无标记全息层析 45 秒读取髓鞘：小鼠轴突 g-ratio 接近电镜结果

学术圈重大事件 · 发布 2026-08-20T13:40:00+08:00 · 更新 2026-08-20T13:45:53+08:00

核心结论

Scientific Reports 将全息层析成像与点扩散函数感知模型结合，在小鼠胼胝体冰冻切片中无染色估计轴突直径、髓鞘厚度和 g-ratio。系统每视野 45 秒采集 100 个照明角度；160 根野生型轴突的平均估计 g-ratio 为 0.736，接近同品系电镜值 0.721。方法适合高通量筛药，但亚分辨率厚度依赖模型推断，尚未验证人组织。

Scientific Reports 8 月 20 日发表一套无标记髓鞘定量方法，把全息层析成像与点扩散函数感知模型结合。髓鞘完整性是脱髓鞘疾病和再髓鞘治疗的重要指标，常用 g-ratio 表示轴突直径与含髓鞘纤维直径之比。透射电子显微镜能提供金标准级形态，但样品制备破坏性强、观察面积小且耗时，不适合大规模药物筛选。

研究系统在每个视野采集 100 个不同斜入射角的全息图，用时 45 秒，再重建三维折射率分布，横向分辨率 335 纳米、轴向分辨率 2.2 微米。团队对轴突和髓鞘形成的同心折射率剖面拟合模型，从而推断轴突直径、髓鞘厚度和低于光学直接分辨能力的 g-ratio；这意味着速度提升来自光学采集与计算模型共同作用，而不是显微镜直接“看见”所有纳米结构。

在 160 根野生型小鼠轴突中，全息层析得到的平均估计 g-ratio 为 0.736，与同品系透射电镜测得的 0.721 接近。团队还用溶血卵磷脂诱导脱髓鞘和随后再髓鞘，观察到再髓鞘区域估计 g-ratio 为 0.740，高于对侧对照的 0.704，符合新生髓鞘相对较薄的预期。对神经修复实验室而言，同一平台可在更大视野上重复测量，为候选再髓鞘化合物提供形态终点。

不过当前验证限于小鼠胼胝体冰冻切片，尚不是活体成像，也没有证明能在人体脑组织、不同固定流程或病理异质性下保持精度。g-ratio 低于系统直接分辨率时依赖模型、折射率假设和分割质量；与“同品系”电镜均值接近不等于逐根轴突完全一致。后续需做同一组织区域的配准电镜验证、跨设备重复性和盲法药物筛选，确认速度优势没有牺牲病理敏感性。

来源： Scientific Reports 原始研究（8 月 20 日）

信息来源

• Scientific Reports 原始研究

可信度说明

来源为同行评议、CC BY 4.0 研究，可核验 100 个照明角、45 秒采集、335 纳米横向分辨率、160 根轴突及 g-ratio 对照。亚分辨率髓鞘厚度是模型推断而非直接光学读数；目前仅验证小鼠切片，仍需同区域电镜、跨设备和人组织复现。

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