【Ref: Ishii M, et al. Neurosci Lett. 2016 Sep 6;630:194-8. doi: 10.1016/j.neulet.2016.08.001. Epub 2016 Aug 1.】
光遗传学(Optogenetics)是通过光对光感离子通道的作用来调节神经元的活动。人体的精氨酸加压素(Arginine vasopressin,AVP)是由下丘脑的大型神经内分泌细胞(MNCs)分泌的。日本北九州市劳动卫生和环境卫生学大学生理系的Masahiro Ishii等建立一种转基因大鼠模型,其下丘脑MNCs可表达AVP-ChR2-eGFP联合基因,并证实ChR2-eGFP在盐负荷(Salt-loading)大鼠的表达量显著增加,ChR2-eGFP可特异性表达于AVP神经元的胞膜上;蓝光可以选择性地、有效地激发视上核AVP神经元的动作电位。这为光遗传学的研究提供有力的工具。结果发表在2016年8月份的《Neuroscience Letters》在线上。
研究者首先采用转基因方式建立可表达AVP-ChR2-eGFP联合基因的大鼠模型。通过免疫荧光染色法,在盐负荷组的30只大鼠与对照组的22只大鼠中,对比蛋白表达的强度,发现盐负荷组明显高于对照组。接着通过免疫荧光共定位方法,得到以下结果:90%以上eGFP阳性的MNCs细胞胞质内有AVP,而不含泌乳素,即ChR2-eGFP可特异性表达于AVP神经元的胞膜上(图1)。接着,利用全细胞膜片钳技术证实蓝光刺激可有效地诱发视上核中分泌AVP的神经元的动作电位,频率大约在5-10Hz。
该实验建立的转基因大鼠模型,为光遗传学在检测与AVP相关神经元环路提供了新途径。
图1. 视上核中ChR2-eGFP和AVP的免疫荧光反应。A.eGFP主要集中在细胞膜上;B.AVP(红色荧光)广泛分布在胞质内;C.eGFP和AVP的融合图像。D-E.分别为上图两虚线免疫荧光强度的分布。
(福建医科大学附属第一医院陈帆编译,复旦大学附属华山医院王知秋教授审校,《神外资讯》主编、复旦大学附属华山医院陈衔城教授终审)
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