KCTD1 regulation of Adenylyl cyclase type 5 adjusts striatal cAMP signaling.
多巴胺向纹状体神经元传递信息，神经传递紊乱会导致运动障碍中的运动缺陷。纹状体多巴胺信号下游汇聚到腺苷酸环化酶5（AC5）介导的环磷酸腺苷（cAMP）合成，表明信号转导在运动生理中至关重要。然而，多巴胺解码与 AC5 调控之间的关系尚不清楚。本研究采用无偏全局蛋白稳定性筛选，鉴定出钾通道四聚化结构域蛋白1（KCTD1）是 AC5 蛋白...
AKAP12 Upregulation Associates With PDE8A to Accelerate Cardiac Dysfunction.
心力衰竭中β2-肾上腺素受体下游信号至关重要。交感刺激β2受体改变cAMP并触发PKA依赖性磷酸化，cAMP水平部分由磷酸二酯酶（PDE）调节；A激酶锚定蛋白（AKAP）可调控心脏功能。AKAP12在心脏表达，已知直接结合β2受体、PKA和PDE4D，但其心脏功能作用不明。本研究在过表达AKAP12与对照的AC16人源心肌细胞中，使...
Real-Time Determination of Intracellular cAMP Reveals Functional Coupling of G
褪黑素是调节昼夜节律等多种生理过程的神经内分泌激素，其功能主要通过人褪黑素1型（MT1）和2型（MT2）受体介导。MT1和MT2通常被归为Gi偶联受体，因为二者可抑制细胞内环磷酸腺苷（cAMP）积累；然而，表达MT1的多种细胞中褪黑素却能刺激cAMP生成，机制尚不清楚。为判断MT1能否同时偶联Gs和Gi蛋白，作者采用高灵敏发光生物传...
CRISPR/Cas9 Knock-Out in Primary Neonatal and Adult Cardiomyocytes Reveals Distinct cAMP Dynamics Regulation by Various PDE2A and PDE3A Isoforms.
环核苷酸磷酸二酯酶2A（PDE2A）和3A（PDE3A）在调控环腺苷酸（cAMP）与环鸟苷酸（cGMP）-cAMP串扰中具有重要作用，且各自具有最多三种异构体。由于传统方法难以获得异构体特异性敲除小鼠或细胞，其各自对cAMP动态的贡献难以研究。本研究利用腺病毒介导的CRISPR/Cas9基因编辑，在原代新生和成年大鼠心室心肌细胞中敲...
GPCR Signaling Measurement and Drug Profiling with an Automated Live-Cell Microscopy System.
时间序列荧光显微镜结合荧光生物传感器是量化单活细胞信号时空动态的有力工具，但实验通量低。为克服该限制，作者开发了基于 MATLAB 的 FALCOscope（Flexible Automated Liquid-handling Combined Microscope）平台，协调 OpenTrons 液体处理机器人和荧光显微镜，实现药...
FluoSTEPs: Fluorescent biosensors for monitoring compartmentalized signaling within endogenous microdomains.
越来越多的证据表明，许多关键胞内信号事件被区室化于动力学不同的细胞微区室中。遗传编码荧光生物传感器是解析区室化信号的强大工具，但现有方法通常依赖目标蛋白融合与过表达，可能干扰天然信号通路。本文提出一类名为 FluoSTEPs（靶向内源蛋白的荧光传感器）的新型生物传感器，将自互补分裂绿色荧光蛋白、CRISPR 介导的基因敲入和荧光共振...
A yeast FRET biosensor enlightens cAMP signaling.
出芽酵母中的 cAMP-PKA 信号级联调控细胞对变化环境的适应。作者开发了 yEPAC，一种基于 FRET 的酵母 cAMP 生物传感器，并结合同步流式细胞术，在突然营养转换过程中对单细胞水平的动态 cAMP 变化进行高通量定量。研究发现，特征性 cAMP 峰能够区分不同碳源转换，并在单细胞间较为均一，尤其向葡萄糖转换时最为明显。...
A Cellular Assay for the Identification and Characterization of Connexin Gap Junction Modulators.
连接蛋白间隙连接（Cx GJs）允许小分子和离子在细胞间传递，对细胞通讯至关重要；其功能障碍与多种疾病相关，因此能调节间隙连接的小分子可能成为治疗药物。为筛选间隙连接调节剂，本研究建立了一种新型细胞检测法。作者以重组表达 Cx43 的 HeLa 细胞为基础，构建供体细胞和生物传感器细胞：供体细胞额外表达 Gs 蛋白偶联腺苷 A2A ...
Selective changes in cytosolic β-adrenergic cAMP signals and L-type Calcium Channel regulation by Phosphodiesterases during cardiac hypertrophy.
心肌细胞中，PDE3和PDE4是降解β肾上腺素能受体（β-AR）产生cAMP的主要酶，并调节L型钙电流（ICa,L）。心脏肥大（CH）伴随PDE3/PDE4下降，但其对胞质cAMP与ICa,L动态调节的影响未知。作者用胸主动脉缩窄诱导大鼠CH，5周后分离SHAM与CH左心室心肌细胞（LVMs），以腺病毒转导FRET型cAMP生物传感...
Primary cilium-dependent cAMP/PKA signaling at the centrosome regulates neuronal migration.
主纤毛（primary cilium, PC）是由中心体组装的小型细胞器，突出于多数真核细胞表面，在细胞迁移中发挥关键作用，但其机制尚不清楚。本研究显示，PC 通过产生环磷酸腺苷（cAMP）并激活中心体蛋白激酶 A（PKA）来调控神经元迁移。基于 FRET 的 cAMP 生物传感器活体成像揭示，胚胎、出生后及成年迁移神经元在中心体处...
Establishing a sensitive fluorescence-based quantification method for cyclic nucleotides.
约40%的处方药通过G蛋白偶联受体（GPCR）发挥药效。受体激活后会引起第二信使如环腺苷酸3′,5′-单磷酸（cAMP）浓度的瞬时变化。目前已有多种基因编码生物传感器可在活细胞或组织中监测cAMP波动，其中基于Förster共振能量转移（FRET）的Epac1-camps蛋白是表征明确的cAMP传感器。新配体的药理学评价常需对产生的...
FRET Reporter Assays for cAMP and Calcium in a 96-well Format Using Genetically Encoded Biosensors Expressed in Living Cells.
G蛋白偶联受体（GPCR）受激素或神经递质刺激后，常引起胞浆环磷酸腺苷（cAMP）和钙离子（Ca2+）浓度改变，从而触发细胞反应。本文描述一种基于微孔板读板机的荧光共振能量转移（FRET）检测方法，利用基因编码生物传感器 H188 和 YC3.60，在单层或悬浮活细胞中实时监测 GPCR 激动剂处理后 cAMP 或 Ca2+ 浓度变...
Can BRET-based biosensors be used to characterize G-protein mediated signaling pathways of an insect GPCR, the Schistocerca gregaria CRF-related diuretic hormone receptor?
G蛋白偶联受体（GPCR）是膜结合受体，被视为开发新型昆虫害虫管理策略的重要候选靶标，但昆虫 GPCR 的分子信号特性仍了解有限，多数研究仅监测钙离子（Ca2+）和环磷酸腺苷（cAMP）等第二信使变化。本研究克隆并表征了沙漠蝗 Schistocerca gregaria 的促肾上腺皮质激素释放因子相关利尿激素受体（Schgr-CRF...
Real-time monitoring of cAMP in brown adipocytes reveals differential compartmentation of β
3',5'-环腺苷酸（cAMP）是调控棕色脂肪细胞分化与功能的核心第二信使。β肾上腺素能受体（β-AR）激活腺苷酸环化酶产生 cAMP，而磷酸二酯酶（PDE）通过局部降解 cAMP 形成亚细胞微区。为阐明棕色脂肪细胞中 cAMP 信号的时空组织，作者利用表达胞质 FRET 生物传感器 Epac1-camps 的转基因小鼠，实时监测未...
Quantitative real-time imaging of intracellular FRET biosensor dynamics using rapid multi-beam confocal FLIM.
荧光寿命成像（FLIM）是一种定量且与荧光强度无关的显微方法，可用于测量细胞生物学中多种生物化学和物理性质，尤其适合通过 Förster 共振能量转移（FRET）量化细胞内蛋白-蛋白相互作用。然而，时间域 FLIM-FRET 测量动态相互作用具有挑战性，因为需要从活细胞荧光团常见的复杂衰减动力学中获得可靠参数，且要求良好的光子统计。...
A Novel Genetically Encoded Single Use Sensory Cellular Test System Measures Bicarbonate Concentration Changes in Living Cells.
碳酸氢根在细胞呼吸和pH稳态中起核心作用，但以往活细胞内碳酸氢根浓度变化只能通过胞内pH变化间接测量。本文报道了一种遗传编码、pH无关、基于荧光的单次使用细胞传感测试系统，用于监测活细胞内碳酸氢根浓度变化。该系统由截短可溶性腺苷酸环化酶sACtr和cAMP FRET报告蛋白CEPAC组成：碳酸氢根激活sACtr后催化cAMP合成，c...
Differential activation of G protein-mediated signaling by synthetic cannabinoid receptor agonists.
合成大麻素受体激动剂（SCRA）是与急性中毒甚至死亡相关的新精神活性物质，但其毒性分子机制尚不清楚，包括是否通过大麻素受体1型（CB1）差异激活不同 G 蛋白亚型。本研究通过检测稳定表达 CB1 的人胚胎肾（HEK）细胞中 forskolin（FSK）诱导的环磷酸腺苷（cAMP）积累，测量 SCRA 介导的 CB1-Gαs 和 Gα...
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...
Serotonin receptor oligomerization regulates cAMP-based signaling.
蛋白质相互作用常采用基于 Förster 共振能量转移（FRET）的定量分子显微镜研究。本研究将线性解混 FRET（lux-FRET）与基于 FRET 的环磷酸腺苷（cAMP）生物传感器 CEpac 联合应用，用于分析 5-HT7 受体（5-HT7R）与 5-HT1A 受体（5-HT1AR）之间的寡聚化及其对 cAMP 信号的重要性...
Synergic PDE3 and PDE4 control intracellular cAMP and cardiac excitation-contraction coupling in a porcine model.
环磷酸腺苷磷酸二酯酶（PDE）是心脏β肾上腺素能受体（β-AR）信号的重要调节因子。PDE3通常被认为是大型哺乳动物和人心脏中的主要cAMP水解酶，而PDE4在啮齿动物中占优势，但其在大型哺乳动物中的功能仍不清楚。本研究以猪心这一相关临床前模型，探讨PDE4对cAMP水解和兴奋-收缩耦联（ECC）的作用。作者利用FRET生物传感器在...