深圳先进院开发出新型荧光探针,用于cAMP信号研究

MEMS 2022-10-02 00:10
据麦姆斯咨询报道,中科院深圳先进技术研究院医工所生物医学光学与分子影像研究中心储军课题组,研发了在活细胞内具有12倍荧光变化的高性能基因编码的cAMP绿色荧光探针——G-Flamp1,并结合显微成像和光纤记录等技术,实时高灵敏监测了果蝇和小鼠等模式生物在特定行为过程中特定神经元的环磷酸腺苷(cAMP)信号时空动力学变化,探索了cAMP动力学与动物行为之间的内在关联。相关研究成果以“A high-performance genetically encoded fluorescent indicator for in vivo cAMP imaging”为题,于近日发表于Nature Communications期刊。审稿人认为该探针具有非常棒的性质,在荧光探针的原性能上具有很大的提升,该探针打开了很多有趣的cAMP信号研究的大门。

G-Flamp1探针的开发和体外表征


细胞不断地接收周围环境的信号,并将其转变为细胞内相应分子数量、分布和活性状态的变化,从而改变细胞的形态和生物学功能等。该过程的异常与疾病发生发展相关。

研究人员选取细胞内重要的第二信使分子cAMP作为研究目标。cAMP可传递细胞表面多种G蛋白偶联受体(GPCR)的信息,在学习与记忆、药物成瘾、运动控制、免疫等过程中发挥重要作用。

G-Flamp1通过体内双光子成像揭示了强制跑步在小鼠运动皮层神经元中所诱导产生的cAMP信号

“活细胞和活体水平的cAMP分子浓度变化的高时空分辨率荧光成像是解析cAMP信号通路及其生物学功能的重要基础。因此,开发高灵敏的cAMP荧光探针成为研究复杂生物过程的关键。”论文通讯作者储军表示。

于是,研究人员设计并得到了具有高亮度、高灵敏度、合适亲和力和快响应速度等特征的高性能基因编码cAMP绿色荧光探针G-Flamp1。该探针在活细胞中的荧光变化可达12倍,是目前少数几个在10倍以上的荧光探针之一。研究人员利用腺相关病毒在小鼠中成功验证了该探针在活体动物中检测cAMP动态变化的实用性。

论文链接:
https://doi.org/10.1038/s41467-022-32994-7

延伸阅读:
《分子诊断技术与市场趋势-2020版》


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