据麦姆斯咨询公司(Maims Consulting)报道，来自德国的一个研究团队开发了一种名为AndromeDA的近红外荧光多巴胺纳米传感器，可以以高时空分辨率检测实验室培养的神经细胞中的多巴胺释放。多巴胺是一种化学信使，在帕金森的大脑中逐渐消失病患者。
德国波鸿鲁尔大学的一则新闻报道说：这种新的传感器可以以前所未有的分辨率可视化神经细胞中的多巴胺释放过程。"在多巴胺存在的情况下，这种传感器中使用的碳纳米管会发出更亮的光。研究人员表示，这种新的检测方法有助于在帕金森的治疗上取得突破病和其他神经系统疾病。这项研究成果发表在《美国国家科学院院刊》 (PNAS)上，题为一种高时空分辨率的荧光纳米传感器涂料检测药物在轴突上的释放。多巴胺是一种神经递质，在神经细胞(神经元)之间起着化学信使的作用。除此之外，还有助于调节运动。帕金森症状是由病人体内多巴胺或产生多巴胺的神经元死亡引起的大脑和多巴胺合成功能的丧失。更好地理解神经细胞释放多巴胺的机制是确定帕金森病病因的关键病和其他疾病。然而，由于缺乏足够高的时间和空间分辨率的检测方法，对机理的研究受到限制。"到目前为止，还没有办法同时以高空间和时间分辨率可视化多巴胺信号。"鲁尔大学教授、这项研究的主要参与者塞巴斯蒂安克鲁斯博士说。目前，由德国波鸿鲁尔大学和德国哥廷根马克斯普朗克多学科科学研究所的研究人员组成的研究团队3354在Sebastian Kruss博士的带领下，开发了一种近红外荧光多巴胺纳米传感器，旨在以前所未有的分辨率可视化神经细胞中多巴胺的释放过程。传感器由超薄碳纳米管制成，其厚度几乎是人类头发的万分之一。当用可见光照射时，在一些分子的存在下，碳纳米管会发出近红外范围的光。"人眼对这一范围的光是不可见的，但它可以穿透更深的组织，从而提供比可见光更好、更清晰的图像。"塞巴斯蒂安克鲁斯博士说。塞巴斯蒂安克鲁斯说：我们通过将不同的短核酸序列与碳纳米管结合，系统地改变了这一特性，这样当碳纳米管与特定分子接触时，就会被转换产生荧光。"值得注意的是，核酸在细胞基因组信息的存储中起着主要作用，它以DNA和RNA的形式出现。这意味着当多巴胺含量较高时，荧光强度应该增加。"我们马上意识到这样的传感器对神经生物学非常有意义。"塞巴斯蒂安克鲁斯补充道。研究人员在实验室测试了这种名为仙女座菌株的荧光多巴胺纳米传感器。因此，马克斯普朗克的索菲亚伊利扎罗娃博士和詹姆斯丹尼尔博士也开发了一个细胞培养系统3354。在这个系统中，来自小鼠的多巴胺神经元被一个非常薄的纳米传感器覆盖，以检测多巴胺的释放过程。实验结果表明，AndromeDA成功地以高空间和时间分辨率检测到了轴突静脉扩张释放的多巴胺。这些沿着神经纤维的串珠状结构是相邻神经细胞之间信息交流的关键。该团队进一步开发了一种基于机器学习(MI)的工具，用于分析多达100种多巴胺静脉曲张的多巴胺释放过程。这项分析揭示了它的异质性，只有一小部分静脉曲张(约17%)主动释放多巴胺。此外，多巴胺的释放需要Munc13蛋白的存在。研究小组说：这验证了仙女座作为研究多巴胺分泌的分子和细胞机制的工具。"总的来说，这个荧光纳米传感器为多巴胺信号的神经可塑性和调节提供了新的见解。"索菲亚伊利莎罗娃说。从长远来看，它们将促进帕金森等疾病的治疗进展的疾病。"论文链接：https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2202842119
编辑：李倩
