一种基于基因编码的高灵敏度和高时空分辨率的GRABATP探针

作者：Wu ZF; He KK; Chen Y; 付苏

来源：中国疼痛医学杂志, 2022, 28(03): 209.

<正>5’-三磷酸腺苷(ATP)在细胞内是能量储存分子，当被释放到细胞外，能作为嘌呤能信号分子调节多种功能（包括痛觉和睡眠等）。尽管ATP在健康和疾病中发挥着重要作用，但ATP的释放和细胞外分布机制知之甚少，尤其是在体内。北京大学李毓龙实验室研发了一种新型基因编码的ATP探针GRABATP1.0。经体外及在体动物检测，该探针可以很灵敏的检测细胞外ATP的时空动态变化。主要结果：（1）基于GRAB探针设计策略，经过系列筛选，研究者以优化的hP2Y1受体作为ATP结合支架，插入循环重排的绿色荧光蛋白cpEGFP，开发出新型ATP探针GRABATP1.0;(2)在体外培养的HEK293T细胞、原代神经元及星形胶质细胞中，研究者观察了ATP1.0探针的特性。ATP1.0探针的特异性好，仅对ATP和ADP有反应。ATP1.0探针能够在亚秒级别响应胞外ATP浓度的变化，其光谱特性与EGFP类似。表达ATP1.0的神经元对外源加入的ATP有～780%的信号响应，～80 nM的亲和力(EC50);(3)在原代培养的转染ATP1.0的海马细胞，能够检测到机械刺激及低渗透压刺激引发的内源性ATP释放。药理学实验及突变型探针实验进一步验证了ATP1.0检测信号的特异性。在不给予外界刺激时，