Optimal pulse length of insonification for Piezo1 activation and intracellular calcium response

压电1 生物学中的钙 细胞内 生物物理学 脉搏(音乐) 剪应力 神经调节 材料科学 刺激 神经科学 医学 离子通道 生物 物理 细胞生物学 电压 内科学 机械敏感通道 复合材料 受体 冶金 量子力学
作者
Defei Liao,Ming‐Yen Hsiao,Gaoming Xiang,Pei Zhong
出处
期刊:Scientific Reports [Springer Nature]
卷期号:11 (1) 被引量:22
标识
DOI:10.1038/s41598-020-78553-2
摘要

Abstract Ultrasound (US) neuromodulation, especially sonogenetics, has been demonstrated with potential applications in noninvasive and targeted treatment of various neurological disorders. Despite the growing interest, the mechanism for US neuromodulation remains elusive, and the optimal condition for eliciting a neural response with minimal adverse effect has not been identified. Here, we investigate the Piezo1 activation and intracellular calcium response elicited by acoustical streaming induced shear stress under various US exposure conditions. We find that Piezo1 activation and resultant intracellular calcium response depend critically on shear stress amplitude and pulse length of the stimulation. Under the same insonification acoustic energy, we further identify an optical pulse length that leads to maximum cell deformation, Piezo1 activation, and calcium response with minimal injury, confirmed by numerical modeling of Piezo1 channel gating dynamics. Our results provide insight into the mechanism of ultrasonic activation of Piezo1 and highlight the importance of optimizing US exposure conditions in sonogenetics applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
123应助花灯王子采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
WWL完成签到 ,获得积分10
2秒前
Supertyl完成签到,获得积分10
2秒前
excellent发布了新的文献求助10
2秒前
李健的小迷弟应助张兴华采纳,获得10
3秒前
LLL发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
英姑应助陈哥采纳,获得10
4秒前
5秒前
爱听歌老1完成签到,获得积分10
5秒前
石幼蓉完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
风清扬发布了新的文献求助10
6秒前
王w发布了新的文献求助30
6秒前
碧蓝安露发布了新的文献求助10
7秒前
打打应助冷傲凝琴采纳,获得10
7秒前
JamesPei应助陶世立采纳,获得10
8秒前
卧虎完成签到,获得积分10
8秒前
陈豆豆完成签到,获得积分10
8秒前
xxT发布了新的文献求助10
9秒前
思源应助lmh采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
迷路谷蓝完成签到,获得积分10
10秒前
SYX发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
凌夜轩发布了新的文献求助10
11秒前
wweiweili完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
xx_2000完成签到,获得积分10
12秒前
Owen应助caizy采纳,获得10
13秒前
13秒前
14秒前
tiantian0518发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
肖肖发布了新的文献求助10
15秒前
xx_2000发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6030881
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7709533
关于积分的说明 16195027
捐赠科研通 5177789
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2770813
邀请新用户注册赠送积分活动 1754307
关于科研通互助平台的介绍 1639540