“科研界的喬布斯”許越推薦

新冠肺炎神經(jīng)損傷研究NMT科研平臺(tái)

2020年3月4日，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京地壇醫(yī)院透露，該院收治的一新冠肺炎患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)受病毒侵襲，證實(shí)了新冠病毒會(huì)攻擊中樞神經(jīng)系統(tǒng)。近期，有學(xué)術(shù)論文系統(tǒng)性總結(jié)了新冠病毒及其它冠狀病毒對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的損害及相關(guān)機(jī)制。冠狀病毒可通過(guò)直接感染途徑、缺氧、免疫損傷、ACE2和其他機(jī)制，引起神經(jīng)損傷。同時(shí)，冠狀病毒具有攻擊肺組織的有害作用，并引起一系列肺損傷，例如缺氧。

新冠肺炎神經(jīng)損傷NMT研發(fā)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)

• 組織器官水平研究

隨著研究的深入，單細(xì)胞神經(jīng)元的生理狀態(tài)，以及對(duì)藥物的生理反應(yīng)，與腦組織中神經(jīng)元真實(shí)生理信號(hào)的差異，已逐漸成為神經(jīng)研究中的瓶頸。NMT不僅可以檢測(cè)單細(xì)胞，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)活體腦片的檢測(cè)，很好地彌補(bǔ)了這一研究手段的空白。

• 無(wú)損傷檢測(cè)

神經(jīng)研究中常使用的如膜片鉗技術(shù)，在檢測(cè)過(guò)程中會(huì)破壞細(xì)胞膜完整性，進(jìn)而影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信性。NMT可不接觸神經(jīng)元、腦片，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)出離子、分子信號(hào)的檢測(cè)，極大提升了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

• 操作高效

在利用NMT對(duì)神經(jīng)元、腦片的離子、分子信號(hào)的研究過(guò)程中，因檢測(cè)過(guò)程不接觸樣品，無(wú)需操作形成高阻封接，顯著提升了實(shí)驗(yàn)效率。

關(guān)鍵詞

神經(jīng)損傷

活體腦片

無(wú)損傷檢測(cè)

鈣信號(hào)

核心技術(shù)

非損傷微測(cè)技術(shù)

應(yīng)用舉例

一種非損傷檢測(cè)腦片神經(jīng)元鈣離子跨膜流動(dòng)的方法（專利）

案例1：活體腦片跨膜Ca²⁺流檢測(cè)

山西醫(yī)科大學(xué)研究者，利用NMT首次檢測(cè)了Aβ對(duì)谷氨酸(Glu)誘發(fā)的小鼠海馬腦片Ca²⁺內(nèi)流以及細(xì)胞外低鈣引起的Ca²⁺外排的影響。本研究不僅為解釋Aβ所致Ca²⁺超載的神經(jīng)毒性機(jī)制提供了新的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，更為開(kāi)展跨膜Ca²⁺信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的腦研究提供了活體組織層面的技術(shù)方法。

案例2：?jiǎn)渭?xì)胞神經(jīng)元耗氧速率指征線粒體代謝效率

耶魯大學(xué)研究者，利用NMT檢測(cè)了單個(gè)神經(jīng)元的耗氧速率，為Bcl-xL調(diào)節(jié)神經(jīng)元代謝效率提供了直接證據(jù)。

案例3：藥物維持K⁺、Ca²⁺平衡降低β淀粉樣肽對(duì)神經(jīng)元的損傷

Ca²⁺的失衡會(huì)引起諸如糖尿病、風(fēng)濕病、呼吸道疾病、神經(jīng)疾病等等，其與腫瘤的形成也有密不可分的關(guān)系。研究者在研究β^-淀粉樣蛋白（Aβ）在阿爾茨海默癥發(fā)病機(jī)理中的作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，1μMAβ處理初級(jí)皮層神經(jīng)元后，在谷氨酸的誘導(dǎo)下K⁺外排速率明顯大于未經(jīng)β^-淀粉樣蛋白處理的對(duì)照組，Ca²⁺也出現(xiàn)了同樣的外排速率增大趨勢(shì)。研究表明神經(jīng)元失去維持Ca²⁺和K⁺平衡的能力可能是細(xì)胞對(duì)Aβ早期反應(yīng)的指示。同樣有研究者在研究阿爾茨海默癥的金屬螯合療法時(shí)，發(fā)現(xiàn)Zn7MT-2A可阻止Cu(II)Aβ誘導(dǎo)的氧化脅迫對(duì)神經(jīng)元產(chǎn)生的不利影響，非損傷微測(cè)技術(shù)檢測(cè)結(jié)果顯示，Cu(II)Aβ引起神經(jīng)元K⁺外流，Ca²⁺內(nèi)流，而加入Zn7MT-2A會(huì)阻止Cu(II)Aβ引起的流的改變，Zn7MT-2A維持了神經(jīng)元的K⁺、Ca²⁺平衡，降低了Cu(II)Aβ對(duì)神經(jīng)元的損傷作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 李甜,等. 非損傷微測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)海馬腦片跨膜鈣離子流. 生理學(xué)報(bào). 2017(04):105-114.

[2]  Alavian KN et al. Bcl xL regulates metabolic ef ciency of neurons through interaction with the mitochondrial F1F0 ATP synthase.Nature Cell Biology. 2011,13(10):1224-1233.

[3] Joanne M. Doughty et al. Measurement of chloride flux associated with the myogenic response in rat cerebral arteries.Journal of Physiology,2001,534(3):753–761.

[4] Marc Gleichmann et al. Simultaneous single neuron recording of O₂ consumption,Ca²⁺ and mitochondrial membrane potential in glutamate toxicity.Journal of Neurochemistry. 2009,109(2):644–655.

[5] Lana Shabala et al. Prolonged Aβ treatment leads to impairment in the ability of primary cortical neurons to maintain K⁺ and Ca²⁺ homeostasis.Molecular Neurodegeneration. 2010,5:30.

“科研界的喬布斯”許越推薦

新冠肺炎神經(jīng)損傷研究NMT研發(fā)平臺(tái)

2020年3月4日，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京地壇醫(yī)院透露，該院收治的一新冠肺炎患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)受病毒侵襲，證實(shí)了新冠病毒會(huì)攻擊中樞神經(jīng)系統(tǒng)。近期，有學(xué)術(shù)論文系統(tǒng)性總結(jié)了新冠病毒及其它冠狀病毒對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的損害及相關(guān)機(jī)制。冠狀病毒可通過(guò)直接感染途徑、缺氧、免疫損傷、ACE2和其他機(jī)制，引起神經(jīng)損傷。同時(shí)，冠狀病毒具有攻擊肺組織的有害作用，并引起一系列肺損傷，例如缺氧。

新冠肺炎神經(jīng)損傷NMT研發(fā)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)

• 組織器官水平研究

隨著研究的深入，單細(xì)胞神經(jīng)元的生理狀態(tài)，以及對(duì)藥物的生理反應(yīng)，與腦組織中神經(jīng)元真實(shí)生理信號(hào)的差異，已逐漸成為神經(jīng)研究中的瓶頸。NMT不僅可以檢測(cè)單細(xì)胞，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)活體腦片的檢測(cè)，很好地彌補(bǔ)了這一研究手段的空白。

• 無(wú)損傷檢測(cè)

神經(jīng)研究中常使用的如膜片鉗技術(shù)，在檢測(cè)過(guò)程中會(huì)破壞細(xì)胞膜完整性，進(jìn)而影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信性。NMT可不接觸神經(jīng)元、腦片，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)出離子、分子信號(hào)的檢測(cè)，極大提升了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

• 操作高效

在利用NMT對(duì)神經(jīng)元、腦片的離子、分子信號(hào)的研究過(guò)程中，因檢測(cè)過(guò)程不接觸樣品，無(wú)需操作形成高阻封接，顯著提升了實(shí)驗(yàn)效率。

關(guān)鍵詞

神經(jīng)損傷

活體腦片

無(wú)損傷檢測(cè)

鈣信號(hào)

季節(jié)性流行

地域發(fā)病特征

核心技術(shù)

非損傷微測(cè)技術(shù)

應(yīng)用舉例

一種非損傷檢測(cè)腦片神經(jīng)元鈣離子跨膜流動(dòng)的方法（專利）

案例1：活體腦片跨膜Ca²⁺流檢測(cè)

山西醫(yī)科大學(xué)研究者，利用NMT首次檢測(cè)了Aβ對(duì)谷氨酸(Glu)誘發(fā)的小鼠海馬腦片Ca²⁺內(nèi)流以及細(xì)胞外低鈣引起的Ca²⁺外排的影響。本研究不僅為解釋Aβ所致Ca²⁺超載的神經(jīng)毒性機(jī)制提供了新的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，更為開(kāi)展跨膜Ca²⁺信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的腦研究提供了活體組織層面的技術(shù)方法。

案例2：?jiǎn)渭?xì)胞神經(jīng)元耗氧速率指征線粒體代謝效率

耶魯大學(xué)研究者，利用NMT檢測(cè)了單個(gè)神經(jīng)元的耗氧速率，為Bcl-xL調(diào)節(jié)神經(jīng)元代謝效率提供了直接證據(jù)。

案例3：藥物維持K⁺、Ca²⁺平衡降低β淀粉樣肽對(duì)神經(jīng)元的損傷

Ca²⁺的失衡會(huì)引起諸如糖尿病、風(fēng)濕病、呼吸道疾病、神經(jīng)疾病等等，其與腫瘤的形成也有密不可分的關(guān)系。研究者在研究β^-淀粉樣蛋白（Aβ）在阿爾茨海默癥發(fā)病機(jī)理中的作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，1μMAβ處理初級(jí)皮層神經(jīng)元后，在谷氨酸的誘導(dǎo)下K⁺外排速率明顯大于未經(jīng)β-淀粉樣蛋白處理的對(duì)照組，Ca²⁺也出現(xiàn)了同樣的外排速率增大趨勢(shì)。研究表明神經(jīng)元失去維持Ca²⁺和K⁺平衡的能力可能是細(xì)胞對(duì)Aβ早期反應(yīng)的指示。同樣有研究者在研究阿爾茨海默癥的金屬螯合療法時(shí)，發(fā)現(xiàn)Zn7MT-2A可阻止Cu(II)Aβ誘導(dǎo)的氧化脅迫對(duì)神經(jīng)元產(chǎn)生的不利影響，非損傷微測(cè)技術(shù)檢測(cè)結(jié)果顯示，Cu(II)Aβ引起神經(jīng)元K⁺外流，Ca²⁺內(nèi)流，而加入Zn7MT-2A會(huì)阻止Cu(II)Aβ引起的流的改變，Zn7MT-2A維持了神經(jīng)元的K⁺、Ca²⁺平衡，降低了Cu(II)Aβ對(duì)神經(jīng)元的損傷作用。

案例4：壓力依賴的腦動(dòng)脈Cl^-外排

室溫環(huán)境下，利用NMT可檢測(cè)到大鼠腦動(dòng)脈細(xì)微的Cl^-外排。溫度升高時(shí)，動(dòng)脈出現(xiàn)壓力依賴性的肌源性緊張，隨著壓力的增加，腦動(dòng)脈的Cl^-外排速率越大。同時(shí)，Cl^-外排有助于肌源性收縮相關(guān)的去極化。

參考文獻(xiàn)

[1] 李甜,等. 非損傷微測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)海馬腦片跨膜鈣離子流. 生理學(xué)報(bào). 2017(04):105-114.

[2]  Alavian KN et al. Bcl xL regulates metabolic ef ciency of neurons through interaction with the mitochondrial F1F0 ATP synthase.Nature Cell Biology. 2011,13(10):1224-1233.

[3] Joanne M. Doughty et al. Measurement of chloride flux associated with the myogenic response in rat cerebral arteries.Journal of Physiology,2001,534(3):753–761.

[4] Marc Gleichmann et al. Simultaneous single neuron recording of O₂ consumption,Ca²⁺ and mitochondrial membrane potential in glutamate toxicity.Journal of Neurochemistry. 2009,109(2):644–655.

[5] Lana Shabala et al. Prolonged Aβ treatment leads to impairment in the ability of primary cortical neurons to maintain K⁺ and Ca²⁺ homeostasis.Molecular Neurodegeneration. 2010,5:30.