美国BRAIN计划发布首个技术成果：用无创技术启动和关闭神经元_医疗健康

2015

05/05

16:52

冷泉港实验室医疗健康

研究人员开发了一种新化学遗传学（chemogenetic）技术，可以通过启动和关闭神经元，揭示控制小鼠行为的大脑回路。这是美国NIH BRAIN计划产出的首个技术成果，可以帮助人们调节神经元进而治疗疾病。

北卡罗来纳大学和NIH的研究团队在四月三十日的Neuron杂志上发表文章介绍了这一成果。研究人员通过靶标两种不同的神经元表面受体，触发控制大脑功能和复杂行为的特定化学信号。他们利用这种非侵入性的化学遗传学技术，关闭和启动了小鼠的特定行为（比如暴饮暴食）。

“这个新工具将为我们展示，如何更有效地靶标大脑回路对人类疾病进行治疗，”Bryan L. Roth教授说。

据介绍，这项研究中的新技术是基于Roth 2007年开发的DREADD（Designer Receptor Exclusively Activated by a Designer Drug）技术。Roth等人改变了G蛋白偶联受体的化学结构，然后再将受体引入小鼠体内。这种突变受体只能被特定的化合物激活或者抑制，如果用它锁住特定大脑回路或者行为，那么人工合成的药物就是唯一可以开锁的钥匙。

此前DREADD已经在世界各地得到了广泛的应用，不过它一次只能单向操作一种受体，激活或是抑制。现在研究人员开发了新一代的化学遗传学技术，KORD（k-opioid receptor DREADD）。新技术可以在同一个神经元内先后靶标两种不同的受体。

研究人员在体外对受体进行改造，然后将其包装在病毒载体上，注射到小鼠体内。这些受体只在大脑特定区域的特定神经元中表达。随后研究人员用化合物来操纵神经元信号，开关神经元进而调控小鼠的行为。举例来说，NIH的Michael Krashes博士用这一技术成功开/关了小鼠的暴食行为。

“我们的研究证明KORD是一种很实用的新工具，可以控制特定细胞群体的功能，揭示其治疗潜能，”文章的第一作者Elliot Robinson博士说。

KORD可以帮助研究者们更好的解析神经系统的互作，“我们将KORD和DREADD技术无偿分享给其他科学家，相信不久这些技术就会出现的新用途，”Roth说。

来源：冷泉港实验室

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