钙成像技艺(calcium imaging)是指运用钙离子带领剂监测组织内钙离子浓度的顺次。在神经系统谈论方面,在活体(in vivo)或者离体(in vitro)谈论中,钙成像技艺被世俗应用于同期监测成百上千个神经元内钙离子的变化范冰冰 女同,从而检测神经元的行动情况。有了钙成像技艺,蓝本悄无声气的神经行动就酿成了一幅斑斓能干的壮不雅影像,科学家终于不错亲眼看着神经信号在神经汇集之中交往穿梭。因此,这种技艺一出现,就受到了全寰宇神经科学家们的追捧,于今一经是东谈主们不雅测神经行动最为平直的技巧。
国产亚洲精品在线视频香蕉基原意趣在生物有机体内,钙离子产生多样种种的胞内信号,这些胞内信号险些在每种类型的细胞中王人存在,在好多功能方面有蹙迫作用,例如腹黑肌细胞减弱的规矩和从细胞增殖到细胞死字通盘细胞周期的退换等。在哺乳动物的神经系统中,钙离子是一类蹙迫的神经元胞内信号分子。在静息状态下,大部分心经元的胞内钙离子浓度为50-100nM,而当神经元行动的时候,胞内钙离子浓度能飞腾10-100倍,增多的钙离子关于含有神经递质的突触囊泡的胞吐开释进程必弗成少。也便是说神经元的行动与其里面的钙离子浓度密切有关,神经元在放电的时候会爆发出一个顷刻的钙离子浓度岑岭。神经元钙成像技艺的旨趣便是借助钙离子浓度与神经元行动之间的严格对应相干,运用独特的荧光染料或者卵白质荧光探针(钙离子带领剂,calcium indicator),将神经元中的钙离子浓度通过荧光强度发扬出来,从而达到监测神经元行动的方针。
钙离子带领剂当今世俗使用的钙离子带领剂有化学性钙离子带领剂(chemical calcium indicators)和基因编码钙离子带领剂(genetically encoded calcium indicators,GECI)两类:
1.化学性钙离子带领剂:指的是不错螯合钙离子的小分子,通盘这些小分子王人基于EGTA(乙二醇双四乙酸)的同系物BAPTA(氨.基.苯乙.烷四乙酸),BAPTA大要特异域和钙离子螯合,而不会和镁离子螯合,是以被世俗地用作钙离子螯合剂。当今使用较世俗的化学性钙离子带领剂有:Oregon Green-1、Fura-2、Indo-1、Fluo-3、Fluo-4。
2.基因编码钙离子带领剂:这些带领剂是来自于绿色荧光卵白(GFP)偏激变异体(例如轮回成列GFP,YFP,CFP)的荧光卵白质,与钙调卵白(CaM)和肌球卵白轻链激酶M13域交融。当今使用较世俗的基因编码钙离子带领剂有:GCaMP、Pericams、Cameleons、TN-XXL和Twitch,其中GCaMP6由于它有着超强的明锐度,当今被世俗应用于活体钙成像谈论。
钙成像技艺在神经科学谈论中的应用例如岂论袭取哪一类钙离子带领剂,成像纪录进程王人丁舌常访佛的。包含钙离子带领剂的细胞不错通过荧显豁微镜(fluorescence microscope)不雅测,然后通过CCD录像机捕捉、纪录。当今钙成像技艺主要在以下几类神经科学谈论方面有世俗应用:
1.纪录培养的神经元的行动;
2.纪录脑片上神经元的行动;
3.活体纪录神经元的行动;由于离体履行自身的规矩,当今越来越多的神经科学家倾向于作念活体钙成像履行,但愿能得到更准确且更能反应生理情状的数据。收货于双光子荧显豁微镜的发展,当今,在履行动物处于活体状态下进行钙成像纪录的技艺获取了马上进展。
4.活体纪录神经元树突和树突棘(spine)的行动。由于对履行精度的要求,有些科学家不单是思纪录单个神经元的反应,他们还思更精准地知谈神经元上哪些树突和树突棘参与了某个步履,也便是说他们需要在活体要求下,对单根树突以及树突上spine进行钙成像纪录履行。由于双光子荧显豁微镜和GCaMP6基因编码钙离子带领剂的发展,当今,对树突和树突棘用钙成像履行进行纪录也成为了可能。
抓行顺次Step1:采选合适的钙离子带领剂。
Step2:将钙离子带领剂转运至指标部位。
化学荧光带领剂频频袭取电极刺穿或借助乙酰氧基甲酯和右旋葡萄糖的神情插手到指标部位,而GECI带领剂则主要借助于病毒感染的神情导入至指标部位。
Step3:汇集信号,纪录效果。
钙离子荧光信号的检测一般有多种采选,如多通谈在体电生理,可纪录多脑区,并精准到单个神经元;双光子成像动物必须头部固定,可纪录单个神经元,更可不雅察到皮层神经元亚细胞结构轴突结尾的钙信号;光纤纪录无细胞辨别率,纪录不同脑区的群体神经元行动(仅限光纤探针顶端近邻);小型显微镜(单光子成像),可永劫期纪录群体神经元,透镜植入会引起组织挫伤,某些步履学履行不适用(水迷宫、免强拍浮)。不同的神情各有优颓势,需字据具体的履行要求和需求采选。
钙成像绿色荧光带领器用
GCaMP卵白,由cpGFP卵白、CaM(calmodulin钙调卵白)、M13肽这三个结构构成,当有钙离子存在时,CaM和M13荟萃,连带引起cpGFP卵白的构象,增强荧光信号。在履行顶用于带领细胞中的Ca信号行动。
GCaMP6 GCaMP6(495 nm)
GCaMP6s slow光强最强,更晚淬灭(低频最明锐)
GCaMP6m medium光强和淬灭中等(中等)
GCaMP6f fast光强较弱,更快淬灭(高频)
GCaMP6是新一代的GCaMP卵白,它的钙带领功能达到甚而卓著了常用的化学钙带领剂。它有三种常用的亚型,6s,6f和6m,其中关于钙离子的荟萃力,6s>6m>6f,是以6s最明锐,适应低频信号的带领,6f解离最快,适应高频信号的带领,6m荟萃活性适中,适用的规模最广。GCaMP6是一种超智谋的荧光卵白,不错特异高效地反应细胞内游离Ca2+浓度的变化。GCaMP6荧光卵白不错当作一种超敏Ca2+探针,用于谈论生理和病理情况下外界身分对活细胞内Ca2+的影响。
100-150 ms,GCaMP6s;75-100 ms,GCaMP6m;50-75 ms,GCaMP6f
参考文件
Chen,T.W.,Wardill,T.J.,Sun,Y.,Pulver,S.R.,Renninger,S.L.,Baohan,A.,Schreiter,E.R.,Kerr,R.A.,Orger,M.B.,Jayaraman,V.,et al.(2013).Ultrasensitive fluorescent proteins for imaging neuronal activity.Nature 499,295-300.
轴突钙成像(Axon-GCaMP6)Axon-GCaMP6系统是由旧例的GCaMPs卵白在N端交融一个脱手轴突定位的靶向元件GAP43(growth associated protein-43)构成的轴突钙成像系统。
特色:在树突和远端轴突中也能抒发
参考文件
Broussard,G.J.,Liang,Y.,Fridman,M.,Unger,E.K.,Meng,G.,Xiao,X.,Ji,N.,Petreanu,L.,and Tian,L.(2018).In vivo measurement of afferent activity with axon-specific calcium imaging.Nature neuroscience 21,1272-1280.
无挫伤钙离子探针(GCaMP-X)钙调素(Calmodulin,CaM)严重干涉了L型电压门控钙通谈介导的兴盛-转录耦联,使得神经元的钙动态以及基因抒发均出现终点。在探针中引入特异性apoCaM保护元件以克服“非钙荟萃态钙调素”(apoCaM)的干涉。
成像技艺应用案例1、GCaMP6f
客户发表著作:Science.(IF=47.728).Ren S,et.al.(2018).The paraventricular thalamus is a critical thalamic area for wakefulness.[腺有关病毒,醒觉]
打针部位:小鼠PVT
载体:AAV-CaMKIIα-GCaMP6f
打针体积:100nl
不雅察期间:4周
2、GCaMP6s
①客户发表著作:Science.(IF=47.728).Mu D,et.al.(2017).A central neural circuit for itch sensation.[腺有关病毒,痒,光遗传,化学遗传,钙成像]
打针部位:小鼠PBN
载体:AAV-hSyn-GCaMP6s
血清型:rAAV2/9
病毒滴度:5.3E+12 VG/mL
打针体积:300nl
不雅察期间:3周
②客户发表著作:Nature Neuroscience.(IF=24.884).Yao J,et.al.(2018).A corticopontine circuit for initiation of urination.[腺有关病毒,神经环路,排尿]
打针部位:小鼠皮层M1、PMC
载体:rAAV2/1-hSyn-Cre、rAAV2/9-DIO-hChR2(H134R)-mCherry、rAAV2/9-DIO-GCaMP6s
病毒滴度:rAAV2/1:5E+12 VG/mL;rAAV2/9-DIO-hChR2:1.2E+13VG/mL;rAAV2/9-DIO-GCaMP6s:0.5E+12 VG/mL
打针体积:多点打针,每位点30-40nl
不雅察期间:4周
钙成像病毒家具列表范冰冰 女同
称号 功能边幅 家具编号 家具称号 GCaMP6 旧例 PT-0110 rAAV-CaMKIIa-GCaMP6s PT-0116 rAAV-CaMKIIa-GCaMP6s-P2A-NLS-dTomato PT-0111 rAAV-CaMKIIa-GCaMp6m PT-0119 rAAV-CaMKIIa-GCaMp6f PT-0145 rAAV-hSyn-GCaMp6s PT-0148 rAAV-hSyn-GCaMp6m PT-0147 rAAV-hSyn-GCaMp6f PT-0151 rAAV-hSyn-GCaMp6f-P2A-NLS-dTomato PT-0091 rAAV-hSyn-DIO-GCaMp6s PT-0071 rAAV-EF1α-DIO-GCaMp6s PT-0283 rAAV-EF1α-DIO-GCaMp6m PT-0180 rAAV-EF1α-DIO-GCaM6f-P2A-mCherry PT-0106 rAAV-EF1α-DIO-GCaMp6f PT-0295 PFD-rAAV-hSyn-fDIO-GCaMp6f PT-0097 PFD-rAAV-nEF1α-fDIO-GCaMp6s PT-1385 PFD-rAAV-nEF1α-fDIO-GCaMp6m PT-0342 PFD-rAAV-nEF1α-fDIO-GCaMp6f PT-1420 rAAV-thy1-GCaMp6s PT-0273 rAAV-CMV-GCaMp6s PT-0372 rAAV-CAG-GCaMp6s PT-0334 rAAV-CMV-DIO-GCaMP6s-P2A-hChR2(H134R) PT-0335 rAAV-CMV-DIO-GCaMP6s-P2A-ArchT PT-0196 PFD-rAAV-CAG-DIO-GCaMp6s Axon-GCaMP 轴突定位 PT-1226 rAAV-hSyn-axon-GCaMP6s PT-1224 rAAV-hSyn-axon-GCaMP6m PT-1228 rAAV-hSyn-axon-GCaMP6f PT-1227 PFD-rAAV-EF1α-DIO-axon-GCaMP6s PT-1225 PFD-rAAV-EF1α-DIO-axon-GCaMP6m PT-1229 PFD-rAAV-EF1α-DIO-axon-GCaMP6f CaMPARI2 紫外光照后变色,绿色变为红色 PT-1379 rAAV-hSyn-CaMPARI2 PT-1378 rAAV-CAG-CaMPARI2 PT-1380 rAAV-EF1α-DIO-CaMPARI2 PT-1425 rAAV_hSyn_NES-His-CaMPARI2-Flag-HA-Myc PT-1426 rAAV_hSyn_NES-His-CaMPARI2-F391W-Flag-HA-Myc PT-1427 rAAV-hSyn-NES-His-CaMPARI2-L398T-Flag-HA-Myc jGCaMP7 高性能基因编码钙离子探针 PT-1421 rAAV-CAG-FLEX-jGCaMP7s PT-1422 rAAV-CAG-FLEX-jGCaMP7f PT-1423 rAAV-CAG-FLEX-jGCaMP7b PT-1424 rAAV-CAG-FLEX-jGCaMP7c variant 1513 jRGECOla 引发光波长红(优于jRCaMPl/2) PT-1593 rAAV-hSyn-NES-jRGECO1a PT-1479 PFD-rAAV-CMV-NES-jRGECO1a PT-1163 PFD-rAAV-EF1α-DIO-NES-jRGECO1a jRCaMPl 引发光波长红移 PT-1162 PFD-rAAV-EF1α-DIO-NES-jRCaMP1a PT-1161 PFD-rAAV-EF1α-DIO-NES-jRCaMP1b GCaMP6m-Xc 无挫伤探针 PT-1464 rAAV-hSyn-GCaMP6m-Xc 如有有关履行需求,或了解更多家具作事,接待商议咱们!