组成图示
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传感器类型
全细胞生物传感器
检测对象
嘌呤能P2Y受体激动剂（ATP、ADP、ATPγS、2-MeSATP、UTP、UTPγS、UDP）及P2Y1拮抗剂MRS2179、腺苷酸环化酶激活剂forskolin；样品基质为贴壁HEK293细胞培养体系（HBSS/HEPES缓冲液，TCT或ECM涂层表面）。
检测原理
DMR检测基于共振波导光栅（RWG）无标记光学换能：当传感器表面约150 nm范围内的细胞质量、黏附或骨架结构发生变化时，局部折射率/质量分布改变，使反射光共振波长发生位移，系统以皮米（pm）记录动力学。P2Y激动剂结合HEK293细胞表面内源P2Y1/P2Y2/P2Y11受体后，激活Gq或Gs通路，经PLC产生IP3和DAG，引起钙动员、PKC激活、cAMP/PKA变化，进一步导致细胞骨架重塑、黏附复合物重组和蛋白转运，形成早期正DMR（P-DMR）与后期负DMR（N-DMR）。激动剂浓度升高使受体激活程度增加，P-DMR幅度呈剂量依赖并趋于饱和；ECM涂层通过整合素-黏附复合物改变细胞力学与信号整合，从而改变效价、效能和动力学。
检测灵敏度
—
效应效果
该DMR检测孔间变异系数小于10%，剂量响应呈单一S形并饱和。TCT表面上，2-MeSATP、ADP、ATP、UTP、UTPγS、ATPγS和UDP的EC50分别为31±4、84±6、1025±127、2142±151、3327±325、1145±93和113000±13000 nM；P-DMR幅度为ATP 213±21 pm、UTPγS 174±13 pm、UDP 154±15 pm、ATPγS 148±9 pm、UTP 149±11 pm、ADP 106±10 pm、2-MeSATP 98±7 pm。MRS2179在32 mM时抑制ADP、2-MeSATP、ATP、ATPγS分别为74%、67%、31%、45%，对UDP/UTP/UTPγS无作用。forskolin对ATP晚期响应IC50为1.12±0.10 mM。ECM涂层改变动力学与幅度，作者认为DMR可解析表面化学对受体信号的影响。
传感器的构成
- 基底/换能器：Epic 384孔生物传感器微孔板，集成共振波导光栅（RWG）光学换能器，将界面质量变化转为共振波长位移。
- 表面涂层：组织培养处理（TCT）表面或ECM蛋白涂层（纤连蛋白 fibronectin、IV型胶原 collagen IV、明胶 gelatin），提供细胞黏附微环境并影响受体信号。
- 识别/响应元件：HEK293人胚胎肾细胞，内源表达P2Y1、P2Y2、P2Y11受体，作为全细胞识别与信号转导元件。
- 刺激/被测物：P2Y激动剂（ATP、ADP、ATPγS、2-MeSATP、UTP、UTPγS、UDP）及调节剂（MRS2179、forskolin），结合受体触发细胞内信号。
- 信号读出：Epic光学检测单元（光纤扫描、温度控制、液体处理），监测反射光共振波长位移（pm），输出DMR动力学曲线。
中文摘要
细胞外基质（ECM）与细胞的相互作用可塑造受体信号与细胞功能，不同ECM涂层也广泛用于药物发现中的细胞培养表面。本研究利用动态质量再分布（DMR）检测和无标记光学生物传感器，考察ECM蛋白涂层对人胚胎肾HEK293细胞内源性嘌呤能P2Y受体信号的影响。Epic共振波导光栅系统实时监测传感器表面约150 nm范围内细胞物质的动态再分布，并将配体刺激引起的变化转换为共振波长位移（皮米）。研究首先用实时PCR确认HEK293表达P2Y1、P2Y2和P2Y11，随后在组织培养处理（TCT）、纤连蛋白、IV型胶原和明胶涂层表面检测ATP、ADP、ATPγS、2-MeSATP、UTP、UTPγS和UDP等激动剂诱导的DMR信号，并结合P2Y1拮抗剂MRS2179、共刺激和forskolin调节实验区分受体来源与Gq/Gs通路。结果显示，ECM涂层显著改变激动剂诱导DMR的动力学、幅度、效价和效能，表明表面化学对受体信号具有重要调控作用，DMR检测可用于解析细胞表面微环境对受体药理学的影响。
英文摘要
Interactions with extracellular matrices (ECM) shape the signaling and functions of many types of cells and receptors, and distinct ECM coatings have been used in a wide range of substrates for drug discovery processes. Here, we investigate the influence of ECM protein coatings on the signaling of endogenous purinergic 2Y (P2Y) receptors in human embryonic kidney HEK293 cells using dynamic mass redistribution (DMR) assays enabled by label-free optical biosensor. Results showed that ECM proteins had significant impacts on the DMR characteristics, potency, and efficacy of seven P2Y agonists. This study documents the importance of surface chemistry in regulating receptor signaling.