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...
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...
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。...
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...
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...
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...
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。...
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...
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...
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...
钙调节的磷酸二酯酶1（PDE1）家族在脑中高表达，但其在神经元中的功能作用尚不清楚。本研究使用选择性 PDE1 抑制剂 Lu AF64196 和环核苷酸生物传感器（包括一种新型 cGMP 生物传感器），分析 PDE1 对新生雄性小鼠脑片单个神经元中 cAMP 和 cGMP 的影响。光释放笼化 NMDA 引起胞内钙短暂升高，并伴随纹状...
cAMP-PKA通路在多种生物信号转导中起核心作用，在白色念珠菌等病原真菌中与毒力相关，但光滑念珠菌中该通路的作用仍不清楚。为在活细胞中动态监测cAMP-PKA活性，作者将AKAR3和EPAC2两种FRET生物传感器转入光滑念珠菌BG2，构建由CgPGK1启动子驱动、含hphNT1标记的质粒pLDg03和pLDg04。利用CellA...
将 cAMP 生成限制在特定亚细胞位置，可使这一普遍第二信使引发独特功能反应，但决定其产生位置的因素仍不清楚。本研究考察脂质筏与非筏膜微域在成年心室肌细胞 cAMP 信号区室化中的作用。使用自由扩散的荧光共振能量转移（FRET）生物传感器 Epac2-camps 测量胞质整体 cAMP 响应，并将探针靶向脂质筏（Epac2-MyrP...
纹状体中多巴胺的阶段性释放决定奖励学习与动作选择，但其对胞内信号动态的影响仍不清楚。本研究在小鼠纹状体脑片中利用基因编码 FRET 生物传感器，动态量化短暂多巴胺对 cAMP 或 PKA 依赖性磷酸化水平的影响，并结合计算模型探索该信号通路。表达 D1 或 D2 多巴胺受体的中型棘突神经元（MSN）分别以 cAMP 升高或降低响应多...
区室化cAMP/PKA信号在生理和病理过程中具有重要意义，但局部cAMP/PKA信号的性质、调控与功能仍缺乏深入理解。本文报道了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的cAMP传感器CUTie，可以前所未有的精度检测区室化cAMP。CUTie可靶向定位于质膜、肌浆网和肌丝等特定多蛋白复合物，揭示不同位点局部cAMP信号在动力学和幅度上...
FRET（Förster 共振能量转移）显微镜是分子生物学与医学研究中用于实时监测和定量蛋白质-蛋白质相互作用及生化过程的重要工具。该技术可在完整细胞、组织乃至亚细胞区室中研究多种新型信号转导机制。典型单分子荧光生物传感器由目标分子结合域和分别位于两侧的供体与受体荧光蛋白组成；供体在单波长光激发下发射能量，可部分转移至邻近受体，使受...
测定促性腺激素的生物活性对生殖医学和激素制剂生产至关重要。本研究建立了一种基于G蛋白偶联受体（GPCR）介导信号转导的检测方法，用于定量人绒毛膜促性腺激素（hCG）和促卵泡激素（FSH）的生物活性。活细胞中，受体特异性激活后细胞内环磷酸腺苷（cAMP）水平变化由Förster共振能量转移（FRET）生物传感器蛋白TEpacVV监测；...
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...
α7 烟碱型乙酰胆碱受体（α7 nAChR）激活可改善海马依赖学习记忆，但机制不清。我们此前报道其激活以 PKA 依赖方式增强谷氨酸能突触传递。本研究用 FRET 生物传感器通过活细胞成像直接测量海马神经元胞内 cAMP。结果显示，在 α7 nAChR 正性变构调节剂 PNU-120596 存在下，α7 选择性激动剂胆碱使 F535...
转基因小鼠在现代生物医学研究中具有重要作用，不仅可用于解析特定基因和蛋白功能，还可作为表达荧光生物传感器的工具，在活细胞中实时报告第二信使水平和生化过程。本章提供构建质粒载体并生成表达FRET生物传感器的转基因小鼠的详细方案。该传感器为基于Förster共振能量转移（FRET）的cAMP生物传感器Epac1-camps，由cAMP结...