更新時(shí)間:2023-11-20
LUYOR-3480微孔板細(xì)胞輻照儀是用于體外光遺傳(In Vitro Optogenetics)研究的工具,是一款體外細(xì)胞培養(yǎng)光遺傳刺激系統(tǒng)。體內(nèi)光遺傳學(xué)已成為研究小鼠、大鼠和其他動(dòng)物神經(jīng)回路的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。但隨著光激活蛋白和其他光反應(yīng)工具數(shù)量的增加,該技術(shù)現(xiàn)在經(jīng)常用于多孔板和細(xì)胞培養(yǎng)皿中,用于組織培養(yǎng)、細(xì)菌、斑馬魚(yú)、幼蟲(chóng)和其他研究模型的研究。LUYOR-3480微孔板細(xì)胞輻照儀可以提供理想的輻照波
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LUYOR-3480微孔板細(xì)胞輻照儀是用于體外光遺傳(In Vitro Optogenetics)研究的工具,是一款體外細(xì)胞培養(yǎng)光遺傳刺激系統(tǒng)。體內(nèi)光遺傳學(xué)已成為研究小鼠、大鼠和其他動(dòng)物神經(jīng)回路的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。但隨著光激活蛋白和其他光反應(yīng)工具數(shù)量的增加,該技術(shù)現(xiàn)在經(jīng)常用于多孔板和細(xì)胞培養(yǎng)皿中,用于組織培養(yǎng)、細(xì)菌、斑馬魚(yú)、幼蟲(chóng)和其他研究模型的研究。LUYOR-3480微孔板細(xì)胞輻照儀可以提供理想的輻照波長(zhǎng)和光強(qiáng)度、輻照時(shí)間可以控制,輻照儀的光源能夠放置到細(xì)胞培養(yǎng)箱長(zhǎng)時(shí)間工作。
1.輻照光源特別適用于96孔板,滿足 6、12、24、48 和 96 孔板。
2.光源部分和控制器連接線長(zhǎng)2米,輻照儀光源部分能夠放置在細(xì)胞培養(yǎng)箱里面長(zhǎng)時(shí)間工作。
3.光源部分能夠滿足培養(yǎng)箱的高濕度環(huán)境工作。
4.輻照光強(qiáng)度可調(diào)。
5.輻照時(shí)間可調(diào)。
6.可選波長(zhǎng):365nm、405nm、420nm、450nm、470nm、525nm、590nm、630nm、660nm、740nm
1.干細(xì)胞 (iPSC) 分化Stem cell (iPSC) differentiation
2.發(fā)育生物學(xué) Developmental biology
3.分子生物學(xué)Molecular biology
–受體定向蛋白表達(dá)(通過(guò) Cry2 激活)receptor directed protein expression (via Cry2 activation)
4.CRISPR/Cas9基因修飾CRISPR/Cas9 gene modification
5.腫瘤學(xué) Oncology
6.眼科和眼科藥物開(kāi)發(fā)Ophthalmology & ophthalmologic drug development
7.光刺激和蛋白質(zhì)漂白Photostimulation and bleaching of proteins
8.通道病,例如癲癇和心律失常。Channelopathies such as epilepsy, and arrhythmias.
9.光藥理學(xué)Photopharmacology
10.光解籠Photo-uncaging
11.光開(kāi)關(guān)激酶抑制劑的創(chuàng)建Photoswitching
12.光動(dòng)力療法的發(fā)展Development of Photodynamic therapies
13.光化學(xué)Photochemistry
光遺傳學(xué)(optogenetics)原理
首先采用基因操作技術(shù)將光感基因(如ChR2,eBR,NaHR3.0,Arch或OptoXR等)轉(zhuǎn)入到神經(jīng)系統(tǒng)中特定類型的細(xì)胞中進(jìn)行特殊離子通道或GPCR的表達(dá)。光感離子通道在不同波長(zhǎng)的光照刺激下會(huì)分別對(duì)陽(yáng)離子或者陰離子的通過(guò)產(chǎn)生選擇性,從而造成細(xì)胞膜兩邊的膜電位發(fā)生變化,達(dá)到對(duì)細(xì)胞選擇性地興奮或者抑制的目的。
光遺傳通常是指結(jié)合光學(xué)與遺傳學(xué)手段,控制特定神經(jīng)元活動(dòng)的技術(shù)。該技術(shù)利用分子生物學(xué)、病毒生物學(xué)等手段,將外源光敏感蛋白基因?qū)牖罴?xì)胞中,在細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)上表達(dá)了光敏感通道蛋白;然后通過(guò)特定波長(zhǎng)光的照射,控制細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)上的光敏感通道蛋白的激活與關(guān)閉;光敏感蛋白的激活和關(guān)閉可控制細(xì)胞膜上離子通道的打開(kāi)與關(guān)閉,進(jìn)而改變細(xì)胞膜電壓的變化,如膜的去極化與超極化。當(dāng)膜電壓去極化超過(guò)一定閾值時(shí)就會(huì)誘發(fā)神經(jīng)元產(chǎn)生可傳導(dǎo)的電信號(hào),即神經(jīng)元的激活;相反,當(dāng)膜電壓超極化到一定水平時(shí),就會(huì)抑制神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢坏漠a(chǎn)生,即神經(jīng)元的抑制。神經(jīng)元生物學(xué)家經(jīng)常運(yùn)用這種技術(shù),通過(guò)光學(xué)方法無(wú)損傷或低損傷地控制特異神經(jīng)元的活動(dòng),來(lái)研究該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能,特別適用于在體、甚至清醒動(dòng)物行為學(xué)實(shí)驗(yàn)。
-同時(shí),利用類似的光學(xué)與遺傳學(xué)手段,可控制腦細(xì)胞外其它細(xì)胞中的蛋白表達(dá),從而實(shí)現(xiàn)光誘導(dǎo)蛋白質(zhì)表達(dá),啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)生物學(xué)過(guò)程,進(jìn)而控制生物行為。因此光遺傳技術(shù)在生命活動(dòng)與疾病研究中應(yīng)用廣泛。
光遺傳學(xué)技術(shù)調(diào)控細(xì)胞的活性取決于光敏感通道蛋白的種類,即興奮性光敏感通道和抑制性光敏感通道。如果轉(zhuǎn)入細(xì)胞的通道是ChR,在細(xì)胞受到藍(lán)光照射時(shí),通道開(kāi)發(fā),陽(yáng)離子大量?jī)?nèi)流,產(chǎn)生去極化誘發(fā)動(dòng)作電位,激活細(xì)胞;如果轉(zhuǎn)入細(xì)胞的通道是HR,細(xì)胞在受到黃光照射時(shí),通道開(kāi)放,陰離子大量?jī)?nèi)流,產(chǎn)生超極化導(dǎo)致動(dòng)作電位不易發(fā)出,抑制細(xì)胞活性;此外,還有一類光激活或抑制的通道optoXR,給予一定頻率的光激活后,改變的是細(xì)胞內(nèi)激酶系統(tǒng),影響細(xì)胞活動(dòng)。
各種不同蛋白所用波長(zhǎng)
顏色 | 波長(zhǎng) | Common Opsin | 描述 |
紫外線 | 365nm | OptoSTIM1 | 365 nm 的紫外線對(duì)組織的穿透力有限。它主要用于激發(fā)紫外線敏感的視蛋白,從而控制組織表層的細(xì)胞活動(dòng)。 |
紫色 | 405nm、420nm | OptoSTIM1 | 405 nm 和 420 nm 的紫光可適度穿透組織。它能夠控制表層和深層的細(xì)胞活動(dòng)。 |
藍(lán)色 | 450nm | Channelrhodopsin-2 (ChR2) | 450 nm 和 470 nm 的藍(lán)光表現(xiàn)出中等的組織穿透力。它通常用于激活視紫紅質(zhì)通道蛋白-2 (ChR2),誘導(dǎo)去極化并增加淺表和深層區(qū)域的神經(jīng)活動(dòng)。 |
綠色 | 525nm | Green-Activated Protein (GAP) | 525 nm 的綠光可適度穿透組織。它提供了激活和抑制各種視蛋白的多功能選項(xiàng),從而能夠控制淺層和深層組織層的神經(jīng)回路。 |
黃色 | 590nm | Halorhodopsin (eNpHR3.0) | 590 nm 的黃光表現(xiàn)出中等的組織穿透力。它通常用于使用鹽視紫紅質(zhì)等視蛋白來(lái)抑制神經(jīng)元活動(dòng),從而促進(jìn)淺表和深層組織區(qū)域的神經(jīng)抑制。 |
紅色 | 630nm、660nm、740nm | ReaChR | 與較短波長(zhǎng)相比,630 nm、660 nm 和 740 nm 的紅光可提供更深的組織穿透力。由于其有效的組織滲透性,它能夠激活或抑制大腦深部區(qū)域的神經(jīng)元。 |
紅外線 | 940nm | Jaws | 940 nm 的紅外光在上述波長(zhǎng)中具有深的組織穿透力。它可用于刺激厚腦切片中的神經(jīng)元或到達(dá)更深的大腦區(qū)域。 |
光毒性是體外光遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要問(wèn)題,因?yàn)樗赡軐?duì)細(xì)胞造成潛在損害。藍(lán)光會(huì)降低神經(jīng)元細(xì)胞的整體活力,并可以改變神經(jīng)元的形態(tài)。在體外研究中提高細(xì)胞活力的一種方法是降低藍(lán)光熒光強(qiáng)度。觀察到增加藍(lán)光熒光強(qiáng)度不利于細(xì)胞活力。
不同的視蛋白對(duì)整個(gè)光譜的光表現(xiàn)出不同的敏感性。例如,視紫紅質(zhì)通道蛋白-2 (ChR2)(一種常用的藻類蛋白)可大程度地被藍(lán)光和紫光激活。同樣,對(duì)其他波長(zhǎng)(例如綠光、紅光甚至紫外光)敏感的視蛋白可用于體內(nèi)和體外光遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn),以選擇性地調(diào)節(jié)細(xì)胞反應(yīng)并研究特定的信號(hào)傳導(dǎo)途徑。
體外光遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用的視蛋白和相應(yīng)波長(zhǎng)的選擇取決于您的個(gè)人目標(biāo)和所研究的特定細(xì)胞反應(yīng)。了解視蛋白對(duì)光的敏感性是體外光遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)成功和解開(kāi)細(xì)胞活動(dòng)和信號(hào)傳導(dǎo)途徑的機(jī)制的關(guān)鍵。
藍(lán)光(470 nm):在 Stierschneider 的出版物中,藍(lán)光被用作體外光遺傳學(xué)的工具,以激活人胰腺細(xì)胞中的 Toll 樣受體 4 (TLR4) 信號(hào)通路和 NF-κB-Gluc 報(bào)告系統(tǒng)。通過(guò)將細(xì)胞暴露在藍(lán)光下,研究人員能夠控制這些通路的激活,從而可以在受控的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中詳細(xì)研究它們的動(dòng)力學(xué)和調(diào)節(jié)機(jī)制。
黃光(590 nm):使用發(fā)射黃光的體外光遺傳學(xué)表明人類和小鼠 CD8+ T 細(xì)胞激活期間線粒體的整體功能有所增加。Amuza LED 陣列( 590 nm) 用于通過(guò) ATP 測(cè)定照亮 HEK293T 細(xì)胞和 CD8+ T 細(xì)胞。
體內(nèi)研究過(guò)程中需要考慮的 3 個(gè)關(guān)鍵因素是視蛋白敏感性、組織滲透性和光毒性。通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)囊暤鞍缀凸獠ㄩL(zhǎng),研究人員能夠研究目標(biāo)組織中的細(xì)胞反應(yīng)和信號(hào)傳導(dǎo)途徑,同時(shí)將光毒性保持在低限度。
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