Bidirectional coupling of neuronal Ca
一氧化氮（NO）与钙离子（Ca2+）是神经元信号中紧密互作的介质，但二者在原代神经元中的动态关系仍缺乏直接观察。本研究报道了一种双顺反子双生物传感器，将高灵敏度Ca2+成像探针jGCaMP8s与橙色荧光NO报告蛋白O-geNOps组合，并通过腺相关病毒（AAV）递送至原代海马神经元。作者建立了适合生理温度和氧分压的成像条件，因为这些...
The antioxidant property of CAPE depends on TRPV1 channel activation in microvascular endothelial cells.
咖啡酸苯乙酯（CAPE）是蜂胶中常见的疏水性植物化学物质，具有抗氧化、抗炎和心血管保护等作用。然而，识别 CAPE 的分子实体未知，且该分子相互作用是否参与靶细胞抗氧化反应仍不清楚。本研究假设 TRP 离子通道亚家族作为识别细胞膜上 CAPE 的分子实体，并允许完整内皮细胞抗氧化能力快速变化。通过监测微血管内皮细胞模型中胞质 Ca2...
A Novel Single-Color FRET Sensor for Rho-Kinase Reveals Calcium-Dependent Activation of RhoA and ROCK.
Ras同源家族成员A（RhoA）是细胞骨架动态、分裂、迁移和黏附等过程中的信号枢纽。RhoA活性受到严格的时空控制，但其下游效应器是否共享相同的激活动态仍不清楚。本研究开发了一种新型单色FRET生物传感器，用于在活细胞中以高时空分辨率测量Rho相关激酶（ROCK）活性，并验证了Rho激酶活性报告器（RhoKAR）的性能。RhoKAR...
Characterization of PDGF-Induced Subcellular Calcium Regulation through Calcium Channels in Airway Smooth Muscle Cells by FRET Biosensors.
细胞钙稳态是多种生理过程的基础，但细胞内钙分布不均。哮喘发作时，上皮和炎症细胞分泌血小板衍生生长因子（PDGF），诱导气道平滑肌（ASM）细胞增殖迁移，导致气道狭窄。本研究构建亚细胞靶向 FRET 生物传感器，研究 ASM 细胞不同区室的钙调控。PDGF 诱导的细胞质钙（[Ca2+]C）升高源于细胞外钙内流和内质网（ER）钙（[Ca...
Measuring Single-Cell Calcium Dynamics Using a Myofilament-Localized Optical Biosensor in hiPSC-CMs Derived from DCM Patients.
心肌细胞同步收缩与兴奋-收缩耦联紧密相关，钙处理失调可损害心功能并导致心肌病和心衰。本文介绍一种基于强度型荧光生物传感器 RGECO-TnT 的方法与分析技术，用于研究肌丝定位的钙信号。扩张型心肌病（DCM）以左心室扩张和收缩功能下降为特征。作者展示该传感器可用于表征健康对照及两名 DCM 患者来源的二维 hiPSC-CM 单层，比...
Elucidating regulators of astrocytic Ca
近期荧光指示剂与成像技术的进步推动了对活细胞复杂信号过程（如钙离子活动模式）的功能成像研究。星形胶质细胞是脑网络的重要调节者，具有高度复杂的形态和自发钙活动，但领域缺乏标准化方法来分析与解释钙活动记录，限制了全球比较。本文提出一种基于生物物理的解析概念，用于解析钙生物传感器荧光中复杂时空变化，以理解潜在信号机制。作者开发了基于像素的...
Calcium Signal Profiles in Vascular Endothelium from Cdh5-GCaMP8 and Cx40-GCaMP2 Mice.
本研究报道了Cdh5-GCaMP8小鼠中血管内皮钙信号谱。Cx40-GCaMP2小鼠在连接蛋白40启动子下表达钙生物传感器GCaMP2，已用于揭示内皮钙信号特性，但其动态范围较窄，且静脉内皮缺乏信号。近年开发的GCaMP5/6/7/8具有更优性能，但尚未在内皮特异性钙研究中验证。作者表征了在新开发Cdh5-GCaMP8小鼠中，由VE...
10.3390/nu12082293
肠道含有超过半数的免疫细胞和外周神经，并管理食物成分与宿主之间的有益相互作用。Paramylon 是裸藻（Euglena gracilis）中的 β-1,3-葡聚糖储存多糖，可通过影响细胞因子产生发挥免疫刺激活性。本研究利用活体和体外细胞类型特异性钙（Ca2+）成像，探讨调节食物成分与肠道相互作用的信号机制。我们成功在普遍表达黄色变...
Calmodulin disrupts plasma membrane localization of farnesylated KRAS4b by sequestering its lipid moiety.
KRAS4b是一种调控MAPK等信号转导通路的小GTP酶。近期研究关注RAS与钙信号之间的相互作用机制。KRAS4b功能依赖其C末端法尼基化并招募至质膜，部分研究提示Ca2+-钙调蛋白（CaM）可调节该定位。本文结合晶体结构与NMR数据揭示，Ca2+依赖的CaM-KRAS4b相互作用由CaM C端叶疏水口袋对KRAS4b法尼基基团的...
Live-Cell Assays for Cell Stress Responses Reveal New Patterns of Cell Signaling Caused by Mutations in Rhodopsin, α-Synuclein and TDP-43.
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...
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...
Shear stress augments mitochondrial ATP generation that triggers ATP release and Ca
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...
Live imaging molecular changes in junctional tension upon VE-cadherin in zebrafish.
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...
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...
Interplay of Plasma Membrane and Vacuolar Ion Channels, Together with BAK1, Elicits Rapid Cytosolic Calcium Elevations in Arabidopsis during Aphid Feeding.
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...
FRET biosensors reveal AKAP-mediated shaping of subcellular PKA activity and a novel mode of Ca(2+)/PKA crosstalk.
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...
The primary cilium functions as a mechanical and calcium signaling nexus.
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...
Rapid and Localized Mechanical Stimulation and Adhesion Assay: TRPM7 Involvement in Calcium Signaling and Cell Adhesion.
本研究开发了一种基于细胞基底形变的机械刺激装置和一种更灵敏的细胞黏附测量方法。精确定位于细胞附近的探针可实现垂直局部机械刺激，频率约207 Hz，应变幅度约50%。该装置用于检测人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的钙信号响应。细胞内钙离子浓度通过基因编码的Cameleon生物传感器测量，同时抑制瞬时受体电位阳离子通道M亚家族成员7（T...
PKC-dependent Phosphorylation of the H1 Histamine Receptor Modulates TRPC6 Activity.
瞬时受体电位经典6（TRPC6）是一种阳离子选择性、二酰甘油（DAG）调节、钙离子通透通道，可由Gq蛋白偶联受体激动剂激活。TRPC6功能障碍与血管痉挛、肾小球硬化等心血管和肾脏疾病相关。当组胺H1受体（H1R）被激动剂刺激时，尽管激动剂持续存在，TRPC6活性仍衰减至基线。本研究利用HEK细胞表达系统和可同时检测胞内DAG与Ca2...
Spatially defined InsP3-mediated signaling in embryonic stem cell-derived cardiomyocytes.
肌醇1,4,5-三磷酸（InsP3）信号在心肌细胞中的作用尚未完全阐明，但被认为与触发活动倾向增加有关。本研究旨在确定 InsP3 受体如何将 Ca2+ 释放转化为质膜去极化并导致心律失常样活动。作者采用胚胎干细胞来源心肌细胞（ESdCs）作为模型，因其自发电活动依赖 InsP3 介导的 Ca2+ 释放。利用 FRET 型 InsP...