內源性AMPA型谷氨酸受體(AMPAR)活細胞成像試劑
LiveReceptor AMPAR
LiveReceptor AMPAR是一種可以在活細胞中對AMPA型谷氨酸受體(AMPA Receptor; AMPAR)進行特異性熒光標記的蛋白標記試劑。由于它能在活細胞中對內源性AMPAR進行標記,所以通過活細胞成像技術對生理性AMPAR進行行為分析的能力十分優秀。
※ 本產品是Funakoshi株式會社基于京都大學工學研究科 浜地教授的研究成果商品化而成。
※ 本產品僅供研究,研究以外不可使用。
添加LiveReceptor AMPAR至初代培養海馬神經細胞進行培養后,可用熒光素對內源性AMPAR進行標記。使用LiveReceptor AMPAR,可使活神經細胞中的AMPAR可視化。
◆關于受體活細胞成像方法的問題以及配體指向性蛋白標記
■ 傳統受體的成像方法及問題
配體指向性蛋白標記
為了克服過往的問題,京都大學工學研究科的浜地教授與清中準教授等人,確立了一項技術,利用蛋白表面反應基團?;溥颍╝cyl imidazole)僅對內源性目標受體蛋白進行熒光標記(圖下半部分)。該方法只有在特異性配體與目標受體蛋白結合時,激活蛋白表面的反應基團?;溥颍梢赃x擇性對目標受體蛋白進行熒光標記。由于接下來更換培養基可以去除多余配體和反應片段,因此可以觀察到配體結合部位呈現空余狀態的生理性受體蛋白行為。
參考文獻:
1. Fujishima, et al., J. Am. Chem. Soc., 134, 3961~3964 (2012).
2. Miki, et al., Chem. Biol., 21, 1013~1022 (2014).
■ LiveReceptor AMPAR
LiveReceptor是以神經遞質受體為目標的配體指向性蛋白標記試劑。LiveReceptor AMPAR是AMPA型谷氨酸受體(AMPAR)特異性熒光標記試劑1。它對闡明在記憶分子機制中發揮核心作用的AMPAR行為分析有用,并且作為腦神經基礎研究為首的神經、精神疾病研究等治療藥物開發的優越試劑備受期待。
參考文獻
1. Wakayama, et al., Nat. Commun., 8, 14850 (2017). [PMID : 28387242 ]Chemical labeling for visualizing native AMPA receptors in live neurons.
※ LiveReceptor AMPAR為文獻中的CAM(FI)。
◆特點
● 可以在內源性AMPAR標記熒光素。
● AMPAR(Glu2-4亞單位)特異性高*,不會標記其他離子通道谷氨酸受體(NMDA行谷氨酸受體、海藻酸谷氨酸受體)。
● 添加培養基, 1~4小時的標記反應后,便可進行AMPAR實時成像。
● 由于沒有膜滲透性,因此僅可標記細胞表面的AMPAR。
● 在過量表達培養神經細胞、培養大腦切片組織以及AMPAR(GluA2、GluA3A或者GluA4亞基)的細胞系上有應用案例。
● 由于是小分子,組織滲透性高,在腦組織急性切片上有可以標記至深部的應用案例。
● 經電生理學方法確認,標記后的AMPAR仍然保持離子通道功能。
● 推薦使用濃度1 μM,這個濃度下幾乎沒有細胞毒性。
● 由于使用熒光素用作熒光色素,所以有pH反應,并且內部化的標記AMPAR趨于淬滅。因此適于觀察細胞表面的AMPAR。
● 以活細胞成像為首,可用于各種應用。詳情請瀏覽下文應用實例
*由于不會標記GluA1亞基,所以不能使GluA1同聚物可視化。
◆應用
● 活細胞成像
● Western blot(抗熒光素抗體)
● 通過免疫沉淀(抗熒光素抗體)對AMPAR結合蛋白進行分析、研究
● 免疫染色(可以與抗其他因子的抗體進行共染色)
● 拮抗型抑制物質的探索以及活性評價
◆應用實例
神經細胞的活體成像
添加1 μM LiveReceptor AMPAR及熒光標記配體(FL-ligand;陰性對照)至原代海馬神經細胞中培養30 min,換液后進行實時成像。熒光標記配體無法觀察神經細胞的形態;與之相反,使用LiveReceptor AMPAR可以觀察到神經細胞的形態以及樹突棘結構。
培養切片組織的實時成像
海馬的培養切片組織中,分別在含有和不含AMPAR特異性拮抗阻遏物NBQX(10 μM)的情況下,添加Live Receptor AMPAR(1 μM)。培養1小時,換液后進行實時成像。
不含NBQX(左):可觀察到樹突棘結構的熒光信號。
含有AMPAR特異性阻遏物NBQX(右):熒光信號消失。
結果顯示,NBQX與 AMPAR配體的結合部位相互競爭,以及LiveReceptor AMPAR的熒光信號是AMPAR特異性的。
AMPAR特異性
A:特異性驗證
用LiveReceptor AMPAR導入熒光素后,裂解細胞,以抗熒光素抗體(anti-FL)進行Western blot進行檢測,獲得了相當于AMPAR的GluA2亞基的105 kDa的單條帶。從該條帶AMPAR特異性抑制物質NBQX消失來判斷AMPAR特異性。
B:利用免疫沉淀證明其特異性
為鑒定通過LiveReceptor AMPAR 進行熒光素標記的蛋白,不使用抗熒光素抗體(anti-FL)進行免疫沉淀,而是使用對各谷氨酸受體亞基的特異性抗體進行Western blot。結果只發現AMPA型谷氨酸受體的亞基GluA2濃縮,其余GluN(NMDA型谷氨酸受體:NMDAR)和GluK(海藻酸型谷氨酸受體:KAR)并未發現免疫沉淀引起的濃縮。
C:利用免疫染色比較抗GluA抗體染色圖像
利用LiveReceptor AMPAR在活細胞進行熒光素標記后,固定細胞,使用抗GluA2抗體進行免疫染色??梢园l現,LiveReceptor AMPAR的染色圖像和使用了抗GluA2抗體的染色圖像基本一致。
觀察組織深部
將切片培養的小鼠大腦使用LiveReceptor AMPAR標記后,固定組織,以抗GluA2/3抗體進行免疫染色。x-y平面圖像中,二者基本一致,但是從黃線部分的x-z斷面可以發現,抗體組織滲透性低,只能染色切片表面。然而因為LiveReceptor AMPAR滲透到了組織深處,所以能夠標記組織深層的AMPAR。(黑箭頭:切片上端,白箭頭:切片下端)。
通過FRAP分析行為分析AMPAR
用LiveReceptor AMPAR標記神經細胞內源性AMPAR并通過FRAP(Fluorescence recovery after photobleaching)法分析細胞膜上的AMPAR運輸速度??捎^察到熒光迅速恢復的情況。
Recovery ratio:16%,diffusion coefficient:0.090 μm2s-1
利用藥劑處理觀察突觸可塑性
使用LiveReceptor AMPAR標記培養海馬神經細胞后,用NMDA(50 μM)處理10 min并使用化學性LTD(Long-term depression;長時程抑制)誘導。在LTD誘導條件下,可觀察到樹突棘中標記AMPAR的數量明顯減少。
拮抗抑制物質探索性篩選
A:由于LiveReceptor AMPAR使用AMPAR特異性配體進行標記,因此可用于探索與AMPAR配體拮抗的抑制物質和拮抗劑(competitive antagonist)。可在細胞、組織中確認,LiveReceptor的標記顯著收到AMPAR特異性抑制物質NBQX抑制。
B上部分:AMPAR大量表達細胞,B下部分:組織
產品編號 |
產品名稱 |
產品規格 |
產品等級 |
FDV-0018A |
LiveReceptor AMPAR |
10 μg |
-20°C |