分享一篇发表在Nature Communications上的文章，本文的通讯作者是来自瑞士苏黎世大学药理学和毒理学研究所的Tommaso Patriarchi教授，他主要开发基于GPCR的多巴胺成像工具。本文中作者针对已开发的遗传编码的基于GPCR的多巴胺成像工具进行了升级，使其具有可调的灵敏度。
多巴胺是一种重要的神经调节分子，在动物行为调节中起关键作用，多巴胺的失调与多种脑部疾病相关。传统的微透析、电化学技术只能局限于单点进行多巴胺水平的测量，而基因编码的基于GPCR的多巴胺传感器可以以高时空分辨率监测多巴胺的动态水平。在大脑区域以及各个区域内，生理DA水平每时每刻都会有相当大的变化，现有的GPCR偶联的DA传感器无法在单次测量中很好地捕获强直和相性细胞外DA信号。因此需要建立一种方法，能够一次性处理内源DA释放的复杂信号、灵活提高检测灵敏度。本文提出的基于GPCR的DA成像工具是利用人类DA 1型受体（hmDRD1）和荧光分子GFP偶联的融合蛋白，该蛋白与DA结合后可以改变构象，引起GFP发光。正变构调节剂（PAM）是一种通过调整配体对其受体的亲和力而起作用的小分子，不会改变最大配体功效。在本文中，作者使用对人类DA 1型受体（hmDRD1）的选择性PAM分子（DETQ），该分子对hmDRD1具有正变构效应，从而可以提高基于hmDRD1的基因编码传感器dLight.3b的亲和力（图1a），再通过基于蛋白结构的突变筛选，可以将对DA的亲和力由2 uM降低至142 nM（图1b）。值得注意的是，PAM分子不改变正位配体的最大功效，即饱和浓度和零浓度的DA处理引起的信号不受PAM分子的干扰，说明该分子可以在不影响动态范围或配体选择性的情况下增强传感器灵敏度。使用改进后的传感器以可调灵敏度对培养的DA神经元释放的DA进行成像，可以看到清晰的不同模态的DA信号。此外，该PAM分子具有物种特异性，不会影响小鼠DRD1（msDRD1）依赖的神经元活动和行为，因此可对动物活体进行检测。总之，本文提出的化学遗传学策略可以按需调整DA成像的灵敏度，从而能够光学检测DA神经元、急性脑切片和活体动物大脑区域的强直和相位性的DA释放。原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-49442-3DOI：10.1038/s41467-024-49442-3
我的微信
关注我了解更多内容
{list_comment type="article" format="Y-m-d H:i:s"}
no cache
Processed in 0.411160 Second.
目前评论：