急性心肌梗死（AMI）后，坏死范围和早期炎症决定临床预后。AMI 早期心房利钠肽（ANP）和 B 型利钠肽（BNP）表达升高，血浆水平与缺血严重程度相关。既往研究显示，利钠肽（NP）经鸟苷酸环化酶 A（GC-A）和 cGMP 依赖性蛋白激酶 I（cGKI）可增强全身内皮屏障。本研究比较对照小鼠与内皮特异性 GC-A 或 cGKI 敲...
尽管造血细胞特异性 Rac2 与经典亚型 Rac1 具有 92% 同源性，二者在免疫细胞中已被证明发挥非冗余功能。为研究活细胞中 Rac 的亚型特异性动态，作者开发了一种全基因编码、单链 FRET 型 Rac2 生物传感器，并对现有单链 Rac1 生物传感器进行了显著改进。作者优化了传感器构建体，使其易于在造血细胞中表达，并在 RA...
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...
驱动蛋白-1（kinesin-1）的轻链（KLCs）结合货物并调节其活性。通过其 TPR 结构域（KLCTPR），它们可识别许多货物蛋白中由中心色氨酸被天冬氨酸/谷氨酸残基包围的短线性肽基序（W-acidic）。我们利用荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，并结合 X 射线晶体学、生化和生物物理方法，阐明 KLC2TPR 结构域与...
直接、特异性地检测生物标志物对于监测组织或伤口状态以及炎症进程具有重要意义。中性粒细胞弹性蛋白酶（neutrophil elastase, NE）参与多种生物学过程，与炎症性疾病相关，并富集于炎症组织、伤口渗出液及囊性纤维化患者痰液中。为检测 NE，作者设计了一种 NE 特异性蛋白传感器，其荧光特性在生理浓度下被 NE 选择性切割后...
本研究将基于FRET的葡萄糖和麦芽糖蛋白生物传感器封装到二氧化硅纳米颗粒中，用于代谢物检测。生物传感器由增强青色荧光蛋白（ECFP）与增强黄色荧光蛋白（EYFP）或citrine构成FRET供体-受体对，并夹持相应的周质糖结合蛋白。通过提高pH使正硅酸乙酯（TEOS）水解缩聚，在反相微乳液中形成二氧化硅纳米宿主；蛋白N端六组氨酸（H...
Crk家族适配蛋白是多种细胞表面受体信号转导的关键分子。CrkI和CrkII由同一基因选择性剪接产生，均含N端SH2域和SH3域；CrkII还含有C端连接区及额外SH3域，后者不直接结合蛋白，而发挥调控作用。本研究利用人Jurkat T细胞证明，环孢素A（CsA）与FK506分别抑制免疫亲和蛋白CypA和FKBP的脯氨酰顺反异构酶（...
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...
荧光寿命成像（FLIM）与光学投影断层成像（OPT）相结合，有望在完整透明或近透明活体（如斑马鱼幼鱼）中于空间和时间上绘制 Förster 共振能量转移（FRET）读出，从而在生理背景下可视化细胞信号过程。本文首次报道将 FLIM-OPT 应用于活体转基因斑马鱼幼鱼，利用遗传表达的 FRET 生物传感器读取生物功能。通过成像可被 C...
侵袭体是富含肌动蛋白的膜突起，可降解细胞外基质并驱动肿瘤侵袭；c-Src 与 Rho 家族 GTP 酶是其关键调控因子。侵袭体可重组为环状玫瑰花结，但机制不明。本文发现，A375M 与 MDA-MB-435 黑色素瘤细胞中 Src 诱导的侵袭体可被 GPCR 激动剂快速重塑为动态基质降解玫瑰花结，尤其是 LPA（经 LPA1）和内皮...
葡萄糖激酶（GCK）控制胰β细胞葡萄糖代谢速率，是胰岛素分泌的限速步骤。GCK 的翻译后激活可由 G 蛋白偶联受体或受体酪氨酸激酶通路刺激，提示存在共同机制。本研究显示，抑制内质网（ER）Ca2+ 释放可使 GCK 激活与受体刺激解耦；药理学释放 ER Ca2+ 可刺激 GCK 光学生物传感器激活并增强葡萄糖代谢，表明胞质 Ca2+...
硫化氢（H2S）参与多种细胞信号过程，其异常与多种病理相关。本文报道了一类可在大分子环境中释放 H2S 的供体，用于在细胞质和细胞膜处触发时空受限的信号事件。作者通过 RAFT 聚合合成含侧链聚乙二醇和苯腈基团的共聚物/嵌段共聚物，并用 NaHS 将苯腈基团硫化为初级芳基硫代酰胺，使其可位于亲水或疏水区域。安培型 H2S 选择性微传...
硝酸盐（NO3−）和亚硝酸盐（NO2−）是一氧化氮（NO）的生理来源，对 NO 稳态及心血管功能具有有益作用。为在活细胞中可视化 NO3−/NO2− 的动态变化，作者利用根瘤菌反硝化系统中 NO3−/NO2− 诱导的 NasST 复合物解离，构建了一种遗传编码的分子间荧光共振能量转移（FRET）指示剂 sNOOOpy。该指示剂由 C...
目的：氧化翻译后修饰可能调控关节炎软骨破坏相关信号通路。本研究检测骨关节炎（OA）软骨细胞中半胱氨酸氧化形成亚磺酸（S-亚磺酸化），并在正常软骨细胞中探讨纤连蛋白片段（FN-f）刺激软骨细胞分解代谢信号的机制。方法：从OA和正常人关节软骨分离软骨细胞，使用与蛋白S-亚磺酸化半胱氨酸特异性不可逆反应的二甲基环己二酮类似物进行分析。通过...
Polo-like kinase 1（Plk1）是细胞进入分裂期及完成有丝分裂所必需的激酶，但其在G2/M期精确调控Cdc25C磷酸酶（Cyclin B1-Cdk1激活剂）的分子事件和时空机制仍不清楚。为实时解析Cdc25C在细胞周期中的磷酸化动态，作者构建了遗传编码的FRET（Förster共振能量转移）磷酸化生物传感器。该传感器...
脱落酸（ABA）是促进植物非生物胁迫耐受并调控种子休眠等发育过程的关键植物激素。ABA 浓度在细胞类型和时间上的时空图谱将有助于理解其作用位点与发生时机。器官和组织水平的 ABA 测定，以及细胞特异性转录分析等间接活体方法，已推动了对 ABA 积累定位与时机的认识。近期发展的 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器 AB...
在 PC-12 细胞中，表皮生长因子（EGF）或神经生长因子（NGF）诱导的 ERK MAP 激酶（MAPK）激活动力学呈瞬时或持续模式，分别驱动增殖或分化，因此 ERK 激活持续时间被认为决定细胞命运。作者利用 FRET 生物传感器 EKAR2G 在单活细胞中测量 ERK 激活动力学，发现持续施加 EGF 或 NGF 时，群体中不...
实时监测活细胞内激酶活性动态有助于理解信号转导的时空调控。本文报道了双分子激酶活性报告器（bimKARs）作为分子工具在增强激酶活性实时可视化方面的适应性。作者证明 bimKAR 设计具有高度通用性，可用于监测多种激酶，包括 JNK、ERK 和 AMPK。与单分子报告器相比，bimKAR 可具有显著增大的动态范围，从而揭示此前难以检...
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...
动脉粥样硬化发展与内膜细胞形态变化相关，可导致血管平滑肌细胞（VSMCs）出现星状细胞表型。本研究旨在确定动脉粥样硬化斑块中关键促动脉粥样硬化细胞因子（IL-1β、TNFα 和 IFNγ）是否能诱导该表型，因为这些分子已知可触发 VSMCs 转分化。结果显示，在所测试的主要炎症介质中，只有 IL-1β 能在 VSMCs 中诱导星状形...