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②

点击量：194   日期：2022-03-11 09:28    编辑：JMT日本医疗

研究方法和结果

大多数传统的钙传感器使用肌肉衍生蛋白的钙结合序列 (M13) 作为钙调蛋白 (CaM) Note 5 结合区域。在这项研究中，绿色钙传感器 G-CaMP4.1 的肌肉衍生蛋白的钙结合序列被钙-钙调蛋白依赖性蛋白激酶激酶 (CaMKK) 的 CaM 结合区取代。以前的研究中已经证实了 CaMKK 表达对钙离子和 CaM 的复合物具有高亲和力。结果，灵敏度高于现有的绿色钙传感器，显示钙离子浓度和荧光强度变化之间关系的希尔系数为1.6（现有传感器为2或更高），并且线性度非常高，研究人员成功制作了高钙传感器（G-CaMP9a）。

研究团队创建并评估了一种转基因小鼠（G-CaMP9a 敲入小鼠），其中将 G-CaMP9a 引入小鼠基因组的 Rosa26 基因座。所生产的敲入小鼠被设计成通过使用 Flp / FRT 系统，只能在靶组织或细胞类型中诱导 G-CaMP9a 的表达。使用双光子激发显微镜的生物成像技术对 G-CaMP9a 敲入小鼠进行了评估。结果表明，兴奋性神经元对自发放电和感觉刺激的反应可以在小鼠大脑皮层的初级视觉皮层和体感皮层的单细胞水平上检测到。研究人员还发现，一些生长抑素阳性神经元是抑制性神经元的亚型之一，与它们的活动模式具有高度的同步性。此外，通过将红色钙传感器 XCaMP-R 转染到 G-CaMP9a 敲入小鼠中，研究人员成功地进行了多色成像，可以同时测量兴奋性和抑制性神经元的活动。

未来展望

这项研究的结果表明，能够稳定诱导高灵敏度、高速钙传感器表达的转基因小鼠是阐明复杂的高级大脑功能的有用资源。通过使用开发的鼠标，预计将获得关于大脑在学习和记忆过程中如何运作的新知识。此外，通过将光遗传学 Note 9 工具应用于开发的鼠标，将可以同时进行全光神经活动测量和操作​。将来，通过将其应用于疾病模型动物的神经活动的测量，预计将有助于开发治疗精神疾病和高级脑功能障碍的方法。由于钙离子在所有细胞类型中都发挥着重要作用，因此本研究开发的转基因小鼠不仅有望应用于神经科学领域，还有望应用于新药开发等生命科学的各个领域。

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