近红外光刺激神经细胞钙离子光激活

作者：耿俊娴; 李少强; 王诗琪; 黄春; 吕云杰; 胡睿; 屈军乐^*; 刘丽炜^*

来源：Acta Physica Sinica, 2020, 69(15): 336-344.

• 神经细胞
• 钙离子
• 光激活
• 双光子激发荧光显微成像

钙离子(Ca2+)是细胞的主要信息传输通道,研究Ca2+激活对阐述亚细胞层次生物过程具有重要意义,光激活是目前研究细胞内Ca2+传输和控制的主要方式之一.本文利用近红外脉冲激光刺激标记有金纳米棒(gold nanorods, GNRs)的人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)的Ca2+信号传导,并利用钙离子指示剂(Fluo-4,AM)对其进行双光子荧光成像.实验采用功率为0.5 m W,波长为800 nm的激发光,平均10 s就可实现Ca2+光激活,标记GNRs的神经细胞Ca2+释放速度是未标记GNRs的6倍.研究结果表明GNRs通过局域表面等离子体共振将脉冲激光瞬间转化为热量,改变膜电容,使细胞膜去极化并引发动作电位,使细胞外Ca2+流入,证明了借助GNRs来增强神经细胞Ca2+激活的可行性,为神经细胞离子通道研究提供了一种光学手段.