Cell解读!迷信家开辟出能察看和节制年夜脑神经活性的新对象!

2020年12月21日 讯 /100医药网BIOON/ --日前，一项登载在国内杂志Cell上题为“A Molecular Calcium Integrator Reveals a Striatal Cell Type Driving Aversion”的研讨申报中，来自斯坦福年夜学等机构的迷信家们通过研讨开辟了一种新型分子探针，其或能帮忙提醒年夜脑思考和影象的分子机制，这种名为“flicker”（Fast Light and Calcium-Regulated Expression 疾速光和钙调理表白技术 或FLiCRE）的对象或能用于在任何细胞内执行各类研讨工作，包含标志、记载和节制细胞功效等。

研讨者Alice Ting表现，本文研讨任务波及到神经迷信的一个焦点目的，便是若何寻觅位于机体年夜脑设法主意或认知进程背地的神经元体系？恒久以来神经迷信家们始终都想找到这类研讨对象。在观点验证明验中，研讨职员就应用FLiCRE对象拍摄到了小鼠体内与逃避行动相关的神经活性快照。通过将FLiCRE快照与RNA测序技术相联合，研讨者发现，这些被激活的神经元次要属于一种繁多的细胞类型，而这种细胞类型仅应用遗传对象是无奈得到的。随后研讨职员将FLiCRE对象与视卵白opsin（一种应用光来节制神经活性的特别卵白）联合，在一天后从新激活雷同的神经元，这或者就会使得小鼠防止进入某个房间，研讨职员所研讨的年夜脑区域称之为“伏隔核”（nucleus accumbens），其被以为在包含烦闷症在内的多种人类精力疾病的产生进程中饰演症结脚色。

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FLiCRE由两种次要的分子组分构成，其能对蓝光和钙做出反馈。这种光敏理性就能使得研讨职员准确节制试验的光阴，而钙简直是细胞活性的通用指标；为了让FLiCRE进入细胞外部，研讨职员将其两部门包装在有害病毒内，FLiCRE的一部门会附着在细胞膜上，同时其包括的卵白质可能进入到细胞核中并驱动研讨职员所选择的基因进行表白；FLiCRE的另一部门次要担任在某些特定前提下开释卵白质，要是细胞中钙离子浓度较高，细胞就会洗澡在蓝光下。

以后的标志技术必要几个小时能力够被激活，而FLiCRE的标志进程只要要几分钟，于是研讨职员设计出了FLiCRE以便可能使用尺度的基因测序技术来寻觅能被FLiCRE激活的细胞，这就可能帮忙他们一次性研讨恒河沙数的细胞，而其它技术往往必要阐发多张显微图像，而每张图像中都包括无数百个细胞。

在一系列的试验中，研讨职员将FLiCRE打针到小鼠伏隔核的细胞中，并应用opsin卵白来激活与小鼠逃避行动相关的神经回路；一旦含有FLiCRE的细胞中的钙离子浓度（小鼠正在规避某种器械的细胞指标）飙升的话，细胞就会收回永恒性的赤色，并通过显微镜可能察看到；此外研讨职员还对细胞的RNA进行了测序来察看哪些细胞含有荧光卵白，并能发生神经活性的一一细胞记载。研讨者Christina Kim指出，咱们的目标便是绘制出活体植物中年夜脑区域之间相互连贯的图谱，然而这是一个十分困难的成绩，FLiCRE对象的利益便是，其能帮忙咱们在一个区域内脉冲并激活神经元，随跋文录一切连贯的上游神经元，而这或者便是一种无效的方式能帮忙察看长间隔的年夜脑活性连贯。

在接上去的试验中，研讨职员使用了第一次试验所得到的细胞活性图，此外他们还调整了FLiCRE以便卵白质可能表白opsin卵白，该卵白还能被橙色光所节制来改动神经元的活性；当在细胞中激活FLiCRE后，每当小鼠进入到特定房间时，研讨职员就通过光纤植入物来收回橙色光，而作为回应，小鼠会避开谁人房间，这就标明，FLiCRE切实其实可能确定年夜脑中驱念头体逃避行动的特别细胞。

FLiCRE的开辟和测试联合了化学、遗传学、生物学和神经迷信，以及这些学科内的许多业余，是以研讨职员以为，FLiCRE对象具备普遍的利用代价，包含对年夜脑以外的其它细胞进行研讨等。今朝研讨职员正在研讨FLiCRE的其它版本，目标是简化流程；研讨职员愿望可能简化其构造，使其可能与其它生化变乱一路任务，比方卵白质的互相作用或神经递质开释等。（100医药网100yiyao.com）

参考材料：

【1】Christina K.Kim，Mateo I.Sanchez，Paul Hoerbelt， et al. ， Cell (2020). DOI： 10.1016/j.cell.2020.11.015

【2】

by Stanford University