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來源: 發(fā)布時間:2024-12-22

鈣離子在很多生理活動中都發(fā)揮著重要作用,除了在肌肉細胞收縮中扮演著重要的角色,鈣離子也是神經元活動的重要“風向標”之一:當神經元膜電位發(fā)生去極化,產生的動作電位傳導到神經元軸突末梢時,細胞膜上的電壓門控鈣離子通道打開,大量鈣離子內流,包含神經遞質的囊泡由突觸前膜釋放至后膜,下游神經元就得以接受到上游的信號。因此,鈣離子成像可以追蹤神經元動作電位,從而幫助我們了解神經元集群的活動,可以用于感知覺,學習記憶,社會性行為等各種各樣的研究中。傳統(tǒng)的鈣成像技術受限于顯微鏡的視野,只能對很小的一片區(qū)域進行記錄。光遺傳鈣成像哪里買

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鈣是機體的組成元素之一。鈣離子作為電流載體維持細胞內外的電化學梯度,同時在細胞的生命活動中扮演著重要角色。作為第二信使,鈣參與細胞周期、細胞代謝、細胞分化、壞死、凋亡等等許多重要的生理過程。細胞內的鈣離子水平通常很低,一般胞漿中的自由鈣約為100nM。胞內的鈣可被各種亞細胞器所貯存,據(jù)文獻報道:其中約50%位于細胞核,30%位于線粒體,14%位于內質網,5%位于胞膜上,1%位于胞質內,且因為鈣離子易與磷酸和碳酸復合物形成不溶物,故游離鈣只占[1]。細胞可以通過鈣內流、內鈣釋放及膜系統(tǒng)上的降鈣蛋白等一整套完整的監(jiān)控系統(tǒng)來維持細胞內鈣的內穩(wěn)狀態(tài)。例如與鈣內流相關的通道例如電壓門控性鈣離子通道VDCC、受體活躍的通道RACC;與內鈣釋放相關的受體如內質網上的IP3受體;以及降鈣相關的脂膜及線粒體上的主動運輸?shù)拟}泵系統(tǒng)等等[2]。近20年來鈣的熒光成像及測定技術發(fā)展迅速,出現(xiàn)了各種各樣的鈣熒光指示劑,結合不斷發(fā)展的顯微成像系統(tǒng),我們可以對活細胞的鈣離子進行測定及成像,進一步揭示其生理機制及相關疾病的發(fā)病機制。鈣成像的熒光指示劑鈣成像的熒光探針一般均為Ca2螯合劑EGTA,APTRA,BAPTA的衍生物,它們可以結合鈣離子從而顯示一個光譜響應。重慶神經元鈣成像多少錢長時間追蹤相同細胞,進行可重復的科學研究對自由行為動物進行慢性鈣成像研究。

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轉基因Ca2+指示劑:轉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)測轉基因動物體內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合后發(fā)生結構變化,作為供體的CFP和作為受體的YFP之間產生FRET的原理。2000年,GCaMP誕生了。它是增強型綠色熒光蛋白(EGFP)和鈣調蛋白(結合鈣離子)、鈣調蛋白結合肽M13組成的,結合鈣離子后,鈣調素-M13相互作用引起GFP空間結構變化,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在的神經機制。

鈣離子在很多生理活動中都發(fā)揮著重要作用,除了在肌肉細胞收縮中扮演著重要角色,鈣離子也是神經元活動的重要“風向標”之一:當神經元膜電位發(fā)生去極化,產生的動作電位傳導到神經元軸突末梢時,細胞膜上的電壓門控鈣離子通道打開,大量鈣離子內流,包含神經遞質的囊泡由突觸前膜釋放至后膜,下游神經元就得以接受到上游的信號。因此,鈣離子成像可以追蹤神經元動作電位,從而幫助我們了解神經元集群的活動,可以用于感知覺,學習記憶,社會性行為等各種各樣的研究中多種鈣離子指示劑和鈣成像手段的存在使研究人員能夠根據(jù)具體的實驗需要進行選擇。

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鈣成像技術是一種監(jiān)測組織內鈣離子濃度的方法,通過使用鈣離子指示劑,科學家可以觀察神經信號在神經網絡中的傳遞過程,并了解神經元活動與內部鈣離子濃度的關系。在靜息狀態(tài)下,大部分神經元的胞內鈣離子濃度為50-100nM,而當神經元活動的時候,胞內鈣離子濃度能上升10-100倍,增加的鈣離子對于含有神經遞質的突觸囊泡的胞吐釋放過程必不可少。鈣成像是一種生物醫(yī)學技術,主要用于觀察和記錄細胞內鈣離子濃度的變化。鈣離子是細胞內重要的信號分子,其濃度的改變可以影響細胞的生理功能和病理狀態(tài)。因此,鈣成像技術對于研究細胞生物學、神經科學、心血管醫(yī)學等領域具有重要意義。鈣離子能產生許多控制細胞功能的胞內信號,如突觸囊泡中神經遞質的釋放等。動物神經元鈣成像哪里買

鈣成像顯微鏡由軟件控制的電子對焦方式,讓成像更加穩(wěn)定清晰。光遺傳鈣成像哪里買

想要對鈣離子的動態(tài)變化進行有效的檢測,鈣離子指示劑的選擇顯得尤為重要。鈣離子熒光指示劑在未結合鈣離子前幾乎無熒光,與鈣離子結合后,熒光強度xianzhu增強。利用這一原理,可以通過指示劑的信號強弱來觀察細胞內鈣離子濃度水平的變化。根據(jù)激發(fā)光波長范圍,鈣離子指示劑可以分為可見光激發(fā)和紫外光激發(fā),而根據(jù)其工作原理又可以分為比率和非比率型。常見的鈣離子指示劑有以下幾種:紫外光激發(fā)Ca2+熒光探針、可見光激發(fā)Ca2+熒光探針、轉基因Ca2+指示劑。光遺傳鈣成像哪里買