研究目的
为展示光敏Gs蛋白偶联受体JellyOp在心肌细胞及完整心脏中实现Gs信号通路光遗传学刺激的应用，其具有高时空精度，可克服药物激动剂的局限性。
研究成果
JellyOp能实现对心脏Gs信号通路的精准光遗传学调控，具有高时空分辨率。该技术可在副作用极小的情况下研究生理及病理生理效应，如起搏功能与心律失常的产生机制。未来通过细胞特异性表达的研究将深化对β-肾上腺素能信号通路的认知。
研究不足
JellyOp缺乏细胞类型特异性表达，使得无法对观察到的心律失常所涉及的机制和细胞类型得出确切结论。不能完全排除其他G蛋白或通路被潜在激活的可能性。高光敏感性要求谨慎操作，以避免环境光造成意外激活。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用光遗传学技术，利用光敏Gs蛋白偶联受体JellyOp刺激心肌细胞中的Gs信号通路。方法包括转基因细胞系和小鼠的构建、cAMP水平测定、频率分析、膜片钳电生理检测、收缩力测量以及离体心脏刺激实验。
2：样本选择与数据来源：
样本包含表达JellyOp的转基因小鼠胚胎干细胞（ESC）、由ESC衍生的类胚体（EB）、从JellyOp转基因小鼠分离的心室和心房肌细胞，以及这些小鼠的离体心脏。
3：实验设备与材料清单：
设备包括显微镜（如Axiovert 200、MVX10）、光源（如LED?？?、单色仪）、膜片钳放大器（EPC10）、摄像机和数据分析软件。材料包括质粒、抗体、异丙肾上腺素和9-顺式视黄醛等化学试剂，以及培养基。
4：MVX10）、光源（如LED?？?、单色仪）、膜片钳放大器（EPC10）、摄像机和数据分析软件。材料包括质粒、抗体、异丙肾上腺素和9-顺式视黄醛等化学试剂，以及培养基。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：流程包括用JellyOp构建体转染ESC、类胚体分化、光照条件下测量cAMP水平和搏动频率、对分离的心肌细胞进行膜片钳和收缩力检测，以及对离体心脏进行光照刺激并记录心电图。
5：数据分析方法：
使用GraphPad Prism进行统计检验（如ANOVA、t检验），通过Hill方程进行曲线拟合，并采用定制软件分析频率和收缩数据。
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Microscope
Axiovert 200
Zeiss
Used for imaging and light stimulation in cell experiments.
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Microscope
MVX10
Olympus
Used for macroscopic illumination and imaging of heart tissues.
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Light Source
X-Cite 120PC
Lumen Dynamics
Fluorescence microscope light source for illumination.
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Power Meter
PM100
Thorlabs
Measures light intensity at the objective.
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Camera
piA640-210gm
Basler
Records spontaneous beating of cardiomyocytes.
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LED
LEDC5
Thorlabs
Provides 470 nm light for heart stimulation.
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LED
LEDD1
Thorlabs
Provides 470 nm light for heart stimulation.
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LED Module
LEDMOD LAB
Omicron Laserage
Provides blue light (470 nm) for optogenetic stimulation.
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Patch-Clamp Amplifier
EPC10
Heka
Used for electrophysiological recordings of ion currents.
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Monochromator
OptoScan
Cairn Research
Generates monochromatic light for spectral sensitivity tests.
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Stimulator
Model 2100
A-M Systems
Operates LED modules for light stimulation.
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Bio-amplifier
Animal Bio Amp ML 136
AD Instruments
Records cardiac electrograms from explanted hearts.
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Plate Reader
Infinite F200 PRO
Tecan
Measures cAMP levels using immunoassay.
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Software
LabView
National Instruments
Custom software for online analysis of beating frequency.
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Software
Patchmaster
Heka
Software for patch-clamp data acquisition and analysis.
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Software
Fitmaster
Heka
Software for analyzing patch-clamp data.
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Software
IonWizard
Ionoptix
Software for edge detection in contractility measurements.
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Software
LabChart
AD Instruments
Software for data recording and analysis in heart experiments.
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LED
GCS-0470-50-A510
Mightex
Provides 470 nm light for heart stimulation.
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LED Driver
BLS-13000-1
Mightex
Drives LEDs for light stimulation.
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