NIR吸収フォスフィン酸化物ロダミン電圧レポーターによる電圧イメージング

科学分野:

• バイオ物理学
• 神経科学
• 光学イメージング

背景:

• 700nmを超える非侵襲的な光学画像処理のための光染料の開発は困難です.
• 生体系の生化学的・生体物理的現象を リアルタイムで捉えるには 既存の方法は困難です

研究 の 目的:

• 近赤外線 (NIR) を吸収し放出する新しい光学電圧計を設計,合成し,適用する.
• 無傷な網膜や他の生物学的システムでの電圧イメージングを ロダミンベースの新しい染料を使用して可能にします.

主な方法:

• 合成された硫化物,フォスフィン酸化物 (po) ローダミン誘導体 (poRhoVRs).
• HEK細胞における電圧感受性と,Ca2+感受性光タンパク質 (GCaMP) とチャネルロドプシン-2 (ChR2) と結合されたpoRhoVRを試験した.
• ネズミの海馬の神経細胞とマウスの網膜で同時に電圧とCa2+イメージングを行った.

主要な成果:

• poRhoVRはNIR刺激と放射を100mVあたり13~43%の電圧感度で表示する.
• 同時の電圧とCa2+イメージングを有効にして ニューロンの活動ダイナミクスを明らかにしました
• poRhoVRとChR2をペアリングすることによって全光学電気生理学が実証された.
• ネズミの網膜における包括的な生理学的プロファイルを提供し,電圧とCa2+ダイナミクスの違いを強調した.

結論:

• poRhoVRは,近赤外線スペクトルの光学電圧計の重要な進歩を表しています.
• これらの新鮮な染料は,無傷なシステムにおける細胞と神経生理の非侵襲的な光学調査を容易にする.
• この技術は 神経科学の複雑な生物学的過程の研究に 新たな道を開きます