轉(zhuǎn)基因Ca2+指示劑:轉(zhuǎn)基因技術和光遺傳技術的飛速發(fā)展,催生了基因編碼的Ca2+指示劑(GECIs)。它們不依賴于熒光染料,可以靶向特定的組織,如神經(jīng)細胞、心肌細胞、T細胞等,并且可以避免熒光指示劑帶來的的許多問題,是監(jiān)測轉(zhuǎn)基因動物體內(nèi)鈣離子的一個極好的工具。個基因編碼的鈣離子指示劑Cameleon早在1997年就發(fā)表了。它是利用與鈣離子結(jié)合后發(fā)生結(jié)構(gòu)變化,作為供體的CFP和作為受體的YFP之間產(chǎn)生FRET的原理。2000年,GCaMP誕生了。它是增強型綠色熒光蛋白(EGFP)和鈣調(diào)蛋白(結(jié)合鈣離子)、鈣調(diào)蛋白結(jié)合肽M13組成的,結(jié)合鈣離子后,鈣調(diào)素-M13相互作用引起GFP空間結(jié)構(gòu)變化,發(fā)出綠色熒光(圖5)。GCaMP的問世有著**性的意義,它改變了我們觀察神經(jīng)元群體活動的方式,讓科學家們可以在成千上萬的細胞中,看到哪些神經(jīng)元在放電,它們放電的模式和規(guī)律是怎樣的,從而進一步探索各種內(nèi)在的神經(jīng)機制。雙光子熒光顯微鏡能夠在進行活動動物成像的時候?qū)崿F(xiàn)高分辨率和高信噪比。寧波熒光鈣成像nVoke2.0
大家都知道,只有游離鈣才具有生物學活性,而細胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度由鈣離子的內(nèi)外流平衡所決定,同時也受鈣結(jié)合蛋白的影響。細胞外鈣離子內(nèi)流的方式有很多種,其中包括電壓門控鈣離子通道、離子型谷氨酰胺受體、煙堿型膽堿能受體(nAChR)和瞬時受體電位C型通道(TRPC)等。神經(jīng)元鈣成像的原理就是利用特殊的熒光染料或鈣離子指示劑將神經(jīng)元中鈣離子濃度的變化通過熒光強度表現(xiàn)出來,以反映神經(jīng)元活性。該方法可以同時觀察多個功能或位置相關的腦細胞。浙江鈣成像供應商鈣成像技術能直接測量神經(jīng)元和神經(jīng)元組織中動態(tài)的鈣流動。
鈣成像技術在許多領域都有廣泛的應用,以下是一些常見的應用場景:1.神經(jīng)科學研究:鈣成像技術被廣泛應用于研究神經(jīng)元活動和神經(jīng)網(wǎng)絡的功能??梢杂^察神經(jīng)元的鈣離子動態(tài)變化,揭示神經(jīng)元的興奮性和抑制性活動,研究神經(jīng)網(wǎng)絡的連接和信息傳遞。2.細胞信號傳導研究:鈣離子在細胞內(nèi)起著重要的信號傳導作用。鈣成像技術可以用于研究細胞內(nèi)鈣離子的濃度變化,揭示細胞信號傳導的機制和調(diào)控過程。3.細胞凋亡研究:鈣離子在細胞凋亡過程中扮演重要角色。鈣成像技術可以用于觀察細胞內(nèi)鈣離子的變化,研究細胞凋亡的啟動和執(zhí)行過程。4.藥理學研究:鈣成像技術可以用于評估藥物對細胞內(nèi)鈣離子濃度的影響。可以研究藥物的作用機制、藥物的劑量效應關系等。5.疾病研究:鈣成像技術可以應用于研究與鈣離子信號傳導相關的疾病,如神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病等??梢越沂炯膊“l(fā)生及發(fā)展的機制,為疾病的診斷和診療提供依據(jù)。總之,鈣成像技術在神經(jīng)科學、細胞生物學、藥理學和疾病研究等領域都有廣泛的應用,可以幫助揭示生物過程的機制和疾病的發(fā)生及發(fā)展過程。
指示劑是如何負載細胞,目前有三種在神經(jīng)元上填充鈣離子指示劑的方法,且都可以用于體內(nèi)和體外研究。第一種方法是利用玻璃吸管將膜滲透性鹽或葡聚糖形式的指示劑注入單個神經(jīng)元中。此方法方便實驗者控制單個神經(jīng)元內(nèi)的鈣離子指示劑濃度且信噪比較高。第二種是利用“批量加載”的方法將鈣離子指示劑染料負載神經(jīng)元,觀察對象為一群神經(jīng)元。盡管此方法可能導致一些膠質(zhì)細胞也被指示劑所標記,但明顯提高了整體神經(jīng)元的標記百分比,使研究者得以觀察到一群神經(jīng)元內(nèi)動作電位相關性的活動。第三種也較為常用,通過病毒轉(zhuǎn)染的方式使其基因編碼鈣離子指示劑??梢詫ι畈磕X區(qū)、皮層區(qū)域等大部分腦區(qū)進行鈣成像使用鈣離子指示蛋白。
不論采用哪一類鈣離子指示劑,總體上成像記錄過程是非常類似的。包含鈣離子指示劑的細胞可以通過熒光顯微鏡(fluorescencemicroscope)觀測,然后通過CCD攝像機捕捉、記錄圖像?,F(xiàn)在鈣成像技術主要在以下幾類神經(jīng)科學研究方面有廣泛應用:1.記錄培養(yǎng)的神經(jīng)元的活動。2.記錄腦片上神經(jīng)元的活動。記錄神經(jīng)元的活動。由于離體實驗本身的限制,現(xiàn)在越來越多的神經(jīng)方面科學家傾向于做在體鈣成像實驗,希望能得到更準確且更能反應生理狀況的數(shù)據(jù)。得益于雙光子熒光顯微鏡的發(fā)展,現(xiàn)在在實驗動物處于huoti狀態(tài)下的鈣成像技術取得了飛速進展。4.記錄神經(jīng)元樹突和樹突棘(spine)的活動。由于對于實驗精度的要求,有些科學家不僅只想記錄單個神經(jīng)元的反應,他們還想更確切地知道神經(jīng)元上哪些樹突和樹突棘參與了某個行為,也就是說他們需要在huoti條件下,對單根樹突以及某些spine進行鈣成像記錄實驗。由于雙光子熒光顯微鏡和GCaMP6基因編碼鈣離子指示劑的發(fā)展,現(xiàn)在,對樹突和樹突棘用鈣成像實驗進行記錄也成為了可能。雙光子熒光顯微鏡的發(fā)展,使在實驗動物處于活動狀態(tài)下的鈣成像技術取得了飛速進展。深圳熒光鈣成像大概費用
鈣成像技術利用鈣離子流的優(yōu)勢在活神經(jīng)細胞上直接可視化鈣信號。寧波熒光鈣成像nVoke2.0
包含鈣離子指示劑的細胞可以通過熒光顯微鏡(fluorescencemicroscope)觀測,然后通過CCD攝像機捕捉、記錄圖像。現(xiàn)在鈣成像技術主要在以下幾類神經(jīng)科學研究方面有廣泛應用:1.記錄培養(yǎng)的神經(jīng)元的活動。2.記錄腦片上神經(jīng)元的活動。記錄神經(jīng)元的活動。由于離體實驗本身的限制,現(xiàn)在越來越多的神經(jīng)方面科學家傾向于做在體鈣成像實驗,希望能得到更準確且更能反應生理狀況的數(shù)據(jù)。得益于雙光子熒光顯微鏡的發(fā)展,現(xiàn)在在實驗動物處于huoti狀態(tài)下的鈣成像技術取得了飛速進展。4.記錄神經(jīng)元樹突和樹突棘(spine)的活動。由于對于實驗精度的要求,有些科學家不僅只想記錄單個神經(jīng)元的反應,他們還想更確切地知道神經(jīng)元上哪些樹突和樹突棘參與了某個行為,也就是說他們需要在huoti條件下,對單根樹突以及某些spine進行鈣成像記錄實驗。由于雙光子熒光顯微鏡和GCaMP6基因編碼鈣離子指示劑的發(fā)展,現(xiàn)在,對樹突和樹突棘用鈣成像實驗進行記錄也成為了可能。寧波熒光鈣成像nVoke2.0