Propolis induces Ca
蜂胶具有多种免疫功能。我们此前构建了条件性钙离子生物传感器黄色变色龙（YC3.60）转基因小鼠品系，并建立了用于包括派尔集合淋巴结（PP）在内的淋巴组织活体成像的五维（x、y、z、时间和 Ca2+ 信号）系统。为评估蜂胶对免疫细胞的作用，本研究利用 CD11c-Cre/YC3.60flox 转基因小鼠在体外和体内分析 Ca2+ 信号...
In Vivo Quantification of Intramolecular FRET Using RacFRET Biosensors.
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...
Quantitative Imaging of Endogenous and Exogenous H
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...
Quantitative in vivo imaging of neuronal glucose concentrations with a genetically encoded fluorescence lifetime sensor.
葡萄糖是大脑必需的能量来源。基因编码荧光生物传感器可实时观察单个神经元和星形胶质细胞的葡萄糖动态，但即使对比率型传感器，也缺乏将测量值转换为离体脑组织或活体实际浓度的实用方法。荧光寿命成像提供了克服该问题的策略。此前作者报道了荧光寿命葡萄糖传感器 iGlucoSnFR-TS（曾用名 SweetieTS），用于监测刺激引起的神经元葡萄...
Na
血浆膜钠/钙交换体1（NCX1）调节动脉平滑肌细胞胞内钙浓度（[Ca2+]CYT），在部分收缩动脉中倾向促进净钙内流。平滑肌特异性NCX1过表达转基因（TG）小鼠平均血压升高约10 mmHg。本研究检验NCX1过表达是否使表达钙生物传感器exMLCK的暴露股动脉出现钙增益和[Ca2+]CYT升高。TG动脉[Ca2+]CYT及NCX1...
Diet-induced β-cell insulin resistance results in reversible loss of functional β-cell mass.
尽管遗传模型已充分证明，β细胞胰岛素抵抗在饮食诱导2型糖尿病（T2DM）中的意义仍不清楚。本研究以易患糖尿病的雄性C57Bl/6J小鼠为模型，给予不同组合的西式饮食，发现β细胞胰岛素抵抗在T2DM进展早期即出现，由高脂毒性增加β细胞工作负荷共同引起。高脂高蔗糖饮食8周内，小鼠出现肥胖、胰岛素和葡萄糖耐量受损，并表现为非代偿性胰岛素分...
A Cell/Cilia Cycle Biosensor for Single-Cell Kinetics Reveals Persistence of Cilia after G1/S Transition Is a General Property in Cells and Mice.
纤毛与细胞周期通过共享的中心粒/基体机制紧密偶联。中心粒在纤毛基体中成核纤毛轴丝，并在中心体处隔离周中心粒基质以组织有丝分裂纺锤体；纤毛可响应生长信号，触发纤毛回缩和细胞周期再进入。本文报道一种荧光纤毛/细胞周期生物传感器，可在细胞和诱导型小鼠中同时标记细胞周期阶段与纤毛组装/解聚动力学，实现活体成像。该三顺反子报告系统包含 ARL...
CD11c-expressing Ly6C+CCR2+ monocytes constitute a reservoir for efficient Leishmania proliferation and cell-to-cell transmission.
细胞内病原体如大棘杜氏利什曼原虫（Leishmania major）的毒力依赖于其在吞噬细胞内复制、释放并进入新宿主细胞的循环。然而，在活体感染中，高效增殖的细胞生态位及其向新宿主细胞扩散的过程尚未明确。本研究利用一种用于测量活体组织中病原体增殖的生物传感器，发现表达 CD11c 的 Ly6C+CCR2+ 单核细胞来源吞噬细胞是持续...
Dynamic MAPK/ERK Activity Sustains Nephron Progenitors through Niche Regulation and Primes Precursors for Differentiation.
肾单位祖细胞（nephron progenitors, NPs）的体内微环境及其基本细胞特性仍不清楚。本研究利用表达 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器的转基因小鼠，对胚胎肾中 ERK 活性进行活体成像，发现 NPs 中 MAPK/ERK 通路呈动态激活模式，而正在分化的肾单位前体细胞则表现为持续性激活。遗传学实验表...
Intravital Imaging to Monitor Therapeutic Response in Moving Hypoxic Regions Resistant to PI3K Pathway Targeting in Pancreatic Cancer.
先进活体成像技术可实现治疗抑制下信号通路活性的动态监测。本研究评估了胰腺导管腺癌（PDAC）缺氧微环境中 PI3K 通路靶向治疗的耐药性，发现三种临床相关抑制剂均存在显著的缺氧诱导耐药。为应对这一临床问题，作者通过免疫荧光和氧敏感纳米颗粒磷光寿命成像绘制肿瘤缺氧分布，并证明这些缺氧区域会在肿瘤内瞬态移动。为将微环境信息与药物反应叠加...
A Highly Sensitive FRET Biosensor for AMPK Exhibits Heterogeneous AMPK Responses among Cells and Organs.
AMP-激活蛋白激酶（AMPK）是细胞能量代谢的核心调控激酶，也是2型糖尿病等代谢疾病的潜在治疗靶点。尽管体外研究揭示了AMPK受AMP/ATP、LKB1和CaMKK2等复杂调控，其在活体细胞与器官中的异质性仍不清楚。作者将长柔性EV连接肽引入AMPK FRET传感器AMPKAR，并将YFP替换为FRET倾向更强的YPet，构建了高...
A RhoA-FRET Biosensor Mouse for Intravital Imaging in Normal Tissue Homeostasis and Disease Contexts.
小GTP酶RhoA参与正常组织中的多种基本过程，其时空调控被认为控制细胞的力学感知、生长和运动，而失调与疾病发生相关。本文报道了一种RhoA-荧光共振能量转移（FRET）生物传感器小鼠的构建及其在多种原生组织中实时监测RhoA活性的应用。作者利用该小鼠评估了骨内骨细胞力学感知和中性粒细胞迁移过程中RhoA活性的变化，并展示了小肠隐窝...
Real-time In Vivo Recording of Arabidopsis Calcium Signals During Insect Feeding Using a Fluorescent Biosensor.
钙离子是植物生物互作中的关键信号分子，钙信号是植物对微生物诱导物及咀嚼昆虫损伤防御反应的组成部分，但其在活体生物胁迫中的作用仍不清楚。本文描述了一种利用遗传编码钙传感器检测半翅目害虫取食过程中植物钙信号的方法。蚜虫等半翅目昆虫用特化口器刺穿少量细胞，是研究植物面对生物胁迫时钙动态的理想模型，且其作用不同于机械损伤反应。荧光生物传感器...
Siderophore coated magnetic iron nanoparticles: Rational designing of water soluble nanobiosensor for visualizing Al
本文旨在通过合理运用微生物螯合剂的铁结合化学，对铁纳米颗粒表面进行功能化修饰，从而开发一种非毒性纳米生物传感器。作者将同时具有邻苯二酚和羧基官能团的简单铁载体 2,3-二羟基苯甲酰甘氨酸（H3L）锚定到 Fe3O4 纳米颗粒表面，构建了独特的纳米生物传感器 HL-FeNPs。该传感器在生理 pH 的 100% 水相中对 Al3+ 表...
Intravital Förster resonance energy transfer imaging reveals osteopontin-mediated polymorphonuclear leukocyte activation by tumor cell emboli.
髓系来源抑制细胞（MDSC）可引起副肿瘤性类白血病反应并促进肿瘤转移，但MDSC与肿瘤细胞在活体组织中的相互作用尚未被充分可视化。为此，作者建立了用于观察小鼠肺内转移肿瘤细胞的活体成像方案。为可视化MDSC激活，将表达ERK FRET生物传感器的转基因小鼠骨髓细胞移植入宿主小鼠。在双光子激发显微镜下，发现足垫接种4T1乳腺癌细胞的小...
Visualization of Probiotic-Mediated Ca
益生菌如乳酸菌（LAB）和枯草芽孢杆菌纳豆变种可调节免疫反应。肠上皮细胞（IECs）是黏膜屏障的第一道防线，其活性影响肠道微环境与免疫，但益生菌如何直接作用于 IECs 的机制长期不明，主要受限于活体动物模型缺乏实时分析系统。作者此前构建了条件性钙离子生物传感器 Yellow Cameleon 3.60（YC3.60）转基因小鼠，并...
A simple approach for measuring FRET in fluorescent biosensors using two-photon microscopy.
遗传编码的荧光蛋白（FP）生物传感器可用于监测活细胞和组织中的细胞事件。由于多数探针最初针对单光子激发设计，其宽双光子激发（2PE）截面和尚未充分理解的漂白特性，使双光子激光扫描显微镜（TPLSM）应用困难。本文提出一种简化FRET型荧光生物传感器在TPLSM中使用的方案。首先利用活细胞中表达的FRET标准蛋白评估并优化TPLSM系...
Mitochondrial flashes: From indicator characterization to in vivo imaging.
线粒体是真核细胞能量产生与胞内信号转导的关键细胞器，其功能障碍常伴随并促进人类疾病。超氧化物是线粒体产生的主要活性氧（ROS），但其在体内的实时检测长期存在困难。本文描述了将循环置换黄色荧光蛋白（cpYFP）表征为线粒体超氧化物与 pH 动态生物传感器的方法。体外表征显示，cpYFP 对超氧化物相对于其他 ROS 具有较高选择性，同...
Live imaging of transforming growth factor-β activated kinase 1 activation in Lewis lung carcinoma 3LL cells implanted into syngeneic mice and treated with polyinosinic:polycytidylic acid.
转化生长因子β激活激酶1（TAK1）在细胞死亡、分化和炎症中发挥关键作用。本研究在皮下植入Lewis肺癌3LL细胞并注射多聚肌苷酸:多聚胞苷酸（PolyI:C）的同基因C57BL/6小鼠中，活体成像TAK1的激活。作者首先开发并表征了基于Förster共振能量转移（FRET）的TAK1活性生物传感器Eevee-TAK1。该传感器对放...
Non-invasive cell type selective in vivo monitoring of insulin resistance dynamics.
胰岛素抵抗是心血管疾病和2型糖尿病发生发展的重要因素，但如何在活体中动态监测胰岛素靶组织中特定细胞类型的胰岛素抵抗仍缺乏有效方法。本文报道一种非侵入、纵向、细胞类型特异性的活体监测技术，以朗格汉斯岛中的胰腺β细胞为例。作者将表达FoxO1-GFP生物传感器的胰腺胰岛移植至小鼠眼前房，利用角膜作为天然光学窗口，通过荧光显微镜在单细胞分...