$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Monitorowanie neuronów korowych wewnątrzżyciowych jest niezbędne do zrozumienia struktury i funkcji mózgu1. Mikroskopia dwufotonowa (TPM) jest kluczowym narzędziem w takich badaniach in vivo 2,3. Jednak jakość i głębokość obrazowania są poważnie ograniczone przez silne rozpraszanie światła z nieprzezroczystej czaszki leżącej nad korą 4,5.
Okna z otwartą czaszką6 i przecieńczoną czaszką 7,8 znacznie poprawiły optyczny dostęp do kory i są szeroko stosowane, jednak oba podejścia mają swoje ograniczenia. Otwarte okna czaszki mogą wywołać ostre uszkodzenia mózgu i reakcje zapalne 9,10, podczas gdy przerzedzenie czaszki jest technicznie wymagające i trudne do osiągnięcia jednolitej grubości11,12.
Techniki optycznego oczyszczania czaszki in vivo oferują minimalnie inwazyjną alternatywę, która umożliwia obrazowanie dwufotonowe w rozdzielczości aksonalnej u dorosłych myszy. Jednak osiągalna głębokość obrazowania pozostaje ograniczona (zazwyczaj 150–400 μm poniżej pia)12,13,14,15. W praktyce oczyszczanie czaszki zwykle ogranicza się do krótkiego okresu pod znieczuleniem przy sztywnym fiksowaniu głowy, a systematyczna optymalizacja koktajli oczyszczania dla składu kości czaszki pozostaje niedostatecznie zbadana 12,13,14,15.
Aby przezwyciężyć te ograniczenia, wcześniej opracowaliśmy na głowie zamontowane okno optycznie przezroczyste czaszki (HOTS), które umożliwia długotrwałe, wyłączone oczyszczanie czaszki u wolno zachowujących się myszy (Rysunek 1A)16. Podejście to wykorzystuje dwustopniową procedurę oczyszczania z użyciem odczynników (S1 i S2), które zostały zoptymalizowane poprzez systematyczne przesiewanie chemiczne w naszej poprzedniej pracy16. Systematyczna optymalizacja odczynników oczyszczających oraz charakterystyka skuteczności oczyszczania, odwracalności, biobezpieczeństwa i wydajności obrazowania in vivo okna HOTS zostały opisane w naszej poprzedniej pracy16, która również wykazała korzystną odpowiedź astroglialną po leczeniu HOTS. Przedstawiamy tutaj krok po kroku protokół ustanawiający okno HOTS, umożliwiające głębokie przezczaszkowe obrazowanie dwufotonowe u dorosłych myszy. W reprezentatywnych przygotowaniach głębokości obrazowania sięgają ~800 μm poniżej pia, niemal odpowiadając tym osiągalnym przy otwartych oknach. Okno HOTS umożliwia głębokie obrazowanie strukturalne u myszy Thy1-GFP-M oraz funkcjonalne obrazowanie wapnia u myszy Thy1-GCaMP6 w stanie obudzenia.