Projekcje nadrdzeniowe są odpowiedzialne za modulację różnych zachowań, takich jak percepcja bólu. Jedna z wypustek przenoszących informację nocyceptywną zawiera włókna serotoninergiczne, które wywodzą się ze szwu tyłomózgowiowego i przyległych jąder siatkowatych1,2. Badania fizjologiczne i farmakologiczne wykazały zwiększone uwalnianie serotoniny w rogu grzbietowym rdzenia kręgowego po elektrycznej stymulacji jąder szwu w tyłomózgowiu3-5. U szczurów i oposów serotoninergiczne włókna szwiordzeniowe mają gęste zakończenia, nie tylko w rogu grzbietowym6-8, ale także w strefie pośredniej7,9,10, rogu brzusznego7,11, a nawet blaszki 1012,13. Nie ma podobnych badań na myszach. Niniejsze badania miały na celu odwzorowanie wzorca zakończenia włókien serotoninergowych powstających z jąder szwu tyłomózgowiowego i przylegających do nich jąder siatkowatych w rdzeniu kręgowym myszy przy użyciu niedawno opublikowanej metody CLARITY14 i jej modyfikacji - CUBIC15.
Konwencjonalna immunohistochemia fluorescencji lub peroksydazy rdzenia kręgowego wyraźnie pokazuje rozkład włókien serotoninergowych w istocie szarej rdzenia kręgowego w przekrojach o grubości 30-40 μm. Podejście to nie wykazuje jednak ciągłości szlaków włókien serotoninergicznych w istocie białej i ich zabezpieczeń w istocie szarej. Chociaż rekonstrukcja 3D skrawków histologicznych poszerzyła naszą wiedzę na temat dróg włóknistych, nadal wyzwaniem dla histologów i anatomów jest śledzenie pojedynczego odcinka ze względu na niewielkie zniekształcenia w tkance spowodowane cięciem. Aby obejść tę przeszkodę, wielu badaczy opracowało różne protokoły uczynienia całej struktury tkanki przezroczystą i zebrania obrazu niezmienionej tkanki w jednym pliku wideo17-21. Jak dotąd, najbardziej skuteczna jest przezroczysta, wymieniana lipidami, sztywna hybrydyzacja akrylamidu, kompatybilna z obrazowaniem / barwieniem immunologicznym, technika hydrożelu tkankowego (CLARITY), opracowana przez grupę Deisserotha14,15, a także CUBIC, opracowana przez Susaki iwsp. 16. Od czasu opublikowania protokołów wielu badaczy zaczęło używać tych technik do badania różnych aspektów tkanek biologicznych, w tym nie tylko mózgu22-25, ale także serca, nerek, jelit i płuc26,27.
Poprzez utrwalenie rdzenia kręgowego myszy roztworem hydrożelu (CLARITY) i oczyszczenie odczynnikami CUBIC (co jest znacznie szybszą metodą niż ta opisana w oryginalnym protokole CLARITY14,15), blok tkanki rdzenia kręgowego o długości 2-3 mm został usunięty w ciągu dwóch tygodni, a barwienie immunofluorescencyjne dla serotoniny zakończyło się w ciągu ośmiu dni. Wystarczy kombinacja środków chemicznych, aby konwencjonalna immunohistochemia mogła być wykorzystana do stworzenia obrazu poszczególnych odcinków włókien w pliku wideo 3D w ciągu około jednego miesiąca.