Genetically encoded green fluorescent Ca2+ indicators with improved detectability for neuronal Ca2+ signals.
Genetically encoded green fluorescent Ca2+ indicators with improved detectability for neuronal Ca2+ signals.
复制标题
DOI：
10.1371/journal.pone.0051286
复制
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Nakai J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ohkura M;Sasaki T;Sadakari J;Gengyo-Ando K;Kagawa-Nagamura Y;Kobayashi C;Ikegaya Y;Nakai J
使用基因编码 Ca2+ 指示剂 (GECI) 对单个神经元的活动进行成像是了解神经元网络功能的一种有前景的方法。在这里，我们报告了具有改进的神经元 Ca2+ 信号可检测性的 GECI，称为 G-CaMP6 和 G-CaMP8。与一系列现有的 G-CaMP 相比，G-CaMP6 显示出相当高的灵敏度和快速的动力学，这两者都适合检测微妙和快速的神经元活动。 G-CaMP8 显示出比 G-CaMP6 更大的信号 (F max/F min = 38)，并且表现出与 G-CaMP6 相似的动力学。两种 GECI 都可以以 100% 的检测率检测来自培养的海马切片或急性皮质切片的锥体神经元的单个尖峰，这证明了它们优于现有 GECI 的性能。由于 G-CaMP6 在细胞环境中比 G-CaMP8 显示出更高的灵敏度和更亮的基线荧光，因此我们应用 G-CaMP6 对树突棘（假定的突触后位点）进行 Ca2+ 成像。通过在海马 CA3 锥体神经元的棘中表达 G-CaMP6-肌动蛋白融合蛋白，并电刺激支配 CA3 锥体神经元的齿状回的颗粒细胞，我们发现阈下刺激在有限数量的棘中触发了小幅 Ca2+ 反应，在活动棘中反应率较低，而阈上刺激 几乎在所有的刺中都触发了大的荧光反应，活性率为 100%。
Imaging the activities of individual neurons with genetically encoded Ca2+ indicators (GECIs) is a promising method for understanding neuronal network functions. Here, we report GECIs with improved neuronal Ca2+ signal detectability, termed G-CaMP6 and G-CaMP8. Compared to a series of existing G-CaMPs, G-CaMP6 showed fairly high sensitivity and rapid kinetics, both of which are suitable properties for detecting subtle and fast neuronal activities. G-CaMP8 showed a greater signal (F max/F min = 38) than G-CaMP6 and demonstrated kinetics similar to those of G-CaMP6. Both GECIs could detect individual spikes from pyramidal neurons of cultured hippocampal slices or acute cortical slices with 100% detection rates, demonstrating their superior performance to existing GECIs. Because G-CaMP6 showed a higher sensitivity and brighter baseline fluorescence than G-CaMP8 in a cellular environment, we applied G-CaMP6 for Ca2+ imaging of dendritic spines, the putative postsynaptic sites. By expressing a G-CaMP6-actin fusion protein for the spines in hippocampal CA3 pyramidal neurons and electrically stimulating the granule cells of the dentate gyrus, which innervate CA3 pyramidal neurons, we found that sub-threshold stimulation triggered small Ca2+ responses in a limited number of spines with a low response rate in active spines, whereas supra-threshold stimulation triggered large fluorescence responses in virtually all of the spines with a 100% activity rate.
登录
查看更多内容
影响因子：
14.8
作者：
Palmer, Amy E.;Tsien, Roger Y.
通讯作者：
Tsien, Roger Y.
影响因子：
3.7
作者：
Ohkura M;Sasaki T;Kobayashi C;Ikegaya Y;Nakai J
通讯作者：
Nakai J
影响因子：
14.8
作者：
Saito, Tetsuichiro
通讯作者：
Saito, Tetsuichiro
影响因子：
25
作者：
Peled ES;Isacoff EY
通讯作者：
Isacoff EY
影响因子：
3.7
作者：
Mao T;O'Connor DH;Scheuss V;Nakai J;Svoboda K
通讯作者：
Svoboda K