Quantification of Mlck Activation in Arteries of Living Mice That Express a Genetically Encoded Fret-Based Biosensor

القياس الكمي لتنشيط Mlck في شرايين الفئران الحية التي تُعبّر عن مستشعر حيوي مُشفَّر جينيًا وقائم على تقنية FRET

Clicks: 391
ID: 113487
2010
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #8 of 27 articles by views in Biophysical journal

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Abstract
FRET (Forster resonance energy transfer)-based sensors are powerful tools for understanding physiological mechanisms at the molecular level. Here, we used transgenic mice that express, specifically in smooth muscle, a FRET-based, exogenous myosin light chain kinase biosensor (‘exMLCK’) to observe for the first time changes in [Ca2+/Calmodulin] and MLCK activation within arteries in vivo (‘intra-vital FRET imaging’). exMLCK biosensor mice were anesthetized (1.5% isoflurane) and placed on the stage of a ‘macro’ epi-fluorescence microscope (Olympus MVX 10) equipped with an image splitter and a digital CCD camera. Arterial blood pressure (AP) was recorded. Femoral or mesenteric arteries were exposed through cutaneous incisions. Quantification of exMLCK FRET in vivorequires precise assessment and removal of tissue intrinsic fluorescence and extraneous sources of light. Intrinisic fluorescence (of isolated arteries) was negligible in comparison to exMLCK fluorescence. In vivo, background fluorescence was minimized by dissection of surrounding tissues and the use of an appropriate field diaphragm. Artery diameter was determined using edge detection and spatially averaged exMLCK FRET ratio (CFP/YFP) was determined from regions of interest. In the basal state (mean AP of ∼90 mm Hg), average exMLCK FRET ratio in femoral artery walls was 1.8 to 1.9, similar to that obtained by us in isolated arteries. Application of the α1-adrenoceptor agonist, phenylephrine (PE) directly to an artery increased exMLCK FRET ratio transiently to a peak of about 2.2 and caused a local vasoconstriction of ∼33%, without changing AP. Intra-venous application of PE elevated AP and caused smaller changes in exMLCK FRET ratio and artery diameter (than direct application). In conclusion, quantitative intra-vital FRET imaging in arteries of transgenic animals is feasible and will permit observation of specific molecular events in tissues of living animals. (AHA, NIH-HL078870).
تُعد المستشعرات القائمة على نقل طاقة الرنين لفورستر (FRET) أدوات قوية لفهم الآليات الفسيولوجية على المستوى الجزيئي. استخدمنا في هذه الدراسة فئرانًا معدلة وراثيًا تُعبّر، تحديدًا في العضلات الملساء، عن مستشعر حيوي خارجي لكينيز السلسلة الخفيفة للمايوسين قائم على تقنية FRET يُعرف بـ ('exMLCK')، وذلك لرصد التغيرات في [الكالسيوم/الكالموديولين] وتنشيط MLCK داخل الشرايين في الكائن الحي لأول مرة ('التصوير داخل الحيوي بتقنية FRET'). خُدِّرت الفئران الحاملة للمستشعر الحيوي exMLCK بـ (1.5% إيزوفلوران) ووُضعت على منصة مجهر فلوري فوقي عياني "macro" من طراز (Olympus MVX 10) مزود بمُقسِّم للصور وكاميرا CCD رقمية. كما جرى تسجيل ضغط الدم الشرياني (AP)، وكُشفت الشرايين الفخذية أو المساريقية عبر إحداث شقوق جلدية. يتطلب التقدير الكمي لـ FRET الخاص بـ exMLCK داخل الجسم الحي تقييمًا دقيقًا وإزالةً للفلورة الذاتية للأنسجة ومصادر الضوء الدخيلة. وكانت الفلورة الذاتية (للشرايين المعزولة) ضئيلة للغاية مقارنة بفلورة exMLCK. أما داخل الجسم الحي، فقد تم تقليل الفلورة الخلفية إلى أدنى حد عبر تشريح الأنسجة المحيطة واستخدام حاجب مجال ضوئي مناسب. حُدِّد قطر الشريان باستخدام تقنية اكتشاف الحواف، وحُسب متوسط نسبة FRET لـ exMLCK مكانيًا (CFP/YFP) من المناطق محط الاهتمام. في الحالة القاعدية (بمتوسط ضغط دم شرياني يبلغ حوالي 90 ملم زئبق)، تراوح متوسط نسبة FRET لـ exMLCK في جدران الشريان الفخذي بين 1.8 و1.9، وهو ما يماثل النتائج التي حصلنا عليها في الشرايين المعزولة. أدى التطبيق المباشر لناقض المستقبلات الأدرينرجية من النوع α1، الفينيليفرين (PE)، على الشريان مباشرة إلى زيادة عابرة في نسبة FRET لـ exMLCK لتصل إلى ذروة قاربت 2.2، كما أحدث تضيقًا موضعيًا في الأوعية بنسبة تقارب 33% دون تغيير في ضغط الدم الشرياني. في حين أدى إعطاء الفينيليفرين عن طريق الوريد إلى رفع ضغط الدم الشرياني وتسبب في تغيرات أقل في كل من نسبة FRET لـ exMLCK وقطر الشريان (مقارنةً بالتطبيق المباشر). وخلاصة القول، إن التصوير الكمي داخل الحيوي بتقنية FRET في شرايين الحيوانات المعدلة وراثيًا يُعد أمرًا ممكنًا، وسيتيح رصد أحداث جزيئية محددة داخل أنسجة الكائنات الحية. (AHA, NIH-HL078870).
Reference Key
wier2010biophysicalquantification Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors
Journal Biophysical journal
Year 2010
DOI
10.1016/j.bpj.2009.12.130
URL
Keywords

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

No comments yet. Be the first to comment on this article.