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近红外光刺激神经细胞钙离子光激活研究

耿俊娴 刘丽炜 屈军乐 李少强 胡睿 王诗琪 吕云杰 黄春

近红外光刺激神经细胞钙离子光激活研究

耿俊娴, 刘丽炜, 屈军乐, 李少强, 胡睿, 王诗琪, 吕云杰, 黄春, 等
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-02

近红外光刺激神经细胞钙离子光激活研究

  • 1. 深圳大学物理与光电工程学院
  • 2. 深圳大学光电子学研究所
    基金项目: 国家级-国家自然科学基金(批准号:61935012/61722508/61525503/61620106016/61835009/61961136005)

摘要: 钙离子(Ca2+)是细胞的主要信息传输通道,研究Ca2+激活对阐述亚细胞层次生物过程具有重要意义,光激活是目前研究细胞内Ca2+传输和控制的主要方式之一,它无需任何基因操作就可实现非侵入性刺激,但会导致大片区域发热且重复刺激同一部位会引起细胞损伤。本文利用近红外脉冲激光刺激标记有金纳米棒(Gold Nanorods, GNRs)的人神经母细胞瘤细胞(SHSY5Y)的Ca2+信号传导,并利用钙离子指示剂(Fluo-4,AM)对其进行双光子荧光成像。实验采用功率为0.5 mW,波长为800 nm的激发光,平均10 s就可实现Ca2+光激活,标记GNRs的神经细胞Ca2+释放速度是未标记GNRs的6倍。研究结果表明GNRs通过局域表面等离子体共振(Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR)将脉冲激光瞬间转化为热量,改变膜电容,使细胞膜去极化并引发动作电位,使细胞外Ca2 +流入,证明了借助GNRs来增强神经细胞Ca2+激活的可行性,为神经细胞离子通道研究提供了一种光学手段。

English Abstract

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