近红外光刺激神经细胞钙离子光激活

• 作者: 刘丽炜 吕云杰 屈军乐 李少强 王诗琪 耿俊娴 胡睿 黄春
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 神经细胞 钙离子 光激活 双光子激发荧光显微成像
• 年，卷（期）: 2020,（15）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域
• 页码范围: 330-338
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.69.20200489

摘要

钙离子(Ca2+)是细胞的主要信息传输通道,研究Ca2+激活对阐述亚细胞层次生物过程具有重要意义,光激活是目前研究细胞内Ca2+传输和控制的主要方式之一.本文利用近红外脉冲激光刺激标记有金纳米棒(gold nanorods,GNRs)的人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)的Ca2+信号传导,并利用钙离子指示剂(Fluo-4,AM)对其进行双光子荧光成像.实验采用功率为0.5 mW,波长为800 nm的激发光,平均10 s就可实现Ca2+光激活,标记GNRs的神经细胞Ca2+释放速度是未标记GNRs的6倍.研究结果表明GNRs通过局域表面等离子体共振将脉冲激光瞬间转化为热量,改变膜电容,使细胞膜去极化并引发动作电位,使细胞外Ca2+流入,证明了借助GNRs来增强神经细胞Ca2+激活的可行性,为神经细胞离子通道研究提供了一种光学手段.