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中国科大研发单神经元快速质谱手艺 摸索大脑神

发布时间:2017/11/30 00:00

  近日,中国科学手艺大学化学与材料科学学院黄光亮传授与生命科学学院熊伟传授展开慎密合作,基于自行开辟的单细胞电心理与质谱结合检测平台,对小鼠大脑中单个神经元展开了多种化学成份的快速质谱检测,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完成了对神经飞行时间质谱仪元功能、代谢物构成及其代谢通路的研究。相干研究功效以“Single-Neuron Identification Of Chemical Constituents,Physiological Changes, And Metabolism Using Mass Spectrometry”为题,于2月21日在线颁发在国际权势巨子综合学术期刊《美国科学院院报》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS)上。

  脑内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,具有主要的生物学价值。质谱阐发由生物质谱于具有高活络度、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。最近几年来,中国科大黄光亮传授尝试室与熊伟传授尝试室慎密合作,开辟了能用于复杂样品的原位质谱阐发方式,大大进步了阐发速度,并于近期实现了针对细胞内卵白质的直接阐发(Angew Chem Int Ed 2011, 50:2503;Angew Chem Int Ed 2011, 50:9907; Anal Chem 2016,88:10860),同时经由过程电心理膜片钳手艺展开了对小鼠脑内单个神经元的功能判定与解析(Nat Chem Biol, 2011;J Exp Med, 2012; Nat Neurosci, 2014)。这些研究为在线质谱实现单个神经细胞的高通量质谱阐发、代谢物判定和代谢通路研究供给了主要的工作根本。

膜片钳与单细胞质谱阐发联用手艺阐发单个神经细胞示意图

  该工作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。

  中国科大生命学院与化学院结合培育博士后朱洪影、生命学院博士研究生邹桂昌、王宁为该文章的配合第一作者,黄光亮传授和熊伟传授为配合通信作者。该研究工作获得了科技部、国度天然科学基金委、中科院先导专项和国度青年千人打算等帮助,和中国科大国度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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