An optimized bioluminescent substrate for non-invasive imaging in the brain.
An optimized bioluminescent substrate for non-invasive imaging in the brain.
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DOI：
10.1038/s41589-023-01265-x
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发表时间：
2023-06
影响因子：
14.8
通讯作者：
Kirkland, Thomas A. A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Su, Yichi;Walker, Joel R. R.;Hall, Mary P. P.;Klein, Mark A. A.;Wu, Xiang;Encell, Lance P. P.;Casey, Kerriann M. M.;Liu, Lan Xiang;Hong, Guosong;Lin, Michael Z. Z.;Kirkland, Thomas A. A.
生物发光成像（BLI）允许在体内的细胞和生物化学事件的非侵入性可视化，因此已成为生物医学研究中不可或缺的技术。然而，中枢神经系统中的BLI仍然具有挑战性，因为酶在大脑中与现有底物的表现相对较差。在这里，我们报告发现了一种具有改善大脑性能的NanoLuc底物，头孢拉嗪（CFz）。CFz与萤火虫荧光素酶配对产生的来自大脑的信号比d-萤火虫蛋白与萤火虫荧光素酶的标准组合多20倍。在标准剂量下，Antares-CFz在亮度上与AkaLuc-AkaLumine/TokeOni相匹配，而偶尔更高剂量的CFz可以获得三倍的信号。CFz应该允许越来越多的基于NanoLuc-based指标以高灵敏度应用于大脑。使用CFz，我们在自由移动的小鼠大脑中实现了Anglycerin的视频速率非侵入性成像，并证明了在遗传定义的神经元中感觉诱发活动的非侵入性钙成像。使用紧凑的NanoLuc荧光素酶的脑成像由于缺乏合适的底物而受到阻碍。Su等人报道了一种脑优化底物，头孢噻肟，并使用它进行神经元活动的非侵入性钙成像。
Bioluminescence imaging (BLI) allows non-invasive visualization of cells and biochemical events in vivo and thus has become an indispensable technique in biomedical research. However, BLI in the central nervous system remains challenging because luciferases show relatively poor performance in the brain with existing substrates. Here, we report the discovery of a NanoLuc substrate with improved brain performance, cephalofurimazine (CFz). CFz paired with Antares luciferase produces greater than 20-fold more signal from the brain than the standard combination of d-luciferin with firefly luciferase. At standard doses, Antares–CFz matches AkaLuc–AkaLumine/TokeOni in brightness, while occasional higher dosing of CFz can be performed to obtain threefold more signal. CFz should allow the growing number of NanoLuc-based indicators to be applied to the brain with high sensitivity. Using CFz, we achieve video-rate non-invasive imaging of Antares in brains of freely moving mice and demonstrate non-invasive calcium imaging of sensory-evoked activity in genetically defined neurons. Brain imaging using the compact NanoLuc luciferase has been stymied by the lack of suitable substrates. Su et al. report a brain-optimized substrate, cephalofurimazine, and use it to perform non-invasive calcium imaging of neuronal activity.
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影响因子：
15
作者：
Mertes N;Busch M;Huppertz MC;Hacker CN;Wilhelm J;Gürth CM;Kühn S;Hiblot J;Koch B;Johnsson K
通讯作者：
Johnsson K
影响因子：
3.7
作者：
Levin RA;Felsen CN;Yang J;Lin JY;Whitney MA;Nguyen QT;Tsien RY
通讯作者：
Tsien RY
DOI：
10.1073/pnas.1312159110
发表时间：
2013-12-17
影响因子：
11.1
作者：
Bakhsheshian, Joshua;Wei, Bih-Rong;Hall, Matthew D.
通讯作者：
Hall, Matthew D.
影响因子：
48
作者：
Evans, Melanie S.;Chaurette, Joanna P.;Adams, Spencer T., Jr.;Reddy, Gadarla R.;Paley, Miranda A.;Aronin, Neil;Prescher, Jennifer A.;Miller, Stephen C.
通讯作者：
Miller, Stephen C.
DOI：
10.1007/s00259-021-05439-4
发表时间：
2022-03
影响因子：
9.1
作者：
Amadeo F;Plagge A;Chacko A;Wilm B;Hanson V;Liptrott N;Murray P;Taylor A
通讯作者：
Taylor A