💡这项突破是什么?
【活体小鼠中解码神经信号调控规律】
与基于荧光蛋白的探针相比，化学遗传型探针在活体小鼠中应用的关键挑战是如何将染料高效递送入脑。为了解决这一难题，本研究结合光遗传学范式进行活体筛选，寻找兼具优异荧光响应与良好血脑屏障通透性的远红染料。结果显示，SiR650标记的HaloDA1.0探针可以在多巴胺能神经元投射丰富的伏隔核和投射稀少的大脑皮层，均能特异性检测光遗传激活多巴胺神经元引起的多巴胺释放。此外，借助HaloDA1.0的远红波长优势，研究人员在中央杏仁核实现了蓝光激活多巴胺能神经元的同时，双色记录多巴胺探针与红色钙探针的信号，并结合药理学揭示了多巴胺对下游神经元钙活动的调控作用。
进一步地，本研究开展了三色光纤记录，实现在小鼠自发活动、糖水奖赏、足部电击和可卡因注射条件下，同步记录伏隔核内多巴胺、乙酰胆碱及D1中型多棘神经元胞内cAMP的动态变化。结果显示，生理行为中多巴胺与乙酰胆碱协同调控cAMP，而可卡因刺激下两者呈拮抗效应。上述结果为理解神经化学分子的调控机制提供了新视角。
运用在体三色光纤记录揭示小鼠伏隔核神经化学分子的动态和调控关系
综上所述，李毓龙课题组拓展了多巴胺探针的光谱，成功开发了远红光的多巴胺探针HaloDA1.0。这一新型探针可在细胞、脑片、斑马鱼及小鼠多系统中，灵敏且特异地报告多巴胺的动态变化。通过与绿色和红色荧光探针联合应用，HaloDA1.0让研究者得以同步捕捉多种神经化学分子的变化，深入解析它们的时空动态特征和调控关系。这项成果是跨学科合作的重要产物，既拓展了活体化学研究的边界，也为解析大脑复杂的神经递质调控网络提供了有力支持。
北京大学生命科学学院李毓龙教授为该论文通讯作者，北京大学生命科学联合中心博士生郑宇和生命科学学院博士生蔡儒仪为共同第一作者，神经所穆宇课题组王逵博士和北大陈知行课题组张钧维博士为共同第二作者。神经所穆宇研究员、北京大学陈知行研究员、美国Janelia研究所Luke Lavis和Eric Schreiter研究员、德国马普所Kai Johnsson教授共同参与了该项研究工作。李毓龙课题组卓一洲博士（现为美国俄勒冈健康与科学大学Vollum研究所博士后）、董辉博士（现为上海交通大学松江研究院青年研究员）、张雨琪（现为瑞士洛桑联邦理工学院博士生）、王依凡（现为美国纽约大学博士生）、邓飞博士（现为斯坦福大学博士后）、纪恩博士、崔艺文、黄海耘、李少创等对文章做出了重要贡献。
目前HaloDA1.0的病毒在维真和枢密公司有售，活体所需染料SiR650-HTL可以从南京浦海景珊公司购买，三色光纤系统可以从千奥星科或瑞沃德公司购买。
原文链接：https://doi.org/10.1126/science.adt7705
来源：北京大学生命科学学院
