新一代无损伤钙离子探针“GCaMP-X”

发布网友发布时间：2024-05-14 18:55

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热心网友时间：2024-06-12 03:45

生物世界中的钙离子(Ca2+)如同细胞的指挥官，其细微变化对生命活动至关重要。科学家们致力于开发更先进的钙离子感应器（GECIs），如GCaMP家族，以实现荧光成像技术，洞察细胞内部钙信号的动态。然而，早期版本的GCaMP在揭示这些信号的同时，也带来了不容忽视的细胞损伤风险，尤其是在细胞核内的堆积，这无疑对神经元的健康构成了威胁。

2018年，刘晓冬研究团队在科研领域取得了突破，他们推出了新一代无损伤钙离子探针——GCaMP-X。这一创新引入了保护机制，有效缓解了钙调蛋白(CaM)的干扰，特别是针对L型钙通道(CaV1)，显著减少了神经元退化和凋亡的风险。GCaMP-X系列中的GCaMP6m-XC，更是解决了长期使用传统GCaMP可能导致的副作用问题，它以精准、无损的优势，成为了钙M依赖工具设计中的重要指南。

他们的研究深度挖掘了电压门控钙通道的机制，以及新型探针GCaMP-X在感知感觉刺激和病理关联方面的表现，这些成果源于他们在Nature、Cell Reports、eLife和Nature Communications等顶级期刊上的发表。研究的进展得到了国家自然科学基金委和清华大学麦戈文脑科学研究所等机构的大力支持。他们的研究还参考了Tallini（2006）和Colomer（2004）等人的开创性工作，为钙离子探针技术的发展提供了坚实的基础。

作为一款尖端产品，GCaMP-X系列中的GCaMP6m-XC在实际应用中展现出了卓越的性能。例如，左脑皮层神经元中，GCaMP6m明显地核内聚集，而在右脑皮层，GCaMP6m-XC则避免了这种现象。研究团队提供了关键的实验图像，如图一（病毒注射3周后的观察）和图二（长达13周的追踪），显示了GCaMP6m-XC在长时间内的稳定表现。值得注意的是，为了获得最佳的体内双光子实验效果，他们建议使用高滴度（10^13）的病毒，以保证低表达量的GCaMP6m-XC也能有效工作。

总之，刘晓冬课题组的这一创新成果，无疑为钙离子探针技术的发展开辟了新的可能，为神经科学领域的研究提供了更为精确、安全的工具。更多关于钙离子探针的信息，可以进一步探索和应用。