新型熒光探針在活體動物中檢測cAMP動態(tài)變化的實用性

據(jù)麥姆斯咨詢報道，中科院深圳先進技術研究院醫(yī)工所生物醫(yī)學光學與分子影像研究中心儲軍課題組，研發(fā)了在活細胞內(nèi)具有12倍熒光變化的高性能基因編碼的cAMP綠色熒光探針——G-Flamp1，并結合顯微成像和光纖記錄等技術，實時高靈敏監(jiān)測了果蠅和小鼠等模式生物在特定行為過程中特定神經(jīng)元的環(huán)磷酸腺苷（cAMP）信號時空動力學變化，探索了cAMP動力學與動物行為之間的內(nèi)在關聯(lián)。相關研究成果以“A high-performance genetically encoded fluorescent indicator for in vivo cAMP imaging”為題，于近日發(fā)表于Nature Communications期刊。審稿人認為該探針具有非常棒的性質(zhì)，在熒光探針的原性能上具有很大的提升，該探針打開了很多有趣的cAMP信號研究的大門。

G-Flamp1探針的開發(fā)和體外表征

細胞不斷地接收周圍環(huán)境的信號，并將其轉變?yōu)榧毎麅?nèi)相應分子數(shù)量、分布和活性狀態(tài)的變化，從而改變細胞的形態(tài)和生物學功能等。該過程的異常與疾病發(fā)生發(fā)展相關。

研究人員選取細胞內(nèi)重要的第二信使分子cAMP作為研究目標。cAMP可傳遞細胞表面多種G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）的信息，在學習與記憶、藥物成癮、運動控制、免疫等過程中發(fā)揮重要作用。

G-Flamp1通過體內(nèi)雙光子成像揭示了強制跑步在小鼠運動皮層神經(jīng)元中所誘導產(chǎn)生的cAMP信號

“活細胞和活體水平的cAMP分子濃度變化的高時空分辨率熒光成像是解析cAMP信號通路及其生物學功能的重要基礎。因此，開發(fā)高靈敏的cAMP熒光探針成為研究復雜生物過程的關鍵。”論文通訊作者儲軍表示。

于是研究人員設計并得到了具有高亮度、高靈敏度、合適親和力和快響應速度等特征的高性能基因編碼cAMP綠色熒光探針G-Flamp1。該探針在活細胞中的熒光變化可達12倍，是目前少數(shù)幾個在10倍以上的熒光探針之一。研究人員利用腺相關病毒在小鼠中成功驗證了該探針在活體動物中檢測cAMP動態(tài)變化的實用性。