钙离子（Ca2+）信号是免疫受体（如B细胞抗原受体BCR）介导的典型现象，对其生物学活性至关重要。为同时分析免疫受体信号及其体内动态，作者基于Cre/loxP系统构建了稳定表达FRET型钙离子指示剂黄色变色龙3.60（YC3.60）的转基因小鼠（YC3.60flox）。成功获得在免疫细胞或神经细胞中特异性表达YC3.60的小鼠，以及...
无机磷酸盐（Pi）在代谢、细胞信号和能量转换中具有核心作用，动物体内 Pi 的分配必须与膳食供给及不同细胞代谢需求紧密协调。为全面理解 Pi 转运与回收机制，需要具有空间和时间分辨率的 Pi 动态监测方法。本文展示了一种遗传编码的 FRET 型 Pi 传感器在秀丽隐杆线虫中的应用。该传感器在不同细胞和组织中表达，包括头部神经元、尾部...
多光子显微镜系统的商业化推动了活体显微镜在完整动物细胞生物学研究中的应用，而基于荧光蛋白（FP）的生物传感器可实时监测多种细胞过程。Förster 共振能量转移（FRET）探针是检测细胞事件最灵敏的指标之一，但双光子激发（2PE）与单光子激发的差异使活体 2PE FRET 测量仍具挑战。本文提出一种简化 FRET 生物传感器用于活体...
线粒体是生物能量代谢和活性氧（ROS）信号的核心，在代谢疾病发病中起关键作用。线粒体闪烁（mitoflash）可由生物传感器 mt-cpYFP 可视化，提供与线粒体 ROS 产生和能量代谢相关的频率编码光学读出，并达到单线粒体分辨率。为研究胰岛素抵抗（IR）中代谢应激对 mitoflash 的影响，作者构建了表达 mt-cpYFP ...
优化酪氨酸激酶抑制剂在肿瘤中的疗效仍是重要研究方向。活体成像可作为药物发现工具，用于在活体肿瘤中实时监测药物靶点特异性荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，从而深入了解药物在肿瘤内的递送与药效动力学。本文概述了作者近期利用 Src-FRET 生物传感器作为 Src 激酶活性读出指标，评估达沙替尼（dasatinib）不同给药方案下...
环磷酸鸟苷（cGMP）是心血管系统重要信号分子和药物靶点，血管一氧化氮（NO）-cGMP通路激活可引起血管舒张，但cGMP信号在健康、疾病及cGMP升高药物治疗中的时空动态，以及特定心血管细胞类型内的cGMP浓度仍不清楚。为在体内分析cGMP信号，作者构建了表达荧光共振能量转移（FRET）型cGMP传感器蛋白的转基因小鼠，并描述了两...
癌症侵袭与转移发生在复杂三维环境中，并受周围宿主组织与血管的反馈调控。本研究建立了一种新型活体成像方法，用于揭示抗侵袭Src抑制剂dasatinib处理后Src活性的时空调控。作者采用基于荧光寿命成像显微镜–荧光共振能量转移（FLIM-FRET）的Src生物传感器，在p53突变转基因胰腺癌小鼠模型中实时监测药物靶向效力。与传统固定终...
本研究旨在确定麻醉小鼠骨骼肌小动脉基础血管张力的分子要求，并判断非同步钙波是否参与。作者将表达 exMLCK 或 smGCaMP2 遗传编码钙生物传感器的小鼠 cremaster 肌肉外翻，利用宽场、共聚焦和多光子显微镜观察平滑肌细胞钙信号与小动脉直径。结果显示，基础状态下小动脉张力约为 50%；局部阻断 Ang-II AT1 受体...
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...
细胞内pH变化已被广泛认为是重要的信号机制。在植物中，质膜和液泡膜上的质子泵对维持胞内pH稳态及跨膜质子梯度起关键作用。为实时追踪外部刺激下pH在空间和时间上的精细变化，作者开发了一种新型遗传编码生物传感器pHusion。pHusion由增强型绿色荧光蛋白（EGFP）与单体红色荧光蛋白（mRFP1）串联融合而成，可作为比率型pH传感...
基于荧光共振能量转移（FRET）的分子生物传感器是研究活细胞中蛋白活性的重要工具，但因其固有的细胞复杂性和三维成像挑战，很少用于完整生物体。本文提供在早期发育中使用单链分子内 FRET 生物传感器的实验方案，给出胚胎 FRET 比值成像的通用流程，包括数据采集条件和比值图像生成算法。作者以 pRaichu RacFRET 生物传感器...
控制动脉直径的细胞机制在高血压中仍不明确。本文报道一种方法，可在1.5%异氟烷麻醉的活鼠中同时记录动脉平滑肌细胞内钙浓度（[Ca2+]i）、肌球蛋白轻链激酶（MLCK）激活分数和动脉外径，并与动脉血压同步。该方法还能评估局部受体活性对[Ca2+]i、MLCK活性和直径的影响，而不受全身效应干扰。研究使用在平滑肌中表达钙/钙调蛋白激活...