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中科大科学家成长单神经细胞 质谱手艺研究获得

发布时间:2017/11/30 00:00

  近日,国际综合研究权势巨子期刊《美国国度科学院院报》(PNAS)颁发了题为《Single-Neuron Identification Of Chemical Constituents, Physiological Changes, And Metabolism Using Mass Spectrometry》的研究论文。该研究由中国科学手艺大学生命学院神经退行性疾病研究中间暨中国科学手艺大学脑资本库熊伟传授研究组与中科大化学学院黄光亮传授研究组合作完成。该研究依托电心理膜片钳和电喷雾离子源手艺成立的不变的单神经元胞内组分取样和质谱组分阐发手艺,对小鼠海马、前额叶、杏仁核、纹状体等脑区单个神经元内的数千种化学小份子进行了快速质谱检测,而且可以做到同步收集电心理旌旗灯号,在单细胞条理上成功地完成了对神经元功能、代谢物构成及其代谢通路的研究。这项研究初次操纵化学质谱方式直接无稀释的检测单个神经元中多种神经递质、代谢物、脂质等化学小份子,实现了单个神经元化学成份及代谢物的即时阐发,该手艺将今朝神经细胞成份阐发的研究推向了一个活细胞及单细胞程度,有看在单细胞条理上往研究神经生物学、代谢组学、毒理学等生命科学的重大题目,具有很是主要的利用远景。

  大脑中有亿万个神经细胞,这些神经细胞在细胞形态,突触保持,细胞布局,电心理和心理功能上具有高度的多样性。分歧种类的神经细胞中,其化学份子构成、含量、代谢也都有着很大的不同。是以,对脑内单个神经元的化学成份进行阐发,则具有主要的生物学价值。质谱阐发由于具有高活络度,大的线性规模和高通量阐发化学份子的特点,逐步被用于单细胞的细胞代谢阐发。但今朝的方式需要利用大量有机试剂对细胞进行处置,没法连结采样时细胞的活性;冗杂的处置和分手进程也致使较慢的阐发速度,没法短时候内完成大量单细胞阐发;并缺少来自统一细胞的电心理旌旗灯号;终究致使单细胞代谢物的质谱阐发没法大范围用于神经细胞的阐发。

  此研究成功成立了一套不变的单细胞质谱阐发手艺,并对分歧春秋段的小鼠海马、杏仁核、纹状体等脑区单个神经元中的谷氨酰胺、谷氨酸和GABA等化学小份子进行定性、定量阐发并对其进行神经元分类,最后操纵该手艺成功判定单个神经元内谷氨酰胺的代谢路径。这项方等离子体质谱仪式的成熟与普及安捷伦氦质谱检漏仪,必会为后续单个神经元组分阐发、神经元分类和病理状况下单个神经元中组分转变阐发供给强有力的手段。

  该项工作由中科大生命学院博士后朱洪影、生命学院博士研究生邹桂昌莱宝氦质谱检漏仪、王宁在熊伟传授和黄光亮传授的配合指点下完成。该研究工作获得了国度天然科学基金委重大研究打算、科技部、中科院计谋性先导科技专项(B类)和国度青年千人打算等的帮助。该工作还获得中国科学手艺大学同步辐射尝试室光电离质谱线站的仪器与手艺撑持。

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