综述：探究选定细胞器阳离子水平、通量及机械敏感性的最新进展

这篇综述系统总结了近年来（2022-2024）在细胞器阳离子（如Na+、K+、Ca2+）浓度检测、跨膜通量测量及机械敏感性研究中的技术突破，涵盖电生理（如SSME、器官膜片钳）、DNA纳米传感器（如RatiNa、pHlicKer）和新型机械探针（如Flippers、LIMER）等工具，为理解细胞器离子稳态与疾病（如帕金森病、癌症）的关联提供了方法论支持。

　　

引言

细胞器膜（如内质网、溶酶体、线粒体）存在显著电化学梯度，其离子通道（如TMEM175、TPC2）和转运体（如NHE6）通过调控离子流动维持稳态，与癌症、神经退行性疾病等密切相关。近年技术进步使得在原生环境中直接测量这些膜系统的离子动态成为可能。

直接电生理测量技术

传统膜片钳技术已扩展至细胞器膜（如核膜、溶酶体），而固态支撑膜电生理（SSME）通过金电极耦合脂质体，实现了高通量检测低通量转运体（如溶酶体PHT1）。自动化设备（如SURFE²R N1?）加速了药物筛选，例如针对帕金森病相关TMEM175通道的抑制剂开发。

DNA纳米传感器

模块化DNA探针pHlicKer和RatiNA通过荧光共振能量转移（FRET）分别定量细胞器内K⁺（20-117 mM）和Na⁺（5-145 mM），揭示了溶酶体离子异质性。这些工具还发现线虫NHX-5和人类TMEM165等新型转运蛋白，但需注意其光稳定性与细胞类型依赖性限制。

机械敏感性探针

“翻转者”染料（如Lyso-Flipper）和光诱导ER机械刺激器（LIMER）通过膜张力变化激活TRPV1/PKD2通道，证实机械力可调控内质网Ca²⁺释放。类似技术或可拓展至其他细胞器，如线粒体超声操控。

结论

细胞器离子通量与机械敏感性的研究工具正推动疾病机制解析，未来需开发更稳定、通用的探针以揭示跨膜信号网络的动态细节。