細胞內鈣離子作為重要的信號分子其作用具有時間性和空間性。當個細胞興奮時,產生了一個電沖動,此時,細胞外的鈣離子流入該細胞內,促使該細胞分泌神經遞質,神經遞質與相鄰的下一級神經細胞膜上的蛋白分子結合,促使這一級神經細胞產生新的電沖動。以此類推,神經信號便一級一級地傳遞下去,從而構成復雜的信號體系,較終形成學習、記憶等大腦的高級功能。在哺乳動物神經系統中,鈣離子同樣扮演著重要的信號分子的角色。靜息狀態下大部分神經元細胞內鈣離子濃度約為50-100nM,而細胞興奮時鈣離子濃度能瞬間上升10-100倍,增加的鈣離子對于突觸囊泡胞吐釋放神經遞質的過程必不可少。眾所周知,只有游離鈣才具有生物學活性,而細胞質內鈣離子濃度由鈣離子的內外流平衡所決定,同時也受鈣結合蛋白的影響。細胞外鈣離子內流的方式有很多種,其中包括電壓門控鈣離子通道、離子型谷氨酰胺受體、煙堿型膽堿能受體(nAChR)和瞬時受體電位C型通道(TRPC)等。神經元鈣成像的原理就是利用特殊的熒光染料或鈣離子指示劑將神經元中鈣離子濃度的變化通過熒光強度表現出來,以反映神經元活性。該方法可以同時觀察多個功能或位置相關的腦細胞。對鈣離子的功能研究中,鈣指示劑是必不可少的工具。浙江熒光鈣成像售后保障
鈣離子在很多生理活動中都發揮著重要作用,除了在肌肉細胞收縮中扮演著重要的角色,鈣離子也是神經元活動的重要“風向標”之一:當神經元膜電位發生去極化,產生的動作電位傳導到神經元軸突末梢時,細胞膜上的電壓門控鈣離子通道打開,大量鈣離子內流,包含神經遞質的囊泡由突觸前膜釋放至后膜,下游神經元就得以接受到上游的信號。因此,鈣離子成像可以追蹤神經元動作電位,從而幫助我們了解神經元集群的活動,可以用于感知覺,學習記憶,社會性行為等各種各樣的研究中。浙江超微顯微鈣成像參考價雙光子熒光顯微鏡能夠在進行活動動物成像的時候實現高分辨率和高信噪比。
神經元鈣成像技術離不開鈣離子指示劑的應用,不同類型的指示劑各有其獨特的功能。那么這些指示劑是如何負載細胞的呢?目前有三種在神經元上填充鈣離子指示劑的方法,且都可以用于體內和體外研究。第一種方法是利用玻璃吸管將膜滲透性鹽或葡聚糖形式的指示劑注入單個神經元中。此方法方便實驗者控制單個神經元內的鈣離子指示劑濃度且信噪比較高。第二種是利用“批量加載”的方法將鈣離子指示劑染料負載神經元,觀察對象為一群神經元。盡管此方法可能導致一些膠質細胞也被指示劑所標記,但提高了整體神經元的標記百分比,使研究者得以觀察到一群神經元內動作電位相關性的活動。第三種也較為常用,通過病毒轉染的方式使其基因編碼鈣離子指示劑。
鈣離子通過參與多種細胞內信號傳導途徑來調控絕大多數類型神經元的功能。由于鈣離子信號在已知的細胞器結構中發揮其特定的功能,鈣離子成像顯得尤為重要。在神經系統中,由于神經元的多樣性,導致鈣離子功能也多樣化。在突觸前膜,鈣內流激發貯存神經遞質的神經小泡向胞外釋放;在突觸后膜,樹突棘內鈣水平瞬間升高,介導了突觸可塑性;在細胞核內,鈣信號能夠調控基因轉錄?,F在常使用的鈣離子指示劑有化學性鈣離子指示劑(ChemicalIndicators)和基因編碼鈣離子指示劑(GeneticallyEncodedIndicators)兩類。通過鈣成像技術檢測活動動物記錄神經元的活動。
與傳統的單光子寬視野熒光顯微鏡相比,多光子顯微鏡(MPM)具有光學切片和深層成像等功能,這兩個優勢極大地促進了研究者們對于完整在體大腦深處神經的了解與認識。2019年,JeromeLecoq等人從大腦深處的神經元成像、大量神經元成像、高速神經元成像這三個方面論述了相關的MPM技術。想要將神經元活動與復雜行為聯系起來,通常需要對大腦皮質深層的神經元進行成像,這就要求MPM具有深層成像的能力。激發和發射光會被生物組織高度散射和吸收是限制MPM成像深度的主要因素,雖然可以通過增加激光強度來解決散射問題,但這會帶來其他問題,例如燒壞樣品、離焦和近表面熒光激發。增加MPM成像深度比較好的方法是用更長的波長作為激發光。進行鈣測定必須借助外界的某種可視化物質作為它的標志物。美國在體鈣成像哪個好
近年來出現了通過植入性的顯微鏡或透鏡進行活動動物鈣成像的技術。浙江熒光鈣成像售后保障
一項由葡萄牙尚帕莫未知中心,牛津大學,哥倫比亞大學,荷蘭鹿特丹伊拉斯謨大學,麻省理工學院,倫敦大學,德國MaxPlanck生物控制論研究所,德國圖歐賓根大學多方合作的研究于2020年11月4日在Neuron上發表了題為TheAnteriorCingulateCortexPredictsFutureStatestoMediateModel-BasedActionSelection的文章,作者通過一個新的兩步謎題任務了解基于模型的決策使用對行為具體后果的預測,在小鼠的一系列決策任務中使用Inscopix顯微鈣成像和光遺傳學來證明前扣帶皮層(ACC)預測了行動將導致的狀態,而不僅*是預測它們是好是壞,并判斷結果是否與這些預測相符。研究結果表明,ACC是基于模型的控制的關鍵節點,在預測所選操作的未來狀態方面發揮著特定作用。浙江熒光鈣成像售后保障