化工儀器網手機版
移動端訪問更便捷
能夠實時監測大腦細胞外催產素動態變化的熒光傳感器問世
2022年10月14日 13:53:23
來源：化工儀器網 作者：羊舌木 點擊量：4879
因此，在這樣的情況下，急需能夠動態監測腦催產素的技術出現。日前，來自日本金澤大學醫學研究生院的Daisuke Ino助理教授研究團隊開發了一種名為MTRIAOT的靈敏熒光催產素傳感器，這種傳感器能夠檢測小鼠大腦中的多種催產素動力學。
【化工儀器網 項目成果】我們都知道，催產素有著能夠刺激乳腺分泌乳汁，在分娩過程中促進子宮平滑肌的收縮，促進母愛的作用。然而，這并不是催產素唯一的作用，事實上，催產素還能夠降低人體內腎上腺素酮等工作壓力生長激素的水平，以降低血壓。
催產素是一種由室旁核和下丘腦視上核中的神經元產生的神經肽，用來調節外周組織和中樞神經系統的許多生理過程。催產素神經元主要將軸突發送到垂體后葉，在那里催產素作為促進分娩和哺乳的外周激素釋放到外周循環中。此外，催產素神經元的軸突投射到許多其他大腦區域，以此釋放催產素以調節各種生理功能，例如感覺處理、進食控制、社會認知和情緒。除了作為內源性配體的作用外，催產素也已成為一種潛在的精神疾病治療劑。
但是時至今日，大腦中催產素的動態變化與動物復雜行為之間的關系仍研究較少，其部分原因是由于缺乏合適的技術能夠在體內進行實時檢測。目前可用的方法，如微透析和基于報告基因的檢測都有著一定的局限性，特別是在時間分辨率方面。
因此，在這樣的情況下，急需能夠動態監測腦催產素的技術出現。日前，來自日本金澤大學醫學研究生院的Daisuke Ino助理教授研究團隊開發了一種名為MTRIAOT的靈敏熒光催產素傳感器，這種傳感器能夠檢測小鼠大腦中的多種催產素動力學。
這是一種基于G蛋白(鳥苷三磷酸結合蛋白)偶聯受體的綠色熒光催產素傳感器。他們選擇青鳉OTR (meOTR)作為熒光傳感器的支架，并且通過三個篩選步驟，分別得到了OT-1.0、OT-2.0和OT-3.0。篩選后的最終產物OT-3.0在100 nM OT刺激下具有約720%ΔF/F0熒光響應，并能被OTR拮抗劑所抑制。
對PM的最佳靶向性( HEK293T) 細胞中OT-1.0對OT-3.0的劑量依賴性熒光反應的表征表明，其篩選改善了熒光反應的動態范圍，對半最大有效濃度(EC50)值幾乎沒有改變。研究人員將OT-3.0的熒光模塊命名為MTRIA，并將其更名為MTRIAOT。
研究人員還對該催產素傳感器進行了體內驗證，他們使用腺相關病毒 (AAV)，在OTR表達水平較高的前嗅核(AON)表達MTRIAOT，并進行光纖測定記錄。他們在腦室內輸注不同劑量催產素檢測到在0.2ug及以上劑量的刺激下，熒光強度顯著增加，表明MTRIAOT能夠實時檢測活體大腦中的胞外催產素變化。
此外，他們還通過光誘發AON中催產素的釋放，發現隨著刺激激光功率的增加，且其在體內的動力學特性時間常數足夠穩定，說明MTRIAOT可用于測量體內內源性催產素釋放，具有高靈敏度和快速動力學。并且還發現，社交互動中MTRIAOT的熒光信號逐漸增加，其特征是上升時間常數為~1分鐘，而在提起鼠尾后(應激反應)，MTRIAOT信號迅速上升，達到峰值信號值的平均時間約為6s。證明了MTRIAOT檢測能在幾秒鐘內迅速出現催產素響應的實用性。
研究人員還發現，麻醉對大腦催產素水平具有抑制作用，并且食物剝奪會干擾催產素振蕩，研究人員將這種現象命名為“催產素湍流”，并且隨著年齡的增長，催產素振蕩反應的頻率也會逐漸減緩。
該研究通過結合病毒基因傳遞并利用光纖光度介導的熒光測量，試驗了該傳感器在活體小鼠中實時檢測大腦催產素動態變化的功能，并表明催產素的動態變化受動物的行為環境和物理條件等因素影響，該傳感器使各種生理和病理過程中進行催產素動態分析成為可能。
我們可以注意的是，通過MTRIA系統，幾乎30%的工程傳感器在高濃度的特異配體刺激下顯示出顯著的熒光增加，這項發現將有助于加速各種基于GPCR傳感器的工程開發。該研究成果于近日發表在《Nature Methods》上，題為：A fluorescent sensor for real-time measurement of extracellular oxytocin dynamics in the brain。
(資料參考來源：科技部生物中心、自然方法)
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
5月12日至30日，由中國氣象局氣象探測中心聯合錫林浩特國家綜合氣象觀測試驗基地，完成國產探空儀濕度傳感器的同球比對試驗。2025-06-11 11:34:29
-
近日，復旦大學集成電路與微納電子創新學院研究團隊、腦科學研究團隊，聯合中國科學院上海技術物理研究所團隊，經過7年攻關，共同開發出全...2025-06-06 11:27:15
-
賦能智能制造與安全運行的“精準之眼”，高精度壓力測量及校準線上會議即將開啟
2025年6月4日13:00，為突破測量精度極限、構建全生命周期校準體系，化工儀器網聯合福祿克測試儀器(上海)有限公司，共同舉辦“...2025-06-03 10:37:49 -
中國科學院自動化研究所從自然界魚類身上的側線系統獲得啟發，開發了一種名為FlowSight的仿生側線傳感器。2025-05-22 11:40:00
-
致力于推動國產工業溫控智能化 普泰克驚艷亮相CIBF2025
作為工業溫控領域的技術型企業，普泰克(上海)制冷設備技術有限公司(以下簡稱“普泰克”)攜其核心產品——新能源部件測試溫控系統驚艷亮...2025-05-19 10:48:45 -
近日，《自然》期刊宣布將于2026年1月推出《健康》《傳感》兩本子刊。2025-05-12 11:30:09
版權與免責聲明
- ①凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- ②本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
