2016年12月18日
系统化的脑组织切片程序对于将特定的神经精神现象与明确的神经病理学诊断相关联至关重要。根据不同的临床与学术需求,脑组织切片方法存在多种差异。本方案描述了一种对称的双半球脑切片程序,旨在研究人类脑病理学中的半球差异,并最大限度地利用当前及未来的生物分子/神经影像技术。
本方案的总体目标是系统性地采集和分析从人脑双侧半球对称切取的一系列恒定脑区,以评估多种脑部疾病的严重程度、临床病理分期及半球分布特征。该方法有助于解答神经病理学领域的关键问题,提供系统化组织的定性和定量神经病理学数据,用于深入的临床病理与影像病理相关性分析。该技术的主要优势在于能够获得与病理过程本身相关的数据,同时揭示每个大脑半球的组织功能特化特征。
根据文本方案固定死后人脑组织后,将脑组织置于平坦表面上,使额极朝向远离操作者的方向。调整脑组织的方向,以便充分且清晰地观察整个大脑半球的所有皮层脑回和脑沟。检查组织是否存在脑膜异常、大脑半球宏观不对称、组织宏观缺损、先天性畸形、血管异常,或大脑表面的任何其他异常或不寻常表现。
将脑的额极朝向远离研究者的方向,大脑半球的浅表部分朝向研究者,拍摄足够数量的数码照片,以记录可能存在的大体异常,并为可能的临床、神经、解剖及切割后观察提供依据。应垂直于脑组织拍摄数码照片,以完整捕捉整个大脑皮层表面。随后使用墨水或彩色针头标记中央前回和中央后回的皮层区域。
接下来,在保持额极仍朝向远离方向的情况下,将脑组织翻转180度,然后仔细检查脑底部,特别注意脑干水平的脑血管系统以及颅神经的进出部位。处理嗅球和嗅束时需格外小心,因其极为脆弱,避免造成组织撕裂。将数码相机垂直于脑组织进行拍摄,以完整记录大脑皮层和脑干表面的全部结构。
面对脑基底部,使用手术刀在脑桥上部尽可能靠近大脑基底部的位置横向切断脑干。仔细检查黑质是否有苍白表现,并观察其他邻近结构。使用录音设备记录脑组织与正常脑相比的任何异常外观。
此处正在解剖左侧和右侧半球的嗅球及嗅束。将脑组织翻转回原位,使用锋利的刀片沿额-枕方向,通过正中纵裂中央切断胼胝体,以分离两个半球。检查每个半球的两侧是否存在可能的异常。
在拍摄了所有必要的图像(包括垂直于大脑以完整捕捉整个大脑皮层表面的图像)后,将两个脑半球平放在其内侧面,使额叶朝向远离操作者的方向,并使两个半球的中心相互接触。使用一把锋利的刀,从额极开始,手动沿脑半球全长向枕极方向切割,将两个大脑半球均切成一系列厚度为1厘米的脑组织切片。将这些脑切片按解剖学有序且对称的序列放置在印有标尺的白色平面上,以便拍照记录。
确保脑片的冠状面暴露可见,以便直接目视检查和进行数码摄影。使用两侧印有毫米网格的切割面,更准确地定位脑结构、大小及可能存在的异常。在冠状面可见的情况下,垂直拍摄数字照片以完整记录整个大脑皮层表面。
记录大脑与正常大脑相比的任何异常特征。接下来,使用锋利的手术刀,针对每个既定的大脑区域手动分离出小的矩形脑组织块。请遵循本表格中描述的大脑区域取材方案。
通过为每个病例生成随机或半随机数字,创建用于标记组织学盒的识别代码,其中AD代表阿尔茨海默病研究,16代表尸检执行年份,0001为递增的样本登录编号。将每个组织块分别放入不同的组织学盒中。按照前述方法,对完整切开的脑组织及相应的组织学盒尽可能多地拍摄数码照片。
完成全部图像采集后,取2至5毫米大小的组织块用于DNA提取和遗传学分析。最后,将所有含有脑组织块的组织学包埋盒浸入之前所使用的相同类型的固定液中,并根据文本方案处理组织。下表描述了在脑库收集的一系列人脑上采用对称双半球脑切法所获得的一些初步半定量数据。
初步数据显示,大多数老年对照组大脑实际上对β-淀粉样神经炎性斑块和tau蛋白神经原纤维缠结呈阳性,且左侧内嗅皮层和海马中不溶性β-淀粉样神经炎性斑块的水平高于右侧相应脑区。若操作得当,掌握该技术后,固定脑组织的处理可在1小时内完成,新鲜脑组织的处理可在2小时内完成。在进行该操作时,必须牢记遵循建议的切片方案,并依据精确的人体解剖学知识,从两侧半球分别采集每个脑区组织。
完成此操作后,可进一步开展DNA、RNA或蛋白质提取等其他方法,以回答更多问题,例如在特定脑部疾病中,特定半球的特定脑区中某个特定基因的激活水平如何。随着该技术的不断推广,将为神经病理学、临床病理学以及影像病理学相关领域的研究人员探索各种神经精神疾病中与半球相关的病理特征提供重要途径。观看本视频后,您应能够充分掌握如何从人脑的两个半球中采集特定解剖区域,以评估疾病的严重程度、病理分期以及不同神经病理过程在半球间的分布情况。
请务必牢记,人脑研究涉及个体的复杂神经解剖回路及其可能存在的多种疾病,因此刀片、手术刀和福尔马林等物品必须极其谨慎地操作和处理。
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本方案概述了一种对称的双侧半球脑组织切取方法,旨在研究人类脑部病理中两侧半球的差异。该方法有助于获取定性和定量的神经病理学数据,以增强临床与影像病理学之间的相关性分析。
对称性双侧大脑半球切割技术可实现从两侧大脑半球系统性地采集神经病理学数据,有助于在神经精神类靶点验证过程中进行机制性风险排除。该方法通过提供解剖结构有序的组织样本,将临床表型与半球特异性病理变化进行关联分析,从而提高预测可信度,为中枢神经系统药物研发的早期发现决策提供依据。
该方法通过提供解剖学可控的人脑组织用于假设驱动型研究,将靶点验证与临床前研究的发现过程整合为一体。