在离子通道研究中，理解电压门控钠（Nav）和钾（Kv）通道的作用机制至关重要，描述这些通道在组织内的分布通常需借助抗体进行免疫组化或免疫荧光。然而，抗体是一种相对较大的蛋白，与其结合可能影响离子通道的功能1,2。此外，使用抗体时通常需要对样本进行固定处理，导致无法动态检测活细胞的状态。
为应对以上挑战，Alomone Labs开发了一种新型膜蛋白标记工具——荧光标记毒素。该技术将一系列多肽类毒素（如蝎毒、蛇毒等）与荧光探针（如ATTO-Fluor或FITC）偶联，所得荧光标记毒素能够与目的蛋白特异性结合，且具备显著优势：
● 特异性强：精准靶向目标蛋白（如GABA(A) 受体, nAChRs，电压门控钾通道KV等），能够区分高度相似的通道亚型
● 高亲和力：具有皮摩尔/纳摩尔级亲和力
● 兼容活细胞样本：无需固定样本，可直接用于活组织，观察真实生理状态
● 功能调控潜力：能够以多种方式调节通道功能
相比大分子抗体，荧光标记毒素避免了固定样本的需求和潜在的干扰问题，能更出色地描绘通道分布。
研究者们已巧妙应用此类工具：科学家构建了荧光蛋白-Kv通道蝎毒素嵌合体，展示了标记毒素的强大应用3，其他研究则利用Cy5标记的蛤蚌毒素（麻痹性贝类毒素）4，或Alexa染料标记的蝎毒素（如钕蝎毒 TsTX、毒素-γ TiTX-g）5来研究Naᵥ通道。毒素与离子通道的相互作用持续受到关注6，预示着更多创新性标记毒素工具的开发和应用。
荧光毒素成像：解锁离子通道定位
利用荧光探针标记毒素，可生成既精美又蕴含丰富信息量的图像，能够大幅拓展进行多重检测的可能性。若与抗体结合使用，有望获取更详尽的数据集。
MmTx1 Toxin-ATTO Fluor-488标记大鼠小脑GABA(A) α1受体。
将大鼠脑切片与25 nM浓度MmTx1 Toxin-ATTO Fluor-488（#STM-550-AG）一起孵育。然后，将这些切片依次与抗GABA(A) α1受体（细胞外）抗体（#AGA-001）和Cy3（红色）标记驴抗兔抗体一起孵育。A：颗粒层（GL）（箭头）内的斑块中出现MmTx1 Toxin-ATTO Fluor-488结合现象（绿色）。B：GL神经元（箭头）的图谱中出现GABA(A) α1受体免疫染色现象。C：合并两幅图像后，显示不同程度的共定位现象。DAPI用作复染剂。
使用Tertiapin-Q-ATTO Fluor-488和豚鼠抗GIRK2(Kir3.2)抗体对黑质致密部中的GIRK2通道进行多重染色。
首先，将大鼠脑切片与33 nM Tertiapin-Q-ATTO Fluor-488（#STT-170-AG）（绿色）一起孵育。将这些切片与豚鼠抗GIRK2 (Kir3.2) 抗体（#AGP-013）一起孵育。A：黑质致密部（SNC）神经元（箭头）的图谱中出现Tertiapin-Q-ATTO Fluor-488结合现象。B：在SNC神经元（箭头）的图谱中检测到GIRK2染色现象（红色）。C：合并两幅图像后，显示Tertiapin-Q-ATTO Fluor-488和豚鼠抗GIRK2 (Kir3.2) 抗体对GIRK2通道的共染色。DAPI染色剂（蓝色）用于对细胞核染色。
Tityustoxin-Kα-ATTO Fluor-594标记小鼠小脑中的KV1.2通道。
A：使用Tityustoxin-Kα-ATTO Fluor-594（#STT-360-AR）（红色）对自由漂浮的小鼠脑切片进行多重染色。然后，依次使用抗Kv1.2 (KCNA2) 抗体（#APC-010）（1:200）和山羊抗兔抗体-AlexaFluor-488（绿色）对切片进行染色。在小脑的篮状结构（黄色染色，箭头）中同时检出Tityustoxin-Kα-ATTO Fluor-594和KV1.2。B：依次使用Tityustoxin-Kα-ATTO Fluor-594（红色）和细小清蛋白抗体标记相同脑切片。Tityustoxin-Kα-ATTO Fluor-594（红色）标记小脑的篮状结构（箭头）。细小清蛋白不仅将篮状结构染色，还将浦肯野细胞体染色。二者之间的共定位以黄色表示。
相关可用的荧光毒素：
一、GABA(A) 受体（GABA(A) Receptors）
1.α-Bungarotoxin-ATTO Fluor-488（货号B-100-AG）
结合靶标：α7, α1/β1/γ/δ nAChR and GABA(A) receptor subtypes
已发表文献：11篇
2.α-Bungarotoxin-ATTO Fluor-633（货号B-100-FR）
结合靶标：α7, α1/β1/γ/δ nAChR and GABA(A) receptor subtypes
已发表文献：1篇
结合靶标：α7, α1/β1/γ/δ nAChR and GABA(A) receptor subtypes
已发表文献：1篇
结合靶标：GABA(A) receptors
二、电压门控钾通道（Voltage-Gated K+ Channels, Kv）
1.Agitoxin-2-Cys-TAMRA（货号RTA-420-T）
结合靶标：KV1.3 K+ channels
已发表文献：5篇
2.Tityustoxin-Kα-ATTO Fluor-594（货号STT-360-AR）
结合靶标：KV1.2 K+ channels
已发表文献：1篇
3.Stichodactyla Toxin-ATTO Fluor-590（货号STS-400-AR）
结合靶标：KV1.1, KV1.3, KV1.4, KV1.6 channels
三、内向整流型钾离子通道（Inward Rectifier K+ Channels, Kir）
结合靶标：Kir1.1, Kir3.2 K+ channels
结合靶标：Kir1.1, Kir3.2 K+ channels
四、烟碱乙酰胆碱受体（Nicotinic acetylcholine receptors, nAChRs）
1.α-Bungarotoxin-ATTO Fluor-488（货号B-100-AG）
结合靶标：α7, α1/β1/γ/δ nAChR and GABA(A) receptor subtypes
已发表文献：11篇
2.α-Bungarotoxin-ATTO Fluor-633（货号B-100-FR）
结合靶标：α7, α1/β1/γ/δ nAChR and GABA(A) receptor subtypes
已发表文献：1篇
结合靶标：α7, α1/β1/γ/δ nAChR and GABA(A) receptor subtypes
已发表文献：1篇
4.α-Conotoxin ImI-ATTO Fluor-590（货号C-290-AR）
结合靶标：α3/β2 nAChR
参考文献
1. Schofield, G. G., Puhl, H. L. & Ikeda, S. R. Properties of wild-type and fluorescent protein-tagged mouse tetrodotoxin-resistant sodium channel (NaV1.8) heterologously expressed in rat sympathetic neurons. J. Neurophysiol. 99, (2008).
2. Maue, R. A. Understanding ion channel biology using epitope tags: Progress, pitfalls, and promise. Journal of Cellular Physiology vol. 213 (2007).
3. Kuzmenkov, A. I. et al. Fluorescent protein-scorpion toxin chimera is a convenient molecular tool for studies of potassium channels. Sci. Rep. 6, 1–10 (2016).
4. Ondrus, A. E. et al. Fluorescent saxitoxins for live cell imaging of single voltage-gated sodium ion channels beyond the optical diffraction limit. Chem. Biol. 19, 902–912 (2012).
5. Massensini, A. R. et al. Tracking sodium channels in live cells: Confocal imaging using fluorescently labeled toxins. J. Neurosci. Methods 116, 189–196 (2002).
6. Jiang, D. et al. Structural basis for voltage-sensor trapping of the cardiac sodium channel by a deathstalker scorpion toxin. Nat. Commun. 12, (2021).
