全臓器・全身の全細胞を網羅する3次元アトラスを構築~次世代の病理診断や創薬研究への展開に期待~

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2026-02-26 科学技術振興機構,東京大学,大阪大学,久留米大学

科学技術振興機構(JST)、東京大学大阪大学久留米大学らの研究グループは、マウスの全臓器および全身を対象に、全細胞を1細胞解像度で記録した3次元全細胞アトラス「CUBIC Organ/Body Atlas」を構築した。組織透明化技術CUBIC法を最適化し、高解像度3次元撮影と画像解析により細胞位置情報を抽出。個体間や条件間で細胞分布を同一基準で比較可能とした。従来困難だった全身スケールの定量解析基盤を確立し、発達学・病理学研究の高度化や次世代3次元病理診断、創薬研究への応用が期待される。成果は米科学誌Cellに掲載された。

全臓器・全身の全細胞を網羅する3次元アトラスを構築~次世代の病理診断や創薬研究への展開に期待~
図 1 組織透明化のプロセス
脱脂および屈折率調整の処理時間や方法を最適化することで高い透明度を達成した。(A)成体マウスの 11 臓器の組織透明化。(B)新生仔マウス全身の組織透明化。

<関連情報>

全臓器および全身の3Dアトラスにより細胞全体のプロファイリングが可能 Whole-organ and whole-body 3D atlases enable cellome-wide profiling

Shota Y. Yoshida ∙ Katsuhiko Matsumoto ∙ Satoshi Takagi ∙ … ∙ Eiichi Morii ∙ Etsuo A. Susaki ∙ Hiroki R. Ueda
Cell  Published:February 25, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.12.057

Highlights

  • We created organ-/body-wide whole-cell atlases (CUBIC Organ/Body Atlas) of mice
  • Each atlas contains all cell coordinates in major organs and a whole neonatal body
  • Advanced system rapidly collected single-cell-resolution images across samples
  • This resource aids cellomics studies on diseases and developmental processes

Summary

Recent advancements in tissue clearing and light-sheet fluorescence microscopy have enabled whole-organ/body-scale analysis at single-cell resolution. However, comprehensive bioinformatics resources like digitized whole-cellome maps, analogous to whole-genome sequencing, remain limited. Here, we present the CUBIC Organ/Body Atlas, a set of three-dimensional single-cell-resolution references for eleven adult mouse organs and a neonatal whole-mouse body. To generate this atlas, we optimized tissue clearing protocols and developed exMOVIE, an imaging system achieving sufficient working distance and axial resolution for organ-/body-wide three-dimensional imaging and subsequent cell nuclei detection. The atlas facilitates comparative analysis among multiple samples at single-cell resolution, allowing for applications in organ development studies, disease state analysis, and whole-body immune cell profiling with three-dimensional immunostaining. Thus, the CUBIC Organ/Body Atlas contributes to establishing a common cellomics workflow, advancing our systems-level understanding of organisms in physiological, developmental, and pathological processes.

細胞遺伝子工学
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