随着神经生物学、细胞生物学的深入研究，特别是近几年提出的脑计划相关研究，研究者需要获得细胞、乃至组织层面的更大尺度三维结构信息（>1mm3），这就需要依赖体电子显微学的一项新技术——基于连续超薄切片扫描电镜成像方法（ssSEM）。该技术主要是通过收集带对树脂包埋样品的连续超薄切片进行自动化收集，然后将切片带转移至扫描电镜，再对获得的系列电子显微图像进行高分辨率的大尺度三维重构。它的独特优势在于：①样品可保存；②可在不同分辨率下重复成像；③可实现多台SEM并行成像，提高通量；④研究尺度最大（毫米级）；⑤便于开展大尺度光电关联技术。由此，一些珍贵的样品就像图书馆里的图书一样可供研究者反复“查阅”，且科研人员可针对感兴趣的区域分次研究，从而提高了采集效率和灵活性。

　　成像中心率先在国内建立了全套完整的AutoCUTS-SEM解决方案及工作流程（图1）。探索了利用高压冷冻/冷冻替代方法制备适合连续切片的高质量线虫样品，并对市面上的多种收集带的选择和预处理方法进行了详细地比较和探索。最终，研究人员利用AutoCUTS成功收集了大约2140张连续切片，建立了整条线虫幼虫的连续切片库，并采集了相应的SEM图像（图2）。同时成像中心还开发了AutoSEE成像软件，可以实现自动采集SEM图像的功能。

图1.连续超薄切片扫描电镜成像方法解决方案

图2. 线虫幼虫三维重构结果

　　AutoCUTS-SEM技术应用非常广泛，它可以解决诸多神经科学、脑科学、细胞生物学、发育生物学等多学科的难题。比如：（1）绘制脑连接图谱；（2）构建线虫等生物的三维结构数据库；（3）捕捉细胞内、组织内发生的小概率事件；（4）分析三维结构差异。从组织层面上分析多种组别特定区域的三维结构差异，深刻理解其发生机理。目前利用此技术，成像中心已经为多个课题组进行了对外服务，并产出了多篇重要成果。

　　Publication：

　　1. Li XX, Ji G, Chen X, Ding W, Sun L, Xu W, Han H, Sun F. Large scale three-dimensional reconstruction of an entire Caenorhabditis elegans larva using AutoCUTS-SEM. J Struct Biol. 2021,200(2):87-96

　　2. Liu XZ, GuoXY, Niu LL, Li XX, Sun F, Hu JJ, Wang XX, and Shen K. Atlastin-1 regulates morphology and function of endoplasmic reticulum in dendrites. Nat Commun.2019,10:568.

　　3. Shen W, Ma L, Zhang X, Li X, Zhao Y, Jing Y, Feng Y, Tan X, Sun F, Lin J. Three-dimensional reconstruction of Picea wilsonii Mast. pollen grains using automated electron microscopy. Sci China Life Sc.2020,63(2):171-179.

　　4. Zhang W, Zhang S, Yan P, Ren J, Song M, Li J, Lei J, Pan H, Wang S, Ma X, Ma S, Li H, Sun F, Wan H, Li W, Chan P, Zhou Q, Liu GH, Tang F, Qu J.A single-cell transcriptomic landscape of primate arterial aging. Nat Commun. 2020,11(1):2202.

　　5. Wang S, Zheng Y, Li Q, He X, Ren R, Zhang W, Song M, Hu H, Liu F, Sun G, Sun S, Liu Z, Yu Y, Chan P, Zhao GG, Zhou Q, Liu GH, Tang F, Qu J 2021. Deciphering primate retinal aging at single-cell resolution. Protein Cell. 2020,12(11):889-898.?