细胞内氧化还原平衡由氧化剂与还原剂的相对水平决定，对细胞信号、代谢和死亡等过程至关重要。遗传编码氧化还原敏感绿色荧光蛋白（roGFPs）可时空监测细胞内氧化还原电位，但现有传感器荧光强度低、响应弱，限制了其在高尔基体等亚细胞器及活体动物中的应用。本研究通过定点突变将 Superfolder GFP（sfGFP）和 pHluorin3...
本文为已发表文章《In vivo measurement of an Apelin gradient with a genetically encoded APLNR conformation biosensor》的作者更正。原研究报道了一种遗传编码的 APLNR 构象生物传感器，用于在活体中测量 Apelin 梯度。更正说明原图 ...
阿佩林受体（APLNR）是一类A类G蛋白偶联受体，在心血管发育和肿瘤血管生成中发挥关键作用。为理解其在健康与疾病中的时空活性，作者开发了一套基于FRET、BRET和构象敏感荧光蛋白循环置换GFP（cpGFP）的APLNR构象生物传感器工具箱，并重点评估其体内应用。通过药理学表征和体外信号转导分析证明传感器功能。其中两个APLNR-c...
本文报道了一种遗传编码适配体生物传感器平台，用于在细胞和动物中非侵入性测量药物分布。该平台将适配体分子识别的高特异性与荧光蛋白易于检测的特性相结合，构建了六种编码适配体传感器，展示了平台的通用性。这些传感器对各自目标药物相对于相关类似物表现出高灵敏度和高特异性，并可在单个活细胞中呈现剂量依赖性响应，直至达到饱和的药物摄取水平。作者将...
白三烯B4（LTB4）是一种强效脂质趋化因子，在宿主防御、过敏、自身免疫和代谢疾病中驱动炎症反应。LTB4 梯度协调白细胞向组织损伤和感染部位的募集与蜂群迁移，但由于缺乏适合在活体中监测 LTB4 水平的工具，其梯度如何在活组织中形成和传播仍不清楚。本文开发了 GEM-LTB4，一种基于人 G 蛋白偶联受体 BLT1 的遗传编码绿色...
体内心脏功能模型可保留心肌细胞与其他心脏细胞之间的复杂关系，以及旁分泌和机械电反馈机制。本研究旨在在斑马鱼幼鱼跳动的心脏中同时成像钙瞬变与心脏收缩。作者构建了表达 FRET 基比率型生物传感器 Twitch-4 的转基因斑马鱼品系 Tg(myl7:Twitch-4)。由于发射比率可抵消运动伪影，实验未使用肌球蛋白抑制剂或 tnnt2...
次氯酸根（ClO−）可作为炎症及相关疾病的诊断标志物。尽管已有多种 ClO− 成像探针报道，但仍缺乏特异性和抗干扰能力。本文合成含硫代巴比妥酸（TBA）的咔唑（NEC）和四苯基乙烯（TPE）衍生物 NEC-TBA 与 TPE-TBA，作为具有聚集诱导发光（AIE）效应的荧光生物传感器用于监测 ClO−。研究发现，TPE-TBA 在水...
凋亡在发育与疾病中发挥关键作用，但现有检测方法多为体外终点实验，难以在活体生理环境中实时监测。本研究构建了转基因传感器斑马鱼，使其皮肤特异性表达一种基于荧光共振能量转移（FRET）的 caspase-3 生物传感器。正常状态下，皮肤细胞发出绿色荧光；当凋亡过程中 caspase-3 被激活时，皮肤细胞转为发出蓝色荧光。通过时间序列 ...
基因编码的FRET生物传感器是可视化活体细胞与组织中蛋白活性和信号事件的重要工具。与生化方法相比，FRET生物传感器可在活体中非侵入性地实现信号过程的空间—时间检测。尽管该技术概念相对简单，但实验流程复杂，包括传感器优化、数据采集和图像处理三个步骤，每一步均存在挑战。本章重点讨论数据采集与图像处理，并以分子内RacFRET生物传感器...
动物体内细胞外过氧化氢（H2O2）信号的空间时间动态仍不清楚。本文介绍一种优化的活体生物传感器成像实验方案，用于在斑马鱼幼鱼中定量测量细胞外 H2O2 的动态及其生理效应。作者利用遗传编码的比率型荧光 H2O2 传感器 HyPer，通过注射体外转录 mRNA 或建立稳定转基因品系，使幼鱼组织表达 HyPer。通过尾鳍尖端截断产生内源...
心房利钠肽（nppa/anf）与脑利钠肽（nppb/bnp）构成基因簇，在发育心脏的心房和心室心肌中表达。尽管表达受限，其心脏发育功能此前因功能冗余及顺式基因组位置而难以通过突变分析证明。本研究利用基因组编辑分别构建 nppa 和 nppb 突变体：单突变体与野生型无明显差异，而 nppa/nppb 双突变体出现心脏形态发生缺陷和心...
初级纤毛通过为受体、信号蛋白和离子通道提供支架而介导信号转导。纤毛嗅觉感觉神经元（OSN）将嗅觉受体和离子通道组织在纤毛上，并在气味检测中产生钙内流作为初级信号。在斑马鱼嗅板中，纤毛 OSN 和微绒毛 OSN 是主要 OSN 类型，具有不同的气味敏感性。本研究利用 OSN 中钙生物传感器 GCaMP5 的转基因表达，在活体斑马鱼中以...
上皮损伤会迅速招募抗菌白细胞到伤口部位。在斑马鱼幼鱼中，伤口边缘上皮 NADPH 氧化酶 Duox 的激活是这一早期反应所必需的。损伤前白细胞位于血管区域，距伤口约 100–300 μm，而 Duox 如何向白细胞建立长程信号仍不清楚。作者假设 Duox 产生的细胞外过氧化氢（H2O2）可经组织扩散，直接调节这些细胞的趋化信号；但在...
荧光寿命成像（FLIM）与光学投影断层成像（OPT）相结合，有望在完整透明或近透明活体（如斑马鱼幼鱼）中于空间和时间上绘制 Förster 共振能量转移（FRET）读出，从而在生理背景下可视化细胞信号过程。本文首次报道将 FLIM-OPT 应用于活体转基因斑马鱼幼鱼，利用遗传表达的 FRET 生物传感器读取生物功能。通过成像可被 C...
在活体系统中实时监测蛋白质相互作用对理解复杂生物学过程至关重要。荧光共振能量转移（FRET）结合荧光寿命成像（FLIM）是监测蛋白-蛋白相互作用最准确的方法之一，但传统激光扫描 FLIM 获取单帧图像需数分钟，难以用于动态活细胞与体内过程。本文提出一种衍射极限、大规模并行、时间分辨多焦点多光子显微镜（MM-FLIM），通过飞秒激光束...
在细胞迁移、分化与形态发生过程中，能够解析特定细胞信号事件在活体内时空激活的分子工具对发育细胞生物学具有重要意义。本文报道了两种用于 Wnt/β-catenin 信号通路的转基因报告品系 TCFsiam 的构建、验证与应用，并证明它们是可靠且敏感的 Wnt 生物传感器，可用于活体研究。结果显示，这些品系能在多种细胞背景下敏感检测 W...