研究人员描述了一种新的方法来可视化电阻值神经元

最近的一项研究,研究人员在得克萨斯州儿童医院,贝勒医学院,斯克里普斯研究所发现了荧光染料调频1作为一种有效的和通用的工具来可视化PIEZO2 mechanosensory神经元离子通道活动。

该研究发表在神经元,是由卡拉马歇尔博士,贝勒医学院助理教授和研究员Jan和丹邓肯神经研究所德克萨斯儿童医院,博士Ardem Patapoutian,诺贝尔奖获得者,斯克里普斯研究所的教授。

Mechanosensation是能够检测动态机械刺激等压力,拉伸,剪切应力,对许多生理过程的功能是至关重要的。感觉神经元从环境和内部器官收集机械刺激来传达这个信息到大脑。

Patapoutian实验室在2010年,一个里程碑式的研究发现PIEZO1和PIEZO2不同mechanically-activated离子通道的重要组件。后续这组和其他人的研究指出,这些渠道发挥关键作用在传感和应对外部和内部机械刺激如触觉、本体感觉、膀胱伸展的感觉。这些受体广泛表达感觉神经元表明它可能还未被发现的角色在许多器官系统。

“没有已知PIEZO2内源性化学受体激动剂,所以确定PIEZO2表达是一个重要的线索,一个特定的细胞或组织可能发现和应对机械力量,”马歇尔博士说,他也是一个McNair学者。

“然而,在理解mechanosensation的一个挑战是我们无法具体确定mechanosensory神经元。不幸的是,抗体PIEZO2或PIEZO2-GFP敲入小鼠体内定位的功效有限PIEZO2-a技术障碍,科学家们在这个领域一直与多年来已经取得进一步进展放缓。”

调频1 PIEZO2体内特定标记的表达

在寻求找到一个体内可视化工具mechanosensory神经元,这个研究小组转向荧光苯乙烯基染料调频1,分区成脂质膜,长期以来一直用于可视化胞内贩卖通路在不同组织在体外和体内。

除了在细胞贩运证据确凿的作用,提出了调频1进入细胞通过一个单独的机制:通过感官离子通道。这种染料导致生动通过几个感觉离子通道在体外细胞标记,并观察到许多感觉神经元体内标签。

测试多少调频1标签具体是因为PIEZO2-expressing mechanosensory神经元在动物身上,团队产生转基因小鼠缺乏PIEZO2在某些组织在开发过程中。绝对惊讶的是,他们发现,在这些动物调频1标记显著降低,表明大多数标签在感官神经系统依靠PIEZO2活动和不是一个非特异性亲和力的结果对于许多离子通道,相信之前。

根据这些和其他实验中,作者得出的结论是,尽管调频1 -非特异性体外,它专门标签PIEZO2-dependent mechanosensory神经元体内。调频1标签的这些差异的机制仍有待探讨。

调频1 -作为一个通用的体内的标志PIEZO2-mediated mechanosensory神经元的活动

此外,研究人员还发现,PIEZO2-dependent调频1标签重叠与神经元有高水平的PIEZO2活动,证明其效用不仅作为体内的标志PIEZO2表达式也是其活动。

重要的是,研究人员使用此工具来确定一种之前从未描述树状神经元在尿道。染料的活动——依赖允许他们证明这些神经元在排尿订婚了。对重要的感觉神经元下尿路这演示了调频的效用1 -作为一个工具来发现小说mechanosensory细胞类型,开始定义其功能。

“调频1强劲标记PIEZO2渠道在培养细胞体内,并在广泛的物种包括老鼠,蝙蝠,和摩尔,强调这种技术的易用性和通用性,“Patapoutian博士说。

“据我们所知,这是唯一的一个工具,允许永久定位一个特定的活动离子通道。综上所述,我们预计调频1 -染料将帮助研究人员在确认和更好的定义PIEZO2离子通道的许多功能,导致小说的见解mechanosensation的生理作用和机制在不同器官系统。”