JMT日本医疗——成功研发出一种新的小鼠品系，可以可视化大脑中的神经活动，使用高灵敏度、高速钙传感器成功测量神经活动①

点击量：152   日期：2022-03-11 09:20    编辑：JMT日本医疗

概述

为了阐明复杂的大脑功能，准确测量活体动物大脑中单个神经细胞活动的技术是必不可少的。京都大学研究生院生命科学研究科坂本雅行副教授，东京大学医学研究生院特聘助理教授井上正史（研究时，现为斯坦福大学博士研究员），东京大学医学院研究科的尾藤晴彦组成了研究团队，该研究团队成功研发出一种转基因小鼠，该小鼠可稳定表达高灵敏度、高速钙传感器。

近年来，使用荧光钙传感器的神经活动成像方法已被广泛用作使神经活动可视化的方法。在这项研究中，为了实现更准确的神经活动测量，该团队研发出了一种高灵敏度和高速钙传感器（G-CaMP9a）和一种可以诱导这种新传感器表达的转基因小鼠（G-）以特定于细胞类型的方式。制作了 CaMP9a 敲入小鼠。使用双光子激发显微镜通过生物成像观察神经细胞活动 Note 2 表明，这种小鼠可以更准确地检测神经细胞对感觉刺激的反应。由于钙传感器的表达水平稳定且均匀，因此生成的小鼠有望成为阐明复杂的高级脑功能的有用资源。

该成果于2022年2月14日（当地时间）在线发表在美国国际学术期刊《Cell Reports Methods》上。

大脑中神经活动可视化的新小鼠品系的开发图像（使用 G-CaMP9a 敲入小鼠测量活体大脑中的神经细胞活动）

背景

在我们的大脑中，数百到数千亿个神经细胞（神经元）组成一个巨大的神经网络，通过进行复杂的信息处理，实现认知、学习等各种高级大脑功能。大脑高级功能的机制是非常复杂和困难的，阐明大脑高级功能可以说是现代科学的终极挑战之一。

为了了解大脑高级功能的机制，有必要准确测量单个神经细胞的活动。近年来，为了测量这些神经细胞的活动，使用荧光钙传感器的成像技术取得了飞速发展，该技术通过神经放电 Note 3 将钙离子流入细胞中​。还可以使用双光子激发显微镜记录活体动物大脑中神经细胞的活动。

然而，传统的钙传感器只能检测有无神经活动及其强度，时间分辨率不足以准确测量神经放电的频率和频率。为了实现准确的活动测量，期望开发一种钙传感器，其具有快速的反应速度并且在神经放电的数量与传感器的荧光变化量之间显示出线性关系。此外，腺相关病毒经常用作将钙传感器引入神经细胞的方法。然而，在使用病毒的导入方法中，提到了诸如钙传感器的表达水平因细胞而异和细胞毒性等问题。为了解决这个问题，有必要建立一个无细胞毒性且能稳定诱导钙传感器表达的小鼠品系。

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