小分子配体激活的G蛋白偶联受体通常被认为在反复或持续刺激后数分钟内通过受体磷酸化和内化迅速脱敏，这与许多长期细胞和生理反应相矛盾。本研究利用基于FRET的cAMP生物传感器进行活细胞成像，并结合心肌细胞收缩实验，发现儿茶酚胺激活的β1肾上腺素能受体（β1AR）在原代心肌细胞和神经元中持续刺激腺苷酸环化酶（AC）合成第二信使cAMP，...
环磷酸腺苷（cAMP）和cAMP依赖性蛋白激酶A（PKA）调控几乎所有真核细胞中的多种细胞功能。在神经元中，cAMP/PKA信号级联控制轴突生长、路径寻找、突触传递效能、兴奋性调节及长期变化等生物学特性。针对cAMP或PKA的基因编码光学生物传感器通过在活神经元中提供实时测量，显著加深了人们对这些过程的理解。本综述描述了cAMP或P...
星形胶质细胞形态可能受cAMP调节，并影响其与突触的结构关联。β-肾上腺素能受体（β-AR）可升高胞内cAMP浓度（[cAMP]i），但单活星形胶质细胞中β-AR介导cAMP信号的实时动态及其形态效应尚未研究。作者使用FRET cAMP生物传感器Epac1-camps，实时监测原代大鼠星形胶质细胞中[cAMP]i变化，并用共聚焦显微...
蛋白激酶A（PKA）广泛存在于动物界，在神经系统中作为激酶效应器整合多种神经调质的细胞效应。近年来发展的荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，如AKAR，使活细胞中PKA激活的直接测量成为可能：只需在CFP激发下测量CFP与YFP发射波长的荧光比值。该方法可在细胞甚至亚细胞水平提供秒级时间分辨率的数据，为理解时空信号整合开辟新途径...
一氧化氮/环鸟苷酸（NO/cGMP）信号在纹状体功能调控中重要，但其中粒神经元（MSN）内 cGMP 的具体作用机制仍不清楚。作者利用基因编码荧光生物传感器，包括新型高灵敏度 cAMP 传感器 Epac-SH150，分析 MSN 对 NO 的 cGMP 应答及其对 cAMP/蛋白激酶A（PKA）信号的影响。Cygnet2 cGMP ...
本文研究抗糖尿病磺脲类药物（SU）与cAMP协同激活Epac2A的机制。作者利用MIN6-K8s细胞中的Epac2A FRET荧光传感器，检测8-pCPT-2'-O-Me-cAMP-AM（8-pCPT）及多种SU药对Epac2A的激活。结果显示8-pCPT浓度依赖性地降低FRET效率；格列本脲、格列吡嗪、乙酰己脲在≥10 μM，格列...
许多G蛋白偶联受体（GPCR）定位于初级纤毛，但纤毛对GPCR信号的功能意义仍不清楚。本研究聚焦D1多巴胺受体（D1R）和β2肾上腺素受体（B2AR），二者均通过升高环磷酸腺苷（cAMP）传递信号，但纤毛定位不同。D1R在IMCD3细胞纤毛上富集，破坏纤毛并不影响其表面表达或浓度依赖性cAMP反应。作者开发了可分辨纤毛内与纤毛外cA...
本文检验甲状腺刺激激素受体（TSHR）在撤除 TSH 后是否发生持续 cAMP 信号，以及该现象是否细胞类型特异。作者采用两种方法：方法 1 用化学发光免疫分析，在培养液中加入磷酸二酯酶抑制剂 IBMX，定量 30–60 min 内细胞内 cAMP 积累；方法 2 用 FRET 型细胞内 cAMP 生物传感器 YR-ICUE 连续记...
PDE4 是十一种环核苷酸磷酸二酯酶家族之一，在介导重要环核苷酸第二信使环磷酸腺苷（cAMP）的水解降解中起关键作用。PDE4 抑制剂具有抗炎特性，但其临床应用受限于机制相关副作用，限制最大耐受剂量。为启动开发耐受性更好的 PDE4 抑制剂，我们筛查现有已批准药物的 PDE4 抑制活性。为此，我们采用高通量计算方法，识别出耐受性良好...
本文介绍基于生物发光共振能量转移（BRET）的新型生物传感器在活细胞中实时表征多巴胺D2受体（D2R）与痕量胺相关受体1（TAAR1）药理学和信号转导的方法。D2R和TAAR1等G蛋白偶联受体既可介导G蛋白依赖的cAMP信号，也可介导G蛋白非依赖的β-arrestin2募集信号。利用EPAC cAMP生物传感器可实时监测细胞内cAM...
活细胞显微成像现已常规用于监测基因编码生物传感器蛋白的活性，以直接测量细胞、组织或生物体内特定信号事件。多数荧光生物传感器蛋白依赖 Förster 共振能量转移（FRET）报告信号事件引起的蛋白构象变化，通常用基于强度的比率成像测量。荧光寿命成像显微镜（FLIM）是另一种监测 FRET 型生物传感器蛋白活性的方法。FLIM 在时域测...
生物发光共振能量转移（BRET）生物传感器在过去十年中已被广泛用于在活细胞中研究蛋白-蛋白相互作用和细胞内信号转导。本综述讨论为研究 G 蛋白偶联受体（GPCR）生物学、药理学和信号转导而开发的多种 BRET 生物传感器。GPCR 可形成包含 G 蛋白或 β-arrestin 的两类多蛋白信号复合物，具有功能选择性的药物可分别影响 ...
本研究在啮齿动物脑切片中结合电生理记录与新型荧光生物传感器成像，实时监测单个神经元内蛋白激酶A（PKA）的激活。电生理以慢后超极化钾电流（I_sAHP）作为膜水平PKA磷酸化事件的指标；生物传感器包括基于Epac的cAMP探针（Epac1-camps、Epac2-camps300）和基于AKAR的PKA活性探针（AKAR2.2、AK...
在成年脑中，离子型或代谢型嘌呤能受体广泛表达于神经元和胶质细胞，并在炎症与神经递质传递中发挥重要作用。近期研究提示嘌呤能受体参与神经干细胞增殖与分化，但其对早期神经元发育和轴突延长的作用尚不清楚。本研究旨在探讨 ADP 或 ATP 激活的 P2Y1、P2Y13 和 P2X7 受体在轴突延长中的作用及相互协调机制。作者利用特异性激动剂...
活体荧光成像已成为追踪细胞内多种分子事件时空定位的有力工具。基于 Förster 共振能量转移（FRET）的遗传编码荧光指示剂被常规使用，但调控其功能的分子基础尚未完全阐明。本文以蛋白激酶 A 调节亚基的 cAMP 结合域为基础，介绍一种常用 cAMP FRET 传感器的结构与动力学性质。采用隐式溶剂分子动力学模拟，定位 cAMP ...
核苷酸不仅可由神经元释放，也可由成纤维细胞、上皮细胞、内皮细胞和胶质细胞等释放。非神经细胞ATP释放常为Ca2+独立且多非囊泡性，而神经元ATP释放通常被认为通过胞吐发生。为评估神经内分泌细胞核苷酸释放是否包含非囊泡成分，作者将P2Y12受体的自分泌/旁分泌激活作为PC12细胞核苷酸释放的生物传感器。稳定表达肉毒毒素C1轻链（BoN...