iTango:实时研究神经调节的新技术
当我们想到神经元之间的交流时，我们通常会想象一个神经元将分子神经递质释放到一个叫做突触的连接处，在那里它们刺激另一个神经元。但有时，神经递质不是穿过一个突触，而是在大脑中广泛流动——涌入不同类型的受体，同时刺激许多其他神经元。在这种情况下，它们被称为神经调节剂。识别和操纵受神经调节影响的特定神经元一直是研究人员面临的挑战。Hyungbae Kwon在马克斯·普朗克佛罗里达神经科学研究所(MPFI)的实验室，以及日内瓦大学、高丽大学和马克斯·普朗克神经生物学研究所的合作者，最近开发了一种新设计的基因表达系统的技术，使研究人员能够实时可视化和操纵神经调节。
诱导探戈技术，叫做我Tango是建立在Tango系统之上的，这是一种近十年前开发的技术。与探戈技术，个人神经元被神经调节剂刺激后会表达绿色荧光蛋白，因此研究人员可以识别它们。然而，一旦传感器蛋白过表达，它就会不断产生荧光，而不考虑神经调节剂，这意味着随着时间的推移，越来越多的神经元会发出荧光，研究人员将无法分辨哪些神经元群体受到了刺激。由于这种限制，Tango技术不适用于研究哺乳动物的神经调节状态。
我Tango使用光敏标签系统。只有当特定的神经调节剂存在时，细胞才会发出荧光，研究人员同时用一种特殊的蓝光照射感兴趣的神经元。一旦研究人员关灯，这种蛋白质就会停止发光。Kwon实验室用“光开关”重新设计了原始的Tango系统，使研究人员可以控制荧光的时间，从而使信噪比提高了十倍以上，使科学家更容易识别模型物种(如小鼠)中的特定神经元种群。博士领导的这项工作。Dongmin Lee, Meaghan Creed和Kanghoon Jung发表于自然方法2017年4月。
在这项研究中，Hyungbae Kwon的团队使用了我Tango来识别老鼠大脑中特定的神经元，这些神经元在特定的动物行为中被神经调节多巴胺激活。他们能够识别出两种神经元——一种与增强运动有关，另一种与奖励感有关。他的团队将研究更进一步——表达对光线敏感的离子通道，他们能够选择性地抑制或诱导与他们之前确定的神经元群体相关的行为。此外，他们能够控制可卡因反应行为通过使用我探戈的技术。
Kwon博士解释说，虽然他的实验室主要对基础神经科学和神经调节剂影响神经元回路及其形成的方式感兴趣，但他预计我Tango方法将应用于药物开发、癌症靶向治疗等诸多研究领域。分子组成的分子之一我Tango系统是一种g蛋白传感器，可以被任何g蛋白替代。g蛋白是药理学药物的常见靶点，因此公司可以使用这种技术以难以置信的特异性筛选潜在的候选药物。有时可行的候选药物会被抛弃，因为现有筛选方法中的信噪比非常低。由于标签的光敏性使信噪比提高了十倍以上我探戈技术有潜力清楚地识别这些被忽视的候选人，而不需要任何额外的时间投资。
“这个故事最重要的部分是我们制作了这个故事技术光敏感。光灵敏度提供了一个巨大的优势，因为你基本上可以将它应用于任何信号，”Kwon博士说。我Tango将有助于可视化和操纵神经回路，这些神经回路是药物诱导行为和与神经调节相关的精神疾病(如情绪障碍或精神分裂症)的基础。”
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