EEG 的生物物理基础 人脑含有大约 1000 亿个神经元。神经元表现出膜电位的特征性变化,并根据通过离子通道的跨膜离子电流的活动激发动作电位。这些离子电位可以通过细胞内记录来记录,其中记录电极刺穿细胞膜并测量细胞内和细胞外电位之间的差异。这些离子电流还会导致产生具有偶极矩的细胞外偶极子,从而在附近产生电场和磁场。单个神经元产生的电场太弱,无法从头皮表面记录下来。电场通过细胞外液中的体积传导过程传输。体积传导过程具有频谱低通性质(图 1)——与低频膜电位振荡相比,高频活动衰减更多。因此,在头皮水平记录的脑电图代表了膜电位的低频振荡——底层神经元发生器的兴奋性突触后电位 (EPSP) 和抑制性突触后电位 (IPSP)。体积传导允许电
抽象的流体离子基质是成为实现神经形态回路的独特平台,其特征是它依赖于与大脑相同的水性培养基和离子信号载体。借助了离子尖峰电路的最新理论进步以及形成流体回忆录的锥体离子通道的动态电导,我们扩大了离子型电路中提出的神经元尖峰动力学的曲目。通过模型的电路包含带有双极表面电荷的通道,我们提取阶段爆发,混合模式尖峰,补品爆发和阈值可变性,所有这些都带有哺乳动物神经元典型范围内的尖峰电压和频率。由于典型的电导记忆保留时间在通道长度上的强烈依赖性,因此这些特征是可能的,使得时间表从单个尖峰到单个电路中多个尖峰的爆发不等。这些高级形式的神经元状尖峰支持探索水离子化作为神经形态回路的有趣平台。
慢性疼痛治疗仍然是一个痛苦的挑战,在我们老龄化的社会中,报告疼痛缓解不足的患者数量继续增长。当前的治疗方案都有其缺点,包括有限的效力以及虐待和成瘾的倾向;正在进行的阿片类药物危机举例说明了后者。在过去的几十年中,广泛的研究一直在慢性疼痛状态下的机制上,从而为新颖,有效且安全的药物介入带来了特殊的机会。瞬态受体电势(TRP)离子通道家族的成员代表了针对根部疼痛感觉的创新靶标。三个TRP通道TRPV1,TRPM3和TRPA1特别关注,因为它们被确定为伤害感受器神经元的化学和热诱导疼痛的传感器。本综述总结了有关基于TRP通道的疼痛疗法的知识,包括TRPV1拮抗剂临床发育的颠簸道路,TRPA1拮抗剂的当前状态以及靶向TRPM3的未来潜力。
经颅光生物调节(PBM)也称为低水平激光治疗(TLLLT)依赖于使用红色/NIR光刺激,保存和再生细胞和组织。作用机理涉及线粒体(细胞色素C氧化酶)中的光子吸收,以及细胞中的离子通道,导致信号通路的激活,转录因子的上调以及保护基因的表达增加。我们研究了使用将NIR激光点传递到头部的NIR激光点来治疗小鼠创伤性脑损伤(TBI)的PBM。小鼠的记忆和学习改善,齿状回和室内下区域的神经元基因细胞增加,BDNF增加,皮层中的突触发生更多。这些对大脑的高度有益作用表明,TLLT的应用比最初构想的要广泛得多。其他群体研究了中风(动物模型和临床试验),阿尔茨海默氏病,帕金森氏病,抑郁症和健康受试者的认知增强。
•具有适当的荧光标记物的电压门控钙通道CACNA1C和CACNA1B同工型的瞬时转染稳定或瞬时表达VGCC和22亚基,用于形成功能通道所必需的SHEK293细胞。•表现出感兴趣变化的同工型将作为可诱导的稳定转染细胞系产生,以进行进一步的实验。•体外电生理学(全细胞贴片夹记录)测量生物物理参数,包括电压敏感性,电导和激活/失活动力学。•使用接近连接测定和细胞表面生物素化来鉴定新型相互作用蛋白,以测定离子通道运输到膜上。•使用包括L型钙通道的选择性阻断剂在内的一系列药物进行了VGCC蛋白质成型的药理学的解剖。•分析描述性数据,数字图像和遗传数据的电生理学,蛋白质生物化学和药理学数据集•数据交流和写作研究论文手稿。
光遗传学工具箱中的一种众所周知的现象是,所有光门控离子通道(包括红移的通道旋转蛋白(CHRS))都被蓝光激活,而蓝移Chrs对更长的波长的响应最小。在这里,我们利用此功能创建了一个系统,该系统允许具有红光脉冲的神经元高频激活,同时允许通过Blue Light的毫秒精度抑制动作电位。我们通过将超快速的红色CHR与适当匹配的动力学匹配的蓝色光敏感阴离子通道配对来实现这一目标。这需要筛选几个阴离子选择性CHRS,然后进行基于模型的诱变策略,以优化其动力学和光谱。海马中的切片电生理学以及对颤音运动的行为检查表明,蓝光的激发最少。允许对具有红光的神经元进行高频光学遗传激发,而蓝光抑制动作电位在光脉冲的持续时间内被罚款。
在这项研究中,铃木教授的研究小组发现,即使没有两个家庭,例如TMEM16家族和XKR家族,脂质也通过钙刺激在细胞膜上扰乱。因此,为了识别此过程中涉及的脂质串联酶,我们使用CRISPR SGRNA库进行了复兴筛选,以识别离子通道TMEM63B和维生素B1 Transporter SLC19A2。令人惊讶的是,这两种蛋白质形成了复合物,我们还发现这种复合物的形成对于诱导脂质扰流至关重要。此外,众所周知,在发育和癫痫性脑病(DEE)的遗传疾病中插入了TMEM63B中的突变,但该突变体显示出组成型的脂质杂乱无章的活性。这表明构成型脂质拼凑活性会导致DEE疾病。 KCNN4是一种通过钙刺激激活的钾通道,还通过核糖筛选鉴定出来,表明钾的细胞外排出对于激活TMEM63B/SLC19A2复合物很重要。
位于胃肠道上皮的肠内分泌细胞感知不同的营养物质/腔内内容物,从而触发各种肠道激素的分泌,这些激素在葡萄糖稳态和食欲调节中发挥不同的作用。肠促胰岛素激素胰高血糖素样肽-1 (GLP-1) 和葡萄糖依赖性促胰岛素多肽 (GIP) 在营养诱导下从肠道分泌后参与调节胰岛素分泌、食欲、食物摄入和体重。GLP-1 类似物已被开发并用于治疗 2 型糖尿病和肥胖症。调节内源性肠道激素的释放可能是治疗肥胖症和 2 型糖尿病的一种有前途的方法,无需手术。因此,本综述将重点介绍当前对肠道激素分泌细胞机制的理解。控制激素分泌的机制取决于刺激的性质,涉及多种信号通路,包括离子通道、营养转运蛋白和 G 蛋白偶联受体。
摘要:偏头痛是一种涉及功能障碍三叉神经血管系统的主要头痛疾病,仍然是影响许多患者生活质量的主要衰弱的神经系统疾病。尽管多种新的偏头痛疗法成功,但并非所有患者都获得了显着的临床益处。以CGRP途径为目标的疗法的成功强调了将机械理解转化为有效治疗的重要性。正在进行的研究已经确定了偏头痛信号传导和伤害感受的多种潜在机制。在这篇叙述性综述中,我们讨论了几个潜在的新出现的治疗靶标,包括垂体腺苷酸环化酶激活多肽(PACAP),腺苷,δ-阿片类受体(DOR),钾通道,瞬态受体受体电位离子电源(TRP)和酸触发离子离子通道(ASIC)。对这些机制的更好理解有助于发现新的治疗靶标,并为改善临床护理提供了更多治疗选择。
多跨膜蛋白是超过一半 FDA 批准药物的靶标。它们继续在药物发现中发挥巨大作用,并代表一些最重要的蛋白质家族,包括 G 蛋白偶联受体 (GPCR) 和离子通道。鉴于膜蛋白家族的大小以及需要以较低的脱靶效应靶向单个多跨膜蛋白,许多公司寻求寻求选择性强效抗体疗法,而不是小分子药物。然而,使用传统的免疫和杂交瘤工作流程很难产生足够的药物质量抗体,使用体外展示技术则更加困难。为了满足这一需求,AlivaMab Discovery Services (ADS) 开发了可以在不到标准免疫和体外展示方法所需时间的一半内产生大量高效力抗体的策略。下面,AlivaMab Discovery Services 抗体发现方法应用于多个 GPCR,从而快速产生多种高亲和力抗体。