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活细胞成像在中枢神经系统(CNS)疾病和紊乱研...(二)

2020.4.15

 随着对tau构象敏感的第一个基因编码的促进共振能量转移(FRET)传感器的诞生,tau蛋白成为一项新技术的焦点,该传感器监测了活的hela细胞和永生的HT22海马神经元在药物治疗后,微管(mts)存在和不存在的情况下野生型和病理突变的tau蛋白的构象 12,这个tau-FRET传感器提供了非常宝贵的定量和定性数据,涉及tau与mts结合的调节、可溶性与不溶性(病理性)tau的比率和如何影响tau的构象以利于非病理形式。

 

 活Tau蛋白构象敏感传感器(CST)在活细胞中的成像

Tau蛋白构象敏感传感器(CST)在活细胞中的成像

体内动物模型是体外细胞培养模型的补充,动物神经元的活体细胞成像通常使用双光子显微镜进行,这种显微镜允许在自然状态下和在互联支持网络的较大环境中观察功能性神经元的单细胞影像13,通过这种方式,动物体内的活细胞成像产生了变革性,研究者有机会实时可视化的分析细胞动态过程。

此外,单细胞体内成像可对感觉、行为变化和药物治疗过程中的神经元功能反应进行量化13。体内双光子活细胞成像被应用于寻找抗帕金森(PD)药物的靶向α-突触核蛋白的作用机制14,以及评估将胚胎细胞移植到受损成人大脑区域以替换死亡或即将死亡的神经原15-17的可行性和最佳时机、宿主和供体条件。

此外,体内成像可以揭示新的治疗方法,MPTP小鼠PD模型活细胞成像显示,MPTP处理小鼠运动皮质神经元的结构和功能突触可塑性受多巴胺能神经元选择性丢失的影响,提高了调控运动皮质特定区域的神经元活动是治疗PD相关运动损伤的可行选择的可能性18

 PD小鼠模型中运动皮质脊柱的动态变化

PD小鼠模型中运动皮质脊柱的动态变化

总结

活体细胞成像技术是研究中枢神经系统疾病和障碍的宝贵工具,它不仅能让研究者对基本疾病/障碍生物学进行深入的了解,而且能实时了解药理、遗传和行为治疗干预的功能后果。再加上超分辨率显微镜和自动化活细胞成像技术的进步19,我们有很好的机会来关注第一次病理性突触变化,这种变化可以通过早期治疗干预来停止或逆转。

 

     

 

     


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