采用GCaMP6 在体大规模记录感觉神经元的活动

背根神经节(DRG)是感觉传递的第一站。以往关于DRG 神经元编码特性的研究，多基于单细胞的记录。近年来，随着基因编码的钙离子指示剂（如GCaMPs 等）的迅猛发展，科学家们可以在体大规模记录神经元的活动。GCaMPs 由绿色荧光蛋白(GFP)、钙调蛋白(CaM)和肌球蛋白轻链激酶M13 融合而成。CaM 结合钙离子后发生变构，环绕在M13 周围，以其铰链区和M13 结合，Ca2+-CaM-M13 相互作用，引起EGFP 生色基团环境改变，从而使GCaMPs 的荧光强度明显增加。研究表明，GCaMP6 由于具有超强的敏感度，现在被广泛应用于活体钙成像研究。本研究通过鞘内给予AAV9-GCaMP6，引起L4DRG 神经元表达GCaMP6，通过Confocal 显微镜在体大规模记录感觉神经元的活动。结果：（1）不同直径神经元中，GCaMP6 表达率：NF200 标记的大神经元为60±10%左右，CGRP 标记的小直径神经元为60±10%左右，IB4 标记的小直径神经元为51±10%左右。（2）低强度电刺激(250 μA, 250 μs, 20 Hz)坐骨神经激活A类纤维，可以激活大约350 个左右的L4DRG 神经元，其荧光强度是基础值的7 倍左右。高强度电刺激(5 mA, 1 ms, 20 Hz)坐骨神经激活C 类纤维，可以激活大约400 个L4DRG 神经元，其荧光强度是基础值的9 倍左右。（3）大约4%的热刺激反应神经元，同时也被冷刺激激活。大约40%的冷刺激反应神经元，同时也被热刺激激活。大约55%的温度觉神经元，也对机械挤压有反应。说明DRG 神经元具有多感觉模态。（4）足底给予福尔马林(1.85%, 20 μl)，10 分钟内可以观察到神经元的荧光强度增加，但随后降低。说明福尔马林的I 相反应，是由于刺激外周感觉神经元引起的，提示II 相反应可能与脊髓或者是高位中枢有关。（5）紫外线B (UVB)照射可引起炎症痛。DRG 神经元对冷、热和机械刺激的反应都增加。结论：采用GCaMP6可以在体大规模记录DRG 感觉神经元的活动。该方法将推进疼痛机制的研究。