G蛋白（Gα与Gβγ亚型）驱动纹状体神经元中腺苷酸环化酶5（AC5）合成环磷酸腺苷（cAMP），这对运动协调至关重要。KCTD5直接与Gβγ相互作用以限定信号事件，但其在纹状体回路中的下游影响尚不清楚。本研究构建条件性Kctd5敲除小鼠，发现纹状体KCTD5缺失导致肌张力障碍样表型、运动协调缺陷以及行为音节转换偏移。利用cAMP生物...
多巴胺向纹状体神经元传递信息，神经传递紊乱会导致运动障碍中的运动缺陷。纹状体多巴胺信号下游汇聚到腺苷酸环化酶5（AC5）介导的环磷酸腺苷（cAMP）合成，表明信号转导在运动生理中至关重要。然而，多巴胺解码与 AC5 调控之间的关系尚不清楚。本研究采用无偏全局蛋白稳定性筛选，鉴定出钾通道四聚化结构域蛋白1（KCTD1）是 AC5 蛋白...
环境线索通过巴甫洛夫学习成为条件刺激，引导动物趋近奖赏。腹侧被盖区（VTA）和黑质致密部（SNC）多巴胺神经元通过与其纹状体靶区的双向连接网络参与该过程，但多巴胺神经元活动本身如何在学习过程中驱动整个纹状体的多巴胺信号仍不清楚。本研究通过光遗传学巴甫洛夫线索条件化激活 VTA 或 SNC 多巴胺神经元，并使用荧光生物传感器 dLig...
谷氨酸（glutamate）和多巴胺（dopamine, DA）是纹状体运动协调与动机行为的关键神经递质。电化学分析技术可在干扰物丰富的脑环境中快速、空间分辨地检测DA，但谷氨酸为非电活性分析物，无法直接用电化学方法检测；酶基传感器可在谷氨酸存在下生成电活性报告物。然而，多数谷氨酸生物传感器依赖安培检测，该方法固有非选择性，需要复杂...
BTBR T+ Itpr3tf/J（BTBR）小鼠表现出升高的重复性运动行为。部分 M1 毒蕈碱受体激动剂 CDD-0102A 可减轻 BTBR 小鼠的刻板运动行为。本研究考察 CDD-0102A 是否改变 BTBR 与 C57BL/6J（B6）小鼠在刻板运动行为期间纹状体谷氨酸浓度的变化。研究采用谷氨酸生物传感器，以 1 s 时间...
神经科学的核心概念之一是神经元通过神经递质、调质和肽类传递信息。过去数十年，微透析（MD）是测量清醒动物神经化学物质的金标准。遗传编码荧光生物传感器和光纤光度（FP）等活体光学技术的出现，为测量神经传递提供了技术路径不同的手段。为直接比较 MD 与 FP，作者在表达多巴胺传感器 dLight1.3b 的清醒自由行为小鼠背侧纹状体中，...
葡萄糖和乳酸为脑细胞功能提供能量，也是多种生物分子合成的重要碳源，因此需要在与神经元功能时间尺度相当的时间尺度上原位定量监测这些分子。本研究将碳纤微生物传感器与快速扫描循环伏安法（FSCV）结合，在大鼠纹状体特定部位监测中脑投射电刺激引发的葡萄糖和乳酸波动。系统改变刺激参数揭示了葡萄糖和乳酸对突触功能代谢需求响应的不同动力学。刺激开...
帕金森病以黑质多巴胺能神经元进行性丢失为特征，常用左旋多巴（L-DOPA）治疗，但长期用药可致疗效减退并诱发L-DOPA诱导运动障碍（LID）。GPR88是表达于纹状体中型多棘神经元（MSNs）及皮质纹状体谷氨酸能神经元的孤儿G蛋白偶联受体。本研究利用单侧6-羟基多巴胺（6-OHDA）损伤内侧前脑束的雄性GPR88敲除（KO）小鼠，...
多巴胺与乙酰胆碱的拮抗作用在基底神经节生理中很重要，但纹状体含 D1 与 D2 两类中型多棘神经元（MSN），难以在天然环境中定量分析二者相互作用。本研究利用活体背内侧纹状体脑片中的生物传感器成像，在单个 MSN 水平监测细胞内 cAMP。结果显示，毒蕈碱激动剂 oxotremorine 选择性降低表达 D1 受体的 MSN 亚群中...
虽然已知细胞核中的蛋白激酶A（PKA）调控基因表达，但核内PKA信号的特异性仍不清楚。本研究结合计算建模与小鼠脑片中PKA依赖性磷酸化的活细胞成像，探讨短暂多巴胺信号如何转化为皮层锥体神经元和纹状体中棘神经元中的核内PKA活性。作者观察到，纹状体神经元的核内PKA信号具有超敏感响应，伴随快速的全或无反应，这与通常认为的催化亚基在核内...
快速扫描循环伏安法（FSCV）是实时测量脑内多巴胺（DA）水平的成熟方法，但难以将 DA 与血清素（5-HT）、去甲肾上腺素（NE）等单胺区分。本研究报道一种新型 DA 特异性生物传感器，由碳纤微电极涂覆离子交换膜、含单胺氧化酶 B（MAO-B）的纤维素膜层构成。作者采用 FSCV 在体外和体内监测 DA。体外磷酸盐缓冲液中依次加入...
多巴胺是神经精神医学和神经病学中备受关注的重要神经递质，但现有监测多巴胺释放的方法在时空分辨率上存在明显不足。电化学和荧光成像工具虽已发展，却各有局限。为克服这些限制，作者将线虫来源的多巴胺门控氯离子通道 LGC-53 异源表达于大鼠背侧纹状体中型多棘神经元中，使多巴胺由慢速递质转变为可被快速记录的信号，从而揭示逐时刻多巴胺释放调控...
一氧化氮/环鸟苷酸（NO/cGMP）信号在纹状体功能调控中重要，但其中粒神经元（MSN）内 cGMP 的具体作用机制仍不清楚。作者利用基因编码荧光生物传感器，包括新型高灵敏度 cAMP 传感器 Epac-SH150，分析 MSN 对 NO 的 cGMP 应答及其对 cAMP/蛋白激酶A（PKA）信号的影响。Cygnet2 cGMP ...
cAMP/蛋白激酶A（PKA）信号级联广泛存在，且级联各步骤酶类常以多种亚型表达。本研究比较前额叶皮层锥体神经元与表达独特信号蛋白组合的纹状体神经元，分析多巴胺D1受体激活所触发cAMP/PKA信号的动态整合。利用小鼠脑片中的荧光生物传感器成像发现，纹状体中型多棘神经元对D1受体激活的cAMP/PKA反应比皮层锥体神经元更强、更快且...
本文合成了一种新型羟基官能化室温离子液体[C3(OH)2mim][BF4]，并以该离子液体膜为基底，在其表面电沉积双金属Au/Pt纳米粒子，构建了新型H2O2生物传感器。羟基功能化提供了适宜微环境，使Au/Pt纳米粒子更均匀、更小，平均直径为2.5±0.2 nm。将谷氨酸氧化酶（GlutaOx）固定后，得到GlutaOx-[C3(O...
本研究报道了一种用于清醒自由大鼠脑内神经化学实时监测的植入式生物遥测系统。该系统将碳基安培微传感器和铂基葡萄糖生物传感器与微型化遥测装置连接，用于在自由运动大鼠纹状体中检测抗坏血酸（AA）、氧气（O2）和葡萄糖。微型装置包括单电源传感器驱动电路、电流-电压转换器、微控制器和微型数据发射器；氧化还原电流经PIC内置模数转换器数字化后，...
胰岛素和降压药调控体内脑葡萄糖代谢的机制尚不清楚，部分原因是缺乏直接测量脑内葡萄糖的方法。脑的正常代谢功能依赖葡萄糖的持续供应。本研究报道了胰岛素和降压药对大鼠纹状体葡萄糖水平的影响。大鼠分为高血糖组（血浆葡萄糖 14.8±0.3 mM）和糖尿病组（血浆葡萄糖 10.8±0.2 mM）。将自制葡萄糖微传感器植入大鼠纹状体（前/后 1...