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锘海提供小鼠全脑c-Fos检测全流程CRO服务

Date：2024/3/1 11:39:52

c-Fos属于即刻早期基因 (immediate early gene，IEG)，是一种即早期反应基因编码的核蛋白，可在神经元中富集表达。当神经元受到刺激或激活时，c-Fos基因会被迅速诱导表达，因此可以作为神经元激活的标记物。通过检测c-Fos的表达水平，可以了解神经元的激活状态，进而研究神经元的兴奋性、突触传递以及神经精神性疾病的发生和发展。基于以上特性，多类研究成功地将很多特定的行为与特定脑区关联了起来，这也使得c-Fos成为了很受欢迎的神经活动标记物。


c-Fos最初是在40年前于大鼠的成纤维细胞中被报道，做为原癌基因的一种，它在包括人类、大鼠、小鼠等多物种中都有表达。它的长度大约为4 kb，由四个外显子组成，编码一个独特的mRNA，并翻译成55 kDa的蛋白质。Fos家族包括Fos、Fos-B、Fra1（FOSL1）和Fra2（FOSL2）等成员，它们编码含有亮氨酸拉链和可以与Jun家族二聚化的蛋白质。二聚化形成激活蛋白1 (AP1) 复合物，作为转录因子起作用[1-2] (Figure 1)。由于c-Fos的表达不依赖于蛋白质合成，依赖于转录因子CREB（Cuclic adenosine monophosphate）和SRF（serum response factor），所以可迅速由细胞外刺激诱导，因此被鉴定为IEG[3]。

Figure 1. 外部刺激诱发CREB-Fos 信号通路激活示意图[4]


经颅磁刺激（rTMS）诱发神经元兴奋后，电压门控通道或兴奋性受体的配体门控通道打开，从而驱动细胞内Ca2+浓度的增加。蛋白激酶（ERK / MAPK途径）被激活，使磷酸化转录因子（ELK1和CREB）通过与Fos启动子结合驱动c-Fos 的表达。
Fos和c-Fos基因的表达与多种生理病理进展如增殖、分化、转化和细胞死亡等有关。它可被多种刺激物或者刺激方式诱导表达，包括蛋白激酶C（PKC）、细胞内钙释放、类固醇激素、神经递质、生长因子释放或物理应激（伤口、热量等）等[4]。此外，c-Fos的表达迅速且短暂，而且与受刺激相关细胞类群具有高同步性，在非受刺激细胞类中很难观察到。因此，许多研究将c-Fos用作大脑活动刺激诱导变化的标记物。c-Fos的检测与定量分析，在多个研究领域都有广泛的应用。
 锘海c-Fos科研服务解决方案 

锘海测样服务中心从小鼠刺激造模、灌注取材、小鼠脑透明化、c-Fos全脑染色、LS18平铺光片显微镜3D成像以及c-Fos全脑信号提取进行了全流程操作，用以说明小鼠脑c-Fos相关CRO服务。

本次案例所采用的动物模型是压力应激动物模型，此类模型已成为一种广泛使用的技术手段，为研究和探索与应激相关的疾病（焦虑症、抑郁症、药物滥用等精神和行为障碍性疾病）提供了有力的工具。在压力应激研究领域，束缚应激模型的应用尤为广泛，这种模型通常涉及将动物限制在一个固定的空间内，使其无法自由移动。束缚应激模型能够模拟人类在面对无法控制或逃避的压力情境时所经历的生理和心理反应，利用此模型结合c-Fos全脑标记可达到分析参与压力性应激行为调控的相关脑区。需要注意的是，在对实验动物进行刺激造模时，取材时间窗控制在刺激后的60-90 min，此区间内c-Fos表达丰度较高。

经过心脏灌注固定的小鼠脑首先使用锘海增强型透明化试剂盒进行透明化处理（Figure 2），并利用c-Fos抗体进行全脑免疫荧光标记，采用LS18平铺光片显微镜对样本进行3D成像，视频展示了小鼠脑c-Fos信号的分布以及经过Allen脑图谱配准后，提取纹状体区域内的c-Fos信号（Video 1），具体的脑图谱分析结果展示我们将会在后续文章中详细介绍。

Figure 2.采用锘海增强型透明化试剂盒（Cat#：NH-CR-230701）处理的Thy1-GFP小鼠脑透明化前后

Video1.锘海LS18平铺光片显微镜对小鼠脑c-Fos信号进行成像并展示特定脑区信号提取

随着c-Fos检测在多个领域，尤其是神经科学领域带来较多开创性的科研进展，对c-Fos检测技术的需求变得更加多维度，不在局限于传统切片，更多的研究注重于观察检测整体组织的c-Fos表达分布以及定量分析，这对c-Fos染色技术以及大组织整体成像技术有了更高的要求。

锘海生命科学利用组织透明化技术结合c-Fos特异性标记，研发整合“一揽子”的c-Fos大组织整体染色和定量分析方法，配合锘海生命科学自主研发的组织透明化试剂盒，不但可适配于传统的免疫组织荧光染色，而且可充分的保留转基因标记的内源性c-Fos 信号。此外，通过结合锘海 LS18平铺光片显微镜进行3D成像后，可以在整体组织上，多维度的展示c-Fos 的表达分布，追踪c-Fos表达的特异性区域，并进行数量，密度，荧光强度等多态化的分析，满足您对c-Fos标记以及定量分析的所有需求，为您的科研保驾护航！

参考文献

[1] Chastain-Potts, S.E. et al. Sevoflurane exposure results in sexspecific transgenerational upregulation of target IEGs in the Subiculum. Mol. Neurobiol., 2020, 57(1), 11-22.

[2] Bullitt, E. et al. Expression of c-fos-like protein as a marker for neuronal activity following noxious stimulation in the rat. J. Comp. Neurol.,1990, 296(4), 517-530

[3] Fernando Cruz-Mendoza. et al. Immediate Early Gene c-fos in the Brain: Focus on Glial Cells. Brain Sci., 2022(5), 12-687.

[4] Low intensity rTMS to the cerebellum : age dependent effects and mechanisms underlying neural circuit plasticity.


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