肌节是骨骼肌收缩的功能单位，多种获得性和遗传性肌病影响其功能。在完整活体骨骼肌纤维中实时研究肌节激活机制具有挑战。本研究设计并构建了一种骨骼肌特异性分子内FRET生物传感器，将其工程化整合入快骨骼肌肌钙蛋白C（TnC），用于研究肌节激活动态。在转基因动物中，TnC生物传感器通过化学计量替换内源TnC整合入肌丝，不改变正常骨骼肌收缩形...
在老年人中，全身健康在很大程度上依赖于健康的骨骼肌，骨骼肌控制身体稳定、运动能力和代谢稳态。与年龄相关的骨骼肌结构和功能退化会增加严重合并症风险并导致较差预后，带来重大社会经济成本。因此，迫切需要有效的抗衰老策略以提高老年个体的韧性并保证生活质量。骨骼肌衰老和代谢失调共享共同的细胞与细胞内机制，可能成为维持肌肉完整性的干预靶点。许多...
过氧化氢（H2O2）是细胞内重要的信号分子，参与骨骼肌的生理与病理过程，但传统检测方法常产生假象。HyPer 是一种基因编码荧光生物传感器，可实时、特异性地检测细胞内 H2O2。本研究旨在开发并优化在 C2C12 成肌细胞/肌管以及 C57BL/6J 小鼠成熟骨骼肌纤维中表达 HyPer 的方法，并实时测量这些细胞中的胞内 H2O2...
目的：活性氧（ROS）被提出作为介导运动训练适应的信号分子，但其来源仍不明确。本研究利用缺乏功能性 NADPH 氧化酶 2（NOX2）复合体（p47phox/Ncf1 缺失，ncf1* 突变）的小鼠模型，探究运动期间 NOX2 依赖性活性增加是否为骨骼肌长期高强度间歇训练（HIIT）所必需。方法：在单次运动后和慢性干预（每周 3 次...
胰岛素和运动可促使骨骼肌纤维表面的葡萄糖转运蛋白4（GLUT4）转位，从而促进葡萄糖摄取。为直接测量成年骨骼肌中 GLUT4 的转位，本研究验证了一种基于基因编码生物传感器的简单检测方法。作者将 GLUT4-7myc-GFP 质粒电穿孔导入小鼠骨骼肌，使肌纤维表达在胞外环携带 myc 表位并融合 GFP 的 GLUT4 报告蛋白。活...
运动神经元通过动作电位控制骨骼肌收缩；去神经导致肌萎缩并与线粒体功能障碍相关。已知去神经促进肌肉线粒体活性氧（ROS）产生，但初始原因不明。由于去神经使肌肉失去电刺激，无法产生动作电位和生理性胞质 Ca2+ 瞬变，作者检验生理性 Ca2+ 瞬变缺失是否为去神经骨骼肌线粒体功能障碍的初始诱因。利用表达线粒体靶向生物传感器 mt-cpY...
钙网蛋白（calsequestrin, Casq）是肌浆网（SR）中唯一已知以周期性储存和释放钙为主要功能的蛋白。为检验其在活细胞中是否随钙耗竭而去聚合，作者在小鼠肌肉中表达荧光标记 Casq1，并用与 Casq1 融合的钙生物传感器 D4cpV-Casq1 连续测量 SR 内钙浓度，同时以光漂白后荧光恢复（FRAP）监测 Casq...
骨骼肌负责约80%的餐后葡萄糖清除，维持胰岛素敏感性和血糖稳态至关重要。胰岛素刺激葡萄糖清除/摄取需要葡萄糖转运体4（GLUT4）向质膜（PM）募集，该过程依赖皮层F-actin重塑，且在2型糖尿病中失调。近期研究提示PAK1是小鼠骨骼肌体内GLUT4募集所需元件，但其作用机制及在葡萄糖摄取中的必要性尚不明确。为此，本研究在L6-G...
关于骨骼肌纤维长时间去极化后肌浆网（SR）钙是否几乎耗竭或仍保留显著浓度，现有结论相互矛盾。解决该争议的关键是缺乏可靶向SR、具有低钙亲和力、快速解离动力学且能在成年及老年哺乳动物肌纤维中表达的遗传编码钙传感器。本研究使用新近设计的低亲和钙传感器CatchER（肌纤维中Kd约1.66 mM，off-rate约700 s−1）靶向SR...
肌浆网与线粒体在细胞内 Ca2+ 信号控制中的偶联缺陷被认为参与神经肌肉疾病进展。我们此前发现肌萎缩侧索硬化（ALS）小鼠模型骨骼肌中线粒体功能呈节段性丧失，并伴随肌浆网 Ca2+ 释放活性升高且失控。该局部线粒体缺陷使研究者可在同一肌纤维内比较线粒体正常与缺陷区域，从而评估线粒体在兴奋-收缩（E-C）偶联中清除 Ca2+ 的贡献。...
现有骨骼肌肌浆网（SR）游离钙荧光监测工具定量价值有限：非比率信号难校准且特异性不足，FRET 传感器动态范围小，并受靶向不完全和钙网蛋白内源配体干扰。本文报道将 cameleon D4cpv 与钙网蛋白 1（Casq1）或低钙结合变体 Casq1-ΔAsp 融合的新型比率型荧光生物传感器，实现向 SR 终末池精确靶向。D4cpv-...
线粒体超氧闪烁（mSOFs）是线粒体超氧量子化生成的随机事件。本研究利用肌肉特异性表达新型线粒体靶向超氧生物传感器 mt-cpYFP 的转基因小鼠，检测趾短屈肌（FDB）肌纤维在静息、强烈活动和病理状态下的 mSOF 活性。结果显示，骨骼肌中的 mSOF 活性依赖于电子传递链（ETC）和腺嘌呤核苷酸转位酶（ANT）功能，但不依赖于亲...
活性氧（ROS）是重要的细胞内信号分子，线粒体电子传递链是超氧化物阴离子的主要来源。本研究将线粒体靶向比率型 pericam（RPmt）作为超氧化物生物传感器，通过选择合适激发波长，在活体小鼠骨骼肌中表达并用于成像。对分离肌纤维的共聚焦观察显示，RPmt 自发出现约 20 s 的荧光闪烁；同步记录线粒体超氧化物探针 MitoSox ...