一个快速响应的电压指示器,对单元突触事件具有增强的灵敏度
Yukun A Hao1, Sungmoo Lee2, Richard H Roth3
1Department of Bioengineering, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA; Department of Neurobiology, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA.
Neuron
|September 21, 2024
概括
我们开发了ASAP5,一种基因编码的电压指示器 (GEVI),可靠地检测小的神经元信号,如刺激后突触潜能 (EPSP). 这个新的GEVI改进了用于研究神经元活动和疾病的电压成像.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 分子生物学分子生物学
- 生物物理学的生物物理.
背景情况:
- 基因编码的电压指示器 (GEVIs) 对于监测神经元活动至关重要.
- 对于目前的GEVIs来说,检测诸如刺激后突触潜能 (EPSPs) 等小信号仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 开发一种新的GEVI,ASAP5,具有增强的动力学和响应能力,可以更好地检测神经元的电活动.
- 评估ASAP5在检测活体和体外动作潜力 (AP) 和下值事件方面的性能.
主要方法:
- 开发和描述ASAP5 GEVI. 的发展和特征.
- 在生物体内对响应感官刺激的动作潜力的成像.
- 在培养的老鼠和人类神经元中突触事件的体外成像.
- 对树突中EPSP传播和幅度衰减的分析.
主要成果:
- 与之前的GEVIs相比,ASAP5在体内动作潜能检测方面表现出优异的信号噪声比率.
- 在单双光子试验中,ASAP5成功地检测到了对感官刺激的下值反应.
- 在培养的老鼠和人类神经元中,ASAP5可以检测到大约1mV的EPSP.
- 发现EPSP的振幅在树突上呈指数级下降,启动点的振幅随着距离 soma 的距离而增加.
结论:
- ASAP5显著提升了电压成像能力,能够可靠地检测小型突触事件,包括在人类神经元中.
- 这项技术为疾病模型中神经元功能障碍的高通量表征开辟了新的途径.


