通过HaloTag技术可视化PIEZO1在hiPSC衍生单细胞和有机体中的定位和活性
Gabriella A Bertaccini1,2, Ignasi Casanellas1,2, Elizabeth L Evans1,2
1Department of Physiology and Biophysics, University of California, Irvine, CA, USA.
Nature communications
|July 2, 2025
概括
研究人员开发了一种新的方法来可视化人体细胞中PIEZO1蛋白活性. 这种化学遗传平台可以精确跟踪PIEZO1机械传导,用于疾病研究和药物发现.
科学领域:
- 生物物理学的生物物理.
- 细胞生物学 细胞生物学
- 干细胞技术 干细胞技术
背景情况:
- PIEZO1通道是参与各种生理过程的重要机械传感器.
- 可视化内源PIEZO1活动和局部化对于理解其功能至关重要.
- 现有的方法缺乏在复杂系统中研究人类PIEZO1的分辨率和适用性.
研究的目的:
- 开发一种新的化学遗传平台,用于可视化和监测内源人类PIEZO1.1.
- 为了使PIEZO1机械传导的生理学和临床相关研究.
- 为了促进高时间分辨率的PIEZO1通道活动的非侵入性监测.
主要方法:
- 人类诱导多能干细胞 (hiPSCs) 的基因工程,以表达与HaloTag.融合的PIEZO1.
- 使用先进的成像技术,包括化学遗传学和光谱显微镜.
- 采用Ca2+敏感的HaloTag配体进行非侵入性道活动监测.
主要成果:
- 成功创建了一个PIEZO1-HaloTag hiPSC线路,用于精确的本地化可视化.
- 证明了PIEZO1活动的非侵入性监测,其时间分辨率与补丁电生理学可比.
- 在3D中使用hiPSC衍生神经器官实现了PIEZO1的分子尺度成像.
结论:
- 开发的PIEZO1-HaloTag hiPSC平台为人类系统中的PIEZO1机械传导提供了前所未有的见解.
- 这项技术有助于在多种细胞类型和复杂的3D组织模型中研究PIEZO1.
- 潜在的应用包括阐明疾病机制,并使针对PIEZO1相关疾病进行有针对性的药物查.
