2021年04月08日消息, 据北大新闻网报道,该校生命科学学院李毓龙教授课题组关于5-羟色胺(5-HT)的新研究发表在了《自然-神经科学》上,论文题目为“A genetically encoded sensor for measuring serotonin dynamics”,该研究为解析这一广泛分布于中枢神经系统和外周组织的物质奠定了基础。


北大李毓龙团队开发新型荧光探针,可精确检测5-羟色胺动态变化


5-HT又称血清素,是一种重要的单胺类神经递质,广泛分布于中枢神经系统和外周组织。中枢神经系统的5-HT参与了进食、睡眠、学习记忆、情绪、社交等多种行为的调节,而外周的5-HT则对胃肠蠕动、血管收缩、血小板聚集等生理过程的调控至关重要。5-HT系统失调,则与抑郁症、创伤后应激障碍、物质滥用及行为成瘾等精神障碍紧密相关。


然而,我们目前对5-HT知之甚少,无法对其更精确地利用和治疗。


北大李毓龙团队开发新型荧光探针,可精确检测5-羟色胺动态变化

图1:新型5-HT荧光探针的刻画。(a)GRAB5-HT1.0和GRAB5-HTmut在神经元中的表达以及对5-HT的荧光信号响应。(b)GRAB5-HT1.0在HEK细胞中的动力学特征。(c)GRAB5-HT1.0对5-HT的分子特异性。


李毓龙课题组使用其近年来广为应用G蛋白偶联受体构建荧光探针的策略,成功开发出新型G蛋白偶联受体激活依赖的GRAB(GPCR-Activation-Based)5-HT荧光探针GRAB5-HT1.0。


这种探针在体外培养的神经元中对5-HT的荧光信号响应幅度接近300%,对5-HT分子具有高度的特异性及亲和力,反应动力学速率可达亚秒级别,弥补了过去微透析法、快速扫描循环伏安法等方法在时间或空间分辨率的不足。


在试验中,GRAB5-HT1.0在受刺激的活体果蝇大脑中检测到了5-HT的释放活动,而且还可以结合光纤记录系统,实时检测自由活动的小鼠大脑5-HT,是如何在睡眠-觉醒过程中动态变化的。


新型5-HT荧光探针是进一步探究5-HT系统功能的重要工具,为解析大脑复杂神经环路奠定了方法学基础。同时,该工作也进一步证明课题组采用GPCR激活原理构建荧光探针策略的普适性。


文章来源: 北大新闻网

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