哺乳動物進入睡眠后神經元活動發(fā)生了戲劇性的變化，覺醒的神經元活動被認為會增加睡眠需求。其他腦細胞(膠質細胞)在自然睡眠-覺醒周期中的變化以及它們在睡眠調節(jié)中的作用相對來說還沒有被研究過。華盛頓州立大學ElsonS.Floyd醫(yī)學院生物醫(yī)學系的MarcosG.Frank研究團隊于2020年9月24日在CurrentBiology上發(fā)表論文“ARoleforAstroglialCalciuminMammalianSleepandSleepRegulation”，通過使用滔博生物-Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡發(fā)現(xiàn)額葉皮層的星形膠質細胞鈣濃度隨睡眠和清醒而變化，會在睡眠剝奪后改變，并調節(jié)睡眠需求?，F(xiàn)在鈣成像技術使用的鈣離子指示劑主要有化學性鈣離子指示劑和基因編碼鈣離子指示劑。重慶光遺傳鈣成像nVoke2.0
霍華德休斯頓醫(yī)學研究所（HHMI）ScottSternson課題組研究了影響這種源源不斷的食欲的神經機制。他們通過使用Inscopix小顯微鏡觀察小鼠腦干區(qū)域的神經元，發(fā)現(xiàn)貪念美食的小鼠可能是因為特殊的大腦區(qū)域對美食和奶茶比其他小鼠更加敏感。本能會驅使我們在感到饑餓和干渴的時候尋找食物，在找到食物或水時通過眼睛看、鼻子聞、嘴巴嘗等方式來感受和決定要不要吃，吃到一定程度產生滿足感（或是吃了還想吃的不滿足感）。因此，要把大腦中匯集的關于吃喝的各類信號分清楚，并找出控制不同吃喝行為的神經環(huán)路無疑是很有挑戰(zhàn)的任務。ScottSternson博士的研究團隊在小鼠大腦中尋找饑餓和干渴神經環(huán)路共存的腦區(qū)。他們注意到，腦干的藍斑區(qū)（locuscoeruleus）附近有一群谷氨酸能神經元（被稱為periLC神經元），參與進食和飲水的行為，是餓和渴的匯聚點。為了研究這些神經細胞的功能，研究小組開發(fā)了一種技術，可以讓小鼠在自由活動的同時，通過Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡觀察記錄腦干中periLC神經元的活動。這項研究的作者龔蓉博士表示，解決這個技術是此項研究的關鍵。美國神經細胞鈣成像口碑好鈣信號在大腦皮層中更能反映神經元的活性,因此神經元鈣信號的檢測對研究大腦皮層功能至關重要。
鈣成像是一種用于觀察和研究細胞內鈣離子濃度變化的技術。鈣離子在細胞內起著重要的調節(jié)作用，參與細胞信號傳導、細胞凋亡、細胞分化等生物過程。鈣成像技術通過使用熒光探針或基因工程技術將熒光蛋白與鈣離子結合，使其能夠發(fā)出熒光信號。當細胞內鈣離子濃度發(fā)生變化時，熒光信號的強度也會相應改變，從而可以通過顯微鏡觀察到鈣離子的動態(tài)變化。鈣成像技術廣泛應用于神經科學、細胞生物學、藥理學等領域，有助于揭示鈣離子在生物過程中的作用機制。
功能光學成像技術的發(fā)展使研究腦區(qū)和神經元的內部工作成為可能。隨著功能光學成像技術的發(fā)展，神經學家們已經可以研究腦區(qū)和神經元內部的工作情況。功能鈣成像技術就是其中之一，其主要原理是將外源性熒光信號和生理現(xiàn)象耦合起來——通過熒光染料信號的改變反映細胞內游離鈣離子濃度，以此表示細胞的功能狀態(tài)。目前它被廣泛應用于實時監(jiān)測一群相關神經元內鈣離子的變化，從而判斷其功能活動。該技術的出現(xiàn)使得科學家可以親眼目睹神經信號在神經網(wǎng)絡之中時間和空間上的傳遞穿梭。超微顯微鈣成像顯微鏡是研究活動動物神經活動必要儀器。
神經元鈣成像技術離不開鈣離子指示劑的應用，不同類型的指示劑各有其獨特的功能。那么這些指示劑是如何負載細胞的呢？目前有三種在神經元上填充鈣離子指示劑的方法，且都可以用于體內和體外研究。第一種方法是利用玻璃吸管將膜滲透性鹽或葡聚糖形式的指示劑注入單個神經元中。此方法方便實驗者控制單個神經元內的鈣離子指示劑濃度且信噪比較高。第二種是利用“批量加載”的方法將鈣離子指示劑染料負載神經元，觀察對象為一群神經元。盡管此方法可能導致一些膠質細胞也被指示劑所標記，但提高了整體神經元的標記百分比，使研究者得以觀察到一群神經元內動作電位相關性的活動。第三種也較為常用，通過病毒轉染的方式使其基因編碼鈣離子指示劑。通過鈣成像技術發(fā)現(xiàn)當神經元活動的時候，胞內鈣離子濃度能上升 10 - 100 倍。哈爾濱動物神經元鈣成像哪里買
隨著熒光顯微鏡技術的迅速發(fā)展，在體鈣成像技術得到了蓬勃發(fā)展。重慶光遺傳鈣成像nVoke2.0
鈣是機體的組成元素之一。鈣離子作為電流載體維持細胞內外的電化學梯度，同時在細胞的生命活動中扮演著重要角色。作為第二信使，鈣參與細胞周期、細胞代謝、細胞分化、壞死、凋亡等等許多重要的生理過程。細胞內的鈣離子水平通常很低，一般胞漿中的自由鈣約為100nM。胞內的鈣可被各種亞細胞器所貯存，據(jù)文獻報道：其中約50%位于細胞核，30%位于線粒體，14%位于內質網(wǎng)，5%位于胞膜上，1%位于胞質內，且因為鈣離子易與磷酸和碳酸復合物形成不溶物，故游離鈣只占[1]。細胞可以通過鈣內流、內鈣釋放及膜系統(tǒng)上的降鈣蛋白等一整套完整的監(jiān)控系統(tǒng)來維持細胞內鈣的內穩(wěn)狀態(tài)。例如與鈣內流相關的通道例如電壓門控性鈣離子通道VDCC、受體活躍的通道RACC；與內鈣釋放相關的受體如內質網(wǎng)上的IP3受體；以及降鈣相關的脂膜及線粒體上的主動運輸?shù)拟}泵系統(tǒng)等等[2]。近20年來鈣的熒光成像及測定技術發(fā)展迅速，出現(xiàn)了各種各樣的鈣熒光指示劑，結合不斷發(fā)展的顯微成像系統(tǒng)，我們可以對活細胞的鈣離子進行測定及成像，進一步揭示其生理機制及相關疾病的發(fā)病機制。鈣成像的熒光指示劑鈣成像的熒光探針一般均為Ca2螯合劑EGTA，APTRA，BAPTA的衍生物，它們可以結合鈣離子從而顯示一個光譜響應。重慶光遺傳鈣成像nVoke2.0
