内源性AMPA型谷氨酸受体(AMPAR)活细胞成像试剂
LiveReceptor AMPAR
LiveReceptor AMPAR是一种可以在活细胞中对AMPA型谷氨酸受体(AMPA Receptor; AMPAR)进行特异性荧光标记的蛋白标记试剂。由于它能在活细胞中对内源性AMPAR进行标记,所以通过活细胞成像技术对生理性AMPAR进行行为分析的能力十分优秀。
※ 本产品是Funakoshi株式会社基于京都大学工学研究科 浜地教授的研究成果商品化而成。
※ 本产品仅供研究,研究以外不可使用。
添加LiveReceptor AMPAR至初代培养海马神经细胞进行培养后,可用荧光素对内源性AMPAR进行标记。使用LiveReceptor AMPAR,可使活神经细胞中的AMPAR可视化。
◆关于受体活细胞成像方法的问题以及配体指向性蛋白标记
■ 传统受体的成像方法及问题
配体指向性蛋白标记
为了克服过往的问题,京都大学工学研究科的浜地教授与清中准教授等人,确立了一项技术,利用蛋白表面反应基团酰基咪唑(acyl imidazole)仅对内源性目标受体蛋白进行荧光标记(图下半部分)。该方法只有在特异性配体与目标受体蛋白结合时,激活蛋白表面的反应基团酰基咪唑,可以选择性对目标受体蛋白进行荧光标记。由于接下来更换培养基可以去除多余配体和反应片段,因此可以观察到配体结合部位呈现空余状态的生理性受体蛋白行为。
参考文献:
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是以神经递质受体为目标的配体指向性蛋白标记试剂。LiveReceptor AMPAR是AMPA型谷氨酸受体(AMPAR)特异性荧光标记试剂1。它对阐明在记忆分子机制中发挥核心作用的AMPAR行为分析有用,并且作为脑神经基础研究为首的神经、精神疾病研究等治疗药物开发的优越试剂备受期待。
参考文献
1. Wakayama, et al., Nat. Commun., 8, 14850 (2017). [PMID : 28387242 ]Chemical labeling for visualizing native AMPA receptors in live neurons.
※ LiveReceptor AMPAR为文献中的CAM(FI)。
◆特点
● 可以在内源性AMPAR标记荧光素。
● AMPAR(Glu2-4亚单位)特异性高*,不会标记其他离子通道谷氨酸受体(NMDA行谷氨酸受体、海藻酸谷氨酸受体)。
● 添加培养基, 1~4小时的标记反应后,便可进行AMPAR实时成像。
● 由于没有膜渗透性,因此仅可标记细胞表面的AMPAR。
● 在过量表达培养神经细胞、培养大脑切片组织以及AMPAR(GluA2、GluA3A或者GluA4亚基)的细胞系上有应用案例。
● 由于是小分子,组织渗透性高,在脑组织急性切片上有可以标记至深部的应用案例。
● 经电生理学方法确认,标记后的AMPAR仍然保持离子通道功能。
● 推荐使用浓度1 μM,这个浓度下几乎没有细胞毒性。
● 由于使用荧光素用作荧光色素,所以有pH反应,并且内部化的标记AMPAR趋于淬灭。因此适于观察细胞表面的AMPAR。
● 以活细胞成像为首,可用于各种应用。详情请浏览下文应用实例
*由于不会标记GluA1亚基,所以不能使GluA1同聚物可视化。
◆应用
● 活细胞成像
● Western blot(抗荧光素抗体)
● 通过免疫沉淀(抗荧光素抗体)对AMPAR结合蛋白进行分析、研究
● 免疫染色(可以与抗其他因子的抗体进行共染色)
● 拮抗型抑制物质的探索以及活性评价
◆应用实例
神经细胞的活体成像
添加1 μM LiveReceptor AMPAR及荧光标记配体(FL-ligand;阴性对照)至原代海马神经细胞中培养30 min,换液后进行实时成像。荧光标记配体无法观察神经细胞的形态;与之相反,使用LiveReceptor AMPAR可以观察到神经细胞的形态以及树突棘结构。
培养切片组织的实时成像
海马的培养切片组织中,分别在含有和不含AMPAR特异性拮抗阻遏物NBQX(10 μM)的情况下,添加Live Receptor AMPAR(1 μM)。培养1小时,换液后进行实时成像。
不含NBQX(左):可观察到树突棘结构的荧光信号。
含有AMPAR特异性阻遏物NBQX(右):荧光信号消失。
结果显示,NBQX与 AMPAR配体的结合部位相互竞争,以及LiveReceptor AMPAR的荧光信号是AMPAR特异性的。
AMPAR特异性
A:特异性验证
用LiveReceptor AMPAR导入荧光素后,裂解细胞,以抗荧光素抗体(anti-FL)进行Western blot进行检测,获得了相当于AMPAR的GluA2亚基的105 kDa的单条带。从该条带AMPAR特异性抑制物质NBQX消失来判断AMPAR特异性。
B:利用免疫沉淀证明其特异性
为鉴定通过LiveReceptor AMPAR 进行荧光素标记的蛋白,不使用抗荧光素抗体(anti-FL)进行免疫沉淀,而是使用对各谷氨酸受体亚基的特异性抗体进行Western blot。结果只发现AMPA型谷氨酸受体的亚基GluA2浓缩,其余GluN(NMDA型谷氨酸受体:NMDAR)和GluK(海藻酸型谷氨酸受体:KAR)并未发现免疫沉淀引起的浓缩。
C:利用免疫染色比较抗GluA抗体染色图像
利用LiveReceptor AMPAR在活细胞进行荧光素标记后,固定细胞,使用抗GluA2抗体进行免疫染色。可以发现,LiveReceptor AMPAR的染色图像和使用了抗GluA2抗体的染色图像基本一致。
观察组织深部
将切片培养的小鼠大脑使用LiveReceptor AMPAR标记后,固定组织,以抗GluA2/3抗体进行免疫染色。x-y平面图像中,二者基本一致,但是从黄线部分的x-z断面可以发现,抗体组织渗透性低,只能染色切片表面。然而因为LiveReceptor AMPAR渗透到了组织深处,所以能够标记组织深层的AMPAR。(黑箭头:切片上端,白箭头:切片下端)。
通过FRAP分析行为分析AMPAR
用LiveReceptor AMPAR标记神经细胞内源性AMPAR并通过FRAP(Fluorescence recovery after photobleaching)法分析细胞膜上的AMPAR运输速度。可观察到荧光迅速恢复的情况。
Recovery ratio:16%,diffusion coefficient:0.090 μm2s-1
利用药剂处理观察突触可塑性
使用LiveReceptor AMPAR标记培养海马神经细胞后,用NMDA(50 μM)处理10 min并使用化学性LTD(Long-term depression;长时程抑制)诱导。在LTD诱导条件下,可观察到树突棘中标记AMPAR的数量明显减少。
拮抗抑制物质探索性筛选
A:由于LiveReceptor AMPAR使用AMPAR特异性配体进行标记,因此可用于探索与AMPAR配体拮抗的抑制物质和拮抗剂(competitive antagonist)。可在细胞、组织中确认,LiveReceptor的标记显著收到AMPAR特异性抑制物质NBQX抑制。
B上部分:AMPAR大量表达细胞,B下部分:组织
产品编号 |
产品名称 |
产品规格 |
产品等级 |
FDV-0018A |
LiveReceptor AMPAR |
10 μg |
-20°C |