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研究領(lǐng)域

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北大李毓龍研究員課題組開發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)熒光探針

1.背景介紹

大腦復雜功能的實現(xiàn)離不開神經(jīng)元之間高效特異的信息交流和整合。神經(jīng)元通過相互之間的投射形成復雜的神經(jīng)網(wǎng)絡介導神經(jīng)功能。神經(jīng)遞質(zhì)作為重要的生物小分子，主要負責神經(jīng)元之間的信息傳遞,在突觸中扮演著“信使”的作用,參與了包括發(fā)育、信息感知、運動調(diào)節(jié)以及大腦高級認知行為等多種生理學功能。因此，對神經(jīng)遞質(zhì)的探測追蹤成為神經(jīng)科學家研究的重要目標。

2. 探索研究

EXPLORATION AND RESEARCH

傳統(tǒng)的直接測量法無法實現(xiàn)單個細胞水平的遞質(zhì)檢測，且檢測特定神經(jīng)遞質(zhì)的特異性不夠高, 時間和空間精度也較差，為解決這一弊端，北大李毓龍教授課題組集中在神經(jīng)元通訊的基本結(jié)構(gòu)突觸上開展兩項研究：一是開發(fā)前沿的工具，即開發(fā)新型成像探針，用于在時間和空間尺度上解析神經(jīng)系統(tǒng)的復雜功能；二是借助先進的工具探究突觸傳遞的調(diào)節(jié)機制，特別是在生理及病理條件下對神經(jīng)遞質(zhì)釋放的調(diào)節(jié)。

3.新型探針的出現(xiàn)

THE EMERGENCE OF NEW PROBES

北大李毓龍教授課題組基于G蛋白偶聯(lián)受體開發(fā)出了多巴胺、乙酰膽堿、去甲腎上腺素等新型探針，可以實時精確的檢測神經(jīng)遞質(zhì)的動態(tài)變化。研究者可通過轉(zhuǎn)染、病毒注射以及構(gòu)建轉(zhuǎn)基因動物等手段，將探針表達在多種細胞、小鼠腦片或者活體果蠅、斑馬魚、小鼠等模式動物中，將“難以捉摸”的化學信號變成直觀、易測的熒光信號，這使得監(jiān)測神經(jīng)遞質(zhì)的動態(tài)變化變得更加簡單。新型成像探針的出現(xiàn)將使得相關(guān)神經(jīng)環(huán)路的研究更加簡捷高效，同時也為今后大規(guī)模開發(fā)其他神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)調(diào)質(zhì)探針奠定扎實的研究基礎(chǔ)。

4.相關(guān)探針列表

LIST OF RELATED PROBES

已發(fā)表探針列表
探針類型	病毒編號	病毒名稱
乙酰膽堿探針	AAV-NP-1001	AAV9-TRE-GACh2.0 （or ACh2.0）
乙酰膽堿探針	AAV-NP-1002	AAV9-hsyn-GACh2.0 （or ACh2.0）
多巴胺探針	AAV-NP-1003	AAV9-hSyn-DA1m
	AAV-NP-1004	AAV9-hSyn-DIO-DA1m
	AAV-NP-1005	AAV9-hSyn-DA1h
	AAV-NP-1006	AAV9-hSyn-DIO-DA1h
	AAV-NP-1007	AAV9-hSyn-DAmut
	AAV-NP-1008	AAV9-TRE-DA1m
	AAV-NP-1009	AAV9-TRE-DA1h
去甲腎上腺素探針	AAV-NP-1010	AAV9-hsyn-NE1m
	AAV-NP-1011	AAV9-hSyn-DIO-NE1m
	AAV-NP-1012	AAV9-hsyn-NE1h
	AAV-NP-1013	AAV9-hSyn-NEmut
	AAV-NP-1014	AAV9-TRE-NE1m
	AAV-NP-1015	pAAV9-TRE-NE1h
	AAV-NP-1016	AAV9-TRE-NEmut

未發(fā)表探針列表
探針類型	病毒編號	病毒名稱
乙酰膽堿探針	AAV-NP-1017	AAV9-hsyn-ACh3.0
乙酰膽堿探針	AAV-NP-1018	AAV9-hsyn-AChmut
多巴胺探針	AAV-NP-1019	AAV9-hsyn-DA4.3
	AAV-NP-1020	AAV9-hsyn-DA4.4
	AAV-NP-1021	AAV9-hsyn-DIO-DA4.3
	AAV-NP-1022	AAV9-hsyn-DIO-DA4.4
去甲腎上腺素探針	AAV-NP-1023	AAV9-hsyn-NE2m
	AAV-NP-1024	AAV9-hsyn-DIO-NE2m
	AAV-NP-1025	AAV9-hsyn-NE2h
	AAV-NP-1026	AAV9-hsyn-DIO-NE2h
五羥色胺探針	AAV-NP-1027	AAV9-hsyn-5HT2.1
五羥色胺探針	AAV-NP-1028	AAV9-hsyn-DIO- 5HT2.1
腺苷探針	AAV-NP-1029	AAV9-hsyn-Ado1.0
	AAV-NP-1030	AAV9-hsyn-Ado1.0mut
	AAV-NP-1031	AAV9-hsyn-Ado1.0- M270H
	AAV-NP-1032	AAV9-hsyn-Ado1.0-M1
	AAV-NP-1033	AAV9-EFS-DIO-Ado1.0
ATP 探針	AAV-NP-1034	AAV9-hsyn-ATP1.0
	AAV-NP-1035	AAV9-hsyn-ATP1.0mut
	AAV-NP-1036	AAV9-EFS-DIO-ATP1.0
VIP探針	AAV-NP-1037	AAV9-hsyn-VIP1.0
CCK 探針	AAV-NP-1038	AAV9-hsyn-CCK2.0
CCK 探針	AAV-NP-1039	AAV9-hsyn-DIO- CCK2.0
eCB 探針	AAV-NP-1040	AAV9-hsyn-eCB1.0
eCB 探針	AAV-NP-1041	AAV9-hsyn-DIO- eCB1.0

5.相關(guān)文獻發(fā)表

RELEVANT LITERATURE PUBLICATION

1. Nat Biotechnol. (IF=35.724). Jing M. et al. (2018). A genetically encoded fluorescent acetylcholine indicator for in vitro and in vivo studies.

2. Cell. (IF=31.398). Sun F. et al. (2018). A Genetically Encoded Fluorescent Sensor Enables Rapid and Specific Detection of Dopamine in Flies, Fish, and Mice.

3. Neuron. (IF=14.319). Feng J. et al. (2018). A Genetically Encoded Fluorescent Sensor for Rapid and Specific In Vivo Detection of Norepinephrine.

......

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