多巴胺是大腦中一種重要的神經(jīng)遞質(zhì)，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中調(diào)控一系列關(guān)鍵的神經(jīng)功能，包括學(xué)習(xí)、記憶、注意力、運動控制等。多巴胺失調(diào)會導(dǎo)致精神疾病或神經(jīng)退行性疾病，如多動癥、精神分裂癥等。多巴胺相關(guān)的神經(jīng)環(huán)路還是成癮藥物如可卡因等的作用靶點。

　　為更好地研究多巴胺在生理和病理中的作用，研究人員需實時檢測活體內(nèi)特定腦區(qū)的多巴胺信號變化。然而，傳統(tǒng)檢測手段由于缺乏足夠的時間和空間分辨率、難以精確反映神經(jīng)遞質(zhì)的真實動態(tài)信息等缺陷，往往不能滿足研究需求。

　　為此，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院李毓龍研究組聯(lián)合多個研究團(tuán)隊，開發(fā)出了可基因編碼的多巴胺探針，將對結(jié)構(gòu)變化敏感的熒光蛋白嵌入多巴胺受體，使多巴胺這一化學(xué)信號轉(zhuǎn)化為熒光信號，再結(jié)合現(xiàn)有的成像技術(shù)，即可實時監(jiān)測多巴胺濃度的動態(tài)變化情況。

　　“這相當(dāng)于有一個很好的蠟燭，能夠點亮常常看不見、摸不著的多巴胺，通過成像的方法看到其動態(tài)變化。”北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院研究員李毓龍說。據(jù)悉，研究團(tuán)隊對探針進(jìn)行了優(yōu)化，使其具有極高的分子特異性和時空分辨率。此外，還開發(fā)出了兩種版本的探針，適用于多巴胺釋放量不同的腦區(qū)。

　　值得關(guān)注的是，由于該探針具有可基因編碼的特性，研究人員還通過轉(zhuǎn)染、病毒注射等手段，將探針表達(dá)在細(xì)胞、小鼠腦片或活體的果蠅、斑馬魚、小鼠上。利用該探針，他們檢測到了電刺激小鼠腦片引發(fā)的多巴胺釋放，并在活體果蠅、斑馬魚和小鼠的大腦中檢測到了與嗅覺刺激、視覺刺激、學(xué)習(xí)記憶、交配行為相關(guān)的多巴胺信號變化。

　　李毓龍表示，新型神經(jīng)遞質(zhì)探針的開發(fā)將有助于了解神經(jīng)遞質(zhì)在特定疾病中的變化，從而為未來的精準(zhǔn)醫(yī)療和新型藥物研發(fā)提供新路徑。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，此項研究巧妙利用了天然的神經(jīng)遞質(zhì)受體與熒光蛋白結(jié)合，研發(fā)出能直接把神經(jīng)遞質(zhì)信號轉(zhuǎn)換為熒光信號的高效探針，為行業(yè)研究提供了一個有用工具。