许多神经退行性疾病伴随持续细胞应激并改变细胞信号。为研究相关突变如何影响细胞应激与信号，作者建立了用于内质网（ER）介导细胞应激和第二信使信号的活细胞检测。首先检测视紫红质突变对 ER 应激和 Ca2+ 信号的影响：常染色体显性视网膜色素变性最常见突变 P23H 较野生型产生更高 ER 应激，且应激水平升高与 Ca2+ 信号减弱相关...
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...
本综述讨论星形胶质细胞中已知与推测的区室化 3',5'-环腺苷酸（cAMP）信号转导。星形胶质细胞已成为脑生理与病理中的关键细胞类型。近年来，cAMP 受到的关注少于 Ca2+，但其驱动细胞功能及响应胞内外刺激的能力可能不亚于 Ca2+。Ca2+ 与 cAMP 之间存在广泛串扰，且 cAMP 信号常发生在围绕多蛋白信号复合体的亚细胞...
脑内肾素-血管紧张素系统（RAS）激活是高血压发生的关键环节，下丘脑室旁核（PVN）是血管紧张素能交感兴奋神经环路中调控血压的核心区域，但PVN中(Pro)肾素受体（PRR）在高血压中的作用尚不清楚。本研究采用DOCA-盐诱导的小鼠高血压模型，通过向PVN双侧纳米注射腺相关病毒（AAV）介导的Cre重组酶，特异性敲低PVN神经元中的...
钙/钙调蛋白（Ca2+/CaM）依赖的蛋白信号调控在肌肉发育、免疫应答、心肌功能及神经元连接可塑性中具有重要作用。在兴奋性神经元中，Ca2+经NMDA受体内流并结合钙调蛋白（CaM），进而调控下游钙调蛋白结合蛋白（CBP）的激活；不同CBP对Ca2+输入频率具有选择性“调谐”。作者将此前描述CBP竞争结合CaM的确定性模型扩展，纳入...
血管内皮细胞（ECs）可感知血流产生的剪切应力并将其转化为细胞内生化信号，其中钙离子信号在机械转导中起关键作用。已知剪切应力可促使内皮细胞在小窝（caveolae）处释放三磷酸腺苷（ATP），释放的 ATP 激活 P2 嘌呤能受体，引起细胞外钙离子内流；但剪切应力如何诱发 ATP 释放仍不清楚。本研究证明线粒体在该过程中发挥关键作用...
背景：肾小球足细胞丢失是糖尿病肾病（DKD）的标志，肾内氧化应激升高被认为参与足细胞损伤，NADPH氧化酶4（NOX4）是肾脏活性氧尤其是H2O2的主要来源。作者假设NOX4来源的H2O2通过升高足细胞钙水平促进DKD中足细胞损伤。方法：采用Nox4基因缺失的Dahl盐敏感（SSNox4-/-）大鼠，以及TRPC6敲除或TRPC5/...
缺血性心脏病是致心律失常状态，常伴缺氧、酸中毒和钙信号受损。本研究报道急性缺氧和酸化对大鼠新生心肌细胞培养的影响。结果：根据 L 型钙电流（ICa）失活动力学识别两种新生心肌细胞群：快速失活 ICa（τ约20 ms，3-4天培养占优势）和慢速失活 ICa（τ≥40 ms，7天培养占优势）。急性缺氧（pO2<5 mmHg，50-100...
力在血管发育、稳态和疾病中发挥多种作用。位于内皮细胞-细胞连接的血管内皮（VE）-钙黏蛋白将相邻细胞的收缩性肌动球蛋白细胞骨架连接起来，充当张力转导分子。为探索活体斑马鱼中 VE-cadherin 跨分子张力变化，作者将最初在体外建立的光学生物传感器方法改造为适用于斑马鱼血管系统的工具。作者验证了 VE-cadherin 张力传感器...
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...
本文综述了利用光学成像研究交感神经活动（SNA）在血管功能中作用的信息。早期研究在离体动脉和血管组织中采用电场刺激神经末梢（EFS）模拟 SNA，并通过共聚焦成像外源荧光钙指示剂，揭示去甲肾上腺素（NE）、ATP 和神经肽 Y（NPY）在血管平滑肌细胞中引发或调节不同钙信号模式。嘌呤能突触钙瞬变（jCaTs）由兴奋性突触电位期间钙内...
细胞质钙离子浓度的瞬时升高是植物感知环境的主要信号之一。钙在非生物胁迫检测中的作用已有充分记录，但在生物互作中的作用仍不清楚。本文使用荧光钙生物传感器（GCaMP3）并以桃蚜（Myzus persicae）为工具，在活体和实时条件下研究拟南芥（Arabidopsis thaliana）在活体生物互作过程中的钙动态。我们证明，在桃蚜取...
营养信号整合并协调基因表达、代谢与生长，但其初级分子机制在植物和动物中仍不清楚。本文利用超灵敏钙离子生物传感器 GCaMP6 对拟南芥叶片和根部进行活细胞成像，发现硝酸盐可触发独特的胞质与细胞核 Ca2+ 动态信号。通过硝酸盐敏化的靶向功能基因组筛选，鉴定出 III 亚基钙依赖蛋白激酶（CPK）作为协调初级硝酸盐响应的主调控因子。作...
朗格汉斯岛含多种内分泌细胞，对葡萄糖稳态至关重要。β细胞和α细胞分别分泌胰岛素和胰高血糖素，数量最多；分泌生长抑素的δ细胞和分泌胰多肽的PP细胞较少。由于难以区分不同细胞类型，尤其是活细胞成像中免疫染色不适用，胰岛细胞功能研究受限。本研究构建了一套细胞类型特异性启动子控制的荧光蛋白表达载体，并评价其在功能胰岛成像中的适用性。作者构建...
植物发育与组织和细胞的代谢状态高度互作，当前研究重点在于阐明代谢网络与基因调控网络之间的关联及机制。能够在活体内以高时空分辨率检测小分子的遗传编码传感器，有望成为定量和可视化植物代谢物通量动态的理想工具。本文综述了当前用于测量激素、钙离子和糖等信号分子，以及通过能量等价物和 pH 监测代谢状态的方法。作者区分了直接可逆结合底物的传感...
支架蛋白通过锚定信号酶至下游效应器附近维持细胞稳态，部分支架蛋白还可形成动态信号体并在刺激后转运至不同亚细胞区室。Gravin（AKAP12）是一种多价支架蛋白，基础条件下将蛋白激酶A（PKA）等酶锚定于质膜，细胞内钙升高时快速重分布至胞质。由于gravin重分布会影响PKA定位，作者假设gravin作为钙“开关”调节质膜处PKA与...
本研究开发了一种基于杂交瘤细胞的生物传感器，用于快速、灵敏、选择性检测霍乱弧菌O1（Vibrio cholerae O1），并将抗体–抗原结合事件转换为生物发光信号。在评估杂交瘤细胞性能后，作者将特异性杂交瘤细胞转染海肾素（aequorin）报告基因，构建稳定发光的生物传感器，并测定其生物发光活性。该传感器灵敏度可达50 CFU/m...
血小板致密颗粒（PDG）是酸性钙储存器，对正常止血至关重要。它们由晚期内体区室通过囊泡运输接收 PDG 特异性蛋白而发育，但成熟机制尚不清楚。本文证明双孔通道 2（TPC2）是 PDG 膜组分，可调节 PDG 腔内 pH 和可释放 Ca2+ 池。作者利用遗传编码 Ca2+ 生物传感器和 TPC2 孔突变体，阐明 TPC2 在 PDG...
针对食源性致病菌大肠杆菌O157:H7（Escherichia coli O157:H7）快速、灵敏检测的需求，本研究报道了一种基于B细胞钙信号的特异性检测方法。将膜表面锚定抗E. coli O157:H7 IgM单克隆抗体的MARC 29F8杂交瘤B细胞预先负载钙离子荧光指示剂Fura-2/AM，置于96孔板中。当目标菌与B细胞表...
初级纤毛是多数哺乳动物细胞表面的非运动性天线状结构，在软骨、骨和肾等组织的化学与机械感知中起关键作用。肾上皮中流致细胞内钙离子升高依赖初级纤毛及纤毛定位的钙通透通道多囊蛋白-2（PC2）和瞬时受体电位香草酸4（TRPV4），但骨细胞机械转导的分子机制尚不清楚。作者将基于荧光共振能量转移（FRET）的钙离子生物传感器与初级纤毛特异性蛋...